ЭПОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ


Janet L. Collins


Эпоксидные соединения - химические вещества, в состав которых входят эпоксидные кольца (одно или несколько). Эпоксидное кольцо, по существу, это один атом кислорода, связанный с двумя атомами углерода. Они реагируют с амино-, гидроксильными и карбоксильными группами, а также с минеральными кислотами, образуя относительно стабильные соединения.
     
Применение
Эпоксидные соединения, нашли широкое применение как химические промежуточные звенья в производстве растворителей, пластификаторов, клеев и синтетических смол. Они часто используются в различных отраслях промышленности как защитные покрытия для металла и древесины. Альфа-эпоксисоединения с эпоксигруппой (C-O-C) в положении 1,2 являются наиболее реактивными из всех эпоксидных соединений и чаще всего используются в промышленности. Эпоксидные смолы после реакции с отвердителями образуют универсальные термореактивные материалы, нашедшие разнообразное применение, включая поверхностные покрытия, электронику (герметики), ламинирование и склеивание между собой различных материалов.
     
Окиси бутилена (1,2-эпоксибутан и 2,3-эпоксибутан) используются для производства гликолей бутилена и их производных, а также для получения поверхностно-активных агентов. Эпихлоргидрин применяется в качестве химического промежуточного звена, инсектицида, фумиганта и растворителя для красок, лаков, эмалей и лаков для ногтей. Он также входит в состав полимера, применяющегося для покрытия водопроводных труб, и служит сырьем для производства смол для пропитки влагопрочной бумаги. Глицидный спирт (или 2,3-эпоксипропанол)- стабилизатор натуральных масел и виниловых полимеров, эмульгатор и средство для равномерного окрашивания.
     
1,2,3,4-диэпоксибутан. Эксперименты на крысах показали, что кратковременное (4 часа) вдыхание его паров вызывало слезотечение, помутнение роговицы, затруднение дыхания и закупорку легких. Опыты с другими животными подтвердили, что диэпоксибутан, подобно многим другим эпоксидным соединениям, может вызывать ожоги кожи с образованием пузырей, раздражение глаз и дыхательной системы. У людей случайные "незначительные" воздействия вызывают отек век, раздражение верхних дыхательных путей и болезненное раздражение глаз в течение 6 часов после воздействия.
     
Контакт с кожей D, L- и мезо- форм 1,2,3,4-диэпоксибутана приводит к образованию опухолей у мышей, в том числе чешуйчатой карциномы. При подкожном и внутрибрюшинном введении D- и L- изомеры вызывали местные саркомы у мышей и крыс.
     

Некоторые эпоксидные соединения используются в здравоохранении и пищевой промышленности. Окись этилена применяется для стерилизации хирургических инструментов и медицинского оборудования, тканей, изделий из бумаги, простыней и предметов ухода за больными. Это соединение также используется в качестве фумиганта для тканей и пищевых продуктов, ракетного топлива и ускорителя роста табачных листьев. Окись этилена служит промежуточным соединением в производстве этиленгликоля, пленки и волокон из полиэфира, терефталата и полиэтилена и других органических соединений. Гваякол - препарат для местной анестезии, антиоксидант, отхаркивающее средство и химическое промежуточное звено для производства других отхаркивающих средств. Он используется как ароматическая добавка в безалкогольных напитках и продуктах питания. Окись пропилена, или 1,2-эпоксипропан применяется в качестве фумиганта для стерилизации упакованных продовольственных продуктов и других материалов. Это высокореактивное промежуточное звено для производства высокомолекулярных эфирных спиртов, которые, в свою очередь, используются для получения пенополиуретана. Окись пропилена также применяется для производства пропиленгликоля и ее производных.
     
Диоксид винилциклогексена используется как растворитель для других диэпоксидов и смол, производных от эпихлоргидрина и бисфенола А. Были проведены опыты по его применению в качестве мономера для получения полигликолей, содержащих свободные эпоксидные группы, или для полимеризации трехмерных смол.
     
Фурфурол используется для скринингового анализа мочи, очистки нефтяных масел и производства лаков. Это синтетический ароматизатор, компонент резинового клея и смачивающего вещества для производства абразивных кругов и фрикционных накладок барабанных тормозов. Фурфуриловый спирт также используется в качестве ароматизатора, жидкого топлива и растворителя для красок и смол. Он применяется в стойких к коррозии уплотнителях и клеях, в антипригарных покрытиях. Тетрагидрофуран используется в гистологии, химическом синтезе, и в изготовлении материалов для упаковки, транспортировки и хранения пищевых продуктов. Он служит в качестве растворителя для жирных масел и невулканизованного каучука. Диэпоксибутан используется для предотвращения порчи пищевых продуктов, как отвердитель полимеров, и для получения текстильных волокон с сетчатой структурой.
     
Опасности
В настоящее время используется огромное количество эпоксидных соединений. Ниже рассматриваются получившие наибольшее распространение вещества. Однако имеются общие опасности, присущие данной группе химических веществ. В целом токсичность смолы определяется сложным взаимодействием индивидуальных токсичных свойств ее различных компонентов. Известно, что эпоксидные соединения являются сенсибилизаторами кожи, причем, это свойство сильнее проявляется у веществ с относительно низкой молекулярной массой. Кроме того, низкая молекулярная масса обычно ассоциируется с повышенной летучестью. Сообщалось о случаях острого и хронического дерматита, а также о раздражении кожи, вызванных эпоксидными соединениями. Дерматит, как правило, сначала развивается на руках между пальцами, и тяжесть его варьируется от эритемы до выраженной булезной сыпи. Кроме того, эпоксидные соединения оказывают неблагоприятное воздействие на центральную нервную систему, легкие, почки, репродуктивные органы, кровь и глаза. Существуют доказательства того, что некоторые эпоксидные соединения обладают мутагенными свойствами. В одном из опытов 39 из 51 испытуемых веществ дали положительную реакцию в пробах Ames/Salmonella. Кроме того, было доказано, что другие эпоксидные соединения стимулируют обмен сестринских хроматид в лимфоцитах человека. Продолжаются эксперименты на животных с целью выявления связи между воздействием эпоксидных соединений и развитием раковых образований.
     

Следует отметить, что некоторые добавки, отвердители и другие вещества, используемые для получения конечных составов, также обладают токсичностью. В частности, 4,4-метилендианилин гепатотоксичен, опасен для глаз и канцерогенен для животных. Такими же свойствами обладает 1,2,4-бензолтрикарбоновый ангидрид . Оба эти вещества рассмотрены в данной главе.
     
Сообщалось, что еще одно соединение, эпихлоргидрин, явилось причиной увеличения заболеваемости раком у подвергшихся его воздействию рабочих. Этот химикат относится по классификации IARC к группе 2A как вероятный канцероген для человека. Длительное наблюдение за рабочими двух американских предприятий химического концерна "Шелл", подвергшихся воздействию эпихлоргидрина, выявило статистически значимое увеличение смертности от рака органов дыхания. Подобно остальным эпоксидным соединениям эпихлоргидрин оказывает раздражающее действие на глаза, кожу и дыхательные пути. Наблюдения за животными и людьми показали, что это вещество может вызывать серьезные повреждения кожного покрова, а также общее отравление, вследствие обширного кожного контакта. Воздействие эпихлоргидрина в концентрации в течение 1 часа приводило к раздражению горла и глаз, длящемуся 48 часов, а концентрация

go_down.gif Следующая часть документа