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Le cyclopentasiloxane (D5) est un type de composé de silicone qui appartient à la famille des cyclométhicones.
Le cyclopentasiloxane (D5) est largement utilisé dans les cosmétiques, les produits de soins personnels et les applications industrielles en raison de ses propriétés uniques.
Numéro CAS : 541-02-6
SYNONYMES
Décaméthylcyclopentasiloxane,2,2,4,4,6,6,8,8,10,10-décaméthyl-1,3,5,7,9-pentaoxapentasilécane,Cyclopentasiloxane, décaméthyl-,Pentamère diméthylsiloxane,Pentamère diméthylsiloxane cyclique.
Le cyclopentasiloxane (D5) est un siloxane volatil à faible viscosité couramment utilisé dans les cosmétiques, les produits de soins personnels et les applications industrielles.
Cette revue complète explore les propriétés chimiques, les méthodes de synthèse, le comportement environnemental et la toxicité du D5.
De plus, nous évaluons ses utilisations, ses considérations réglementaires et ses implications futures dans la chimie verte.
L’étude intègre des informations issues d’études scientifiques récentes, de cadres réglementaires et d’avancées industrielles pour fournir une compréhension approfondie du D5.
Le cyclopentasiloxane, également connu sous le nom de décaméthylcyclopentasiloxane (D5), est un siloxane cyclique caractérisé par ses propriétés physicochimiques uniques.
Il joue un rôle essentiel dans de nombreuses industries, notamment dans les cosmétiques et les produits de soins personnels, où sa capacité à améliorer les attributs sensoriels et les performances de formulation est très appréciée.
L’utilisation croissante du D5 a soulevé des questions sur ses impacts environnementaux et sanitaires, suscitant des recherches approfondies et un examen réglementaire approfondi.
Cette revue vise à fournir un aperçu exhaustif du D5, en explorant sa chimie, ses applications et les défis associés à son utilisation.
Structure chimique et propriétés
Structure moléculaire
D5 est un composé organosilicié cyclique de formule moléculaire [(CH₃)₂SiO]₅.
Sa structure est constituée d'un cycle à cinq chaînons d'atomes de silicium et d'oxygène alternés, avec deux groupes méthyles attachés à chaque atome de silicium.
Cette disposition confère des propriétés uniques telles qu'une grande flexibilité et une stabilité thermique, ce qui distingue le D5 des siloxanes.
Propriétés physiques
Le D5 est un liquide clair, inodore et incolore dans des conditions standard.
Ses propriétés physiques comprennent :
Densité : environ 0,95 g/cm³
Viscosité : Faible viscosité d'environ 4,1 mm²/s, facilitant son étalement
Point d'ébullition : Environ 210°C, indiquant sa volatilité
Tension superficielle : environ 20 mN/m, contribuant à ses excellentes propriétés de mouillage et d'étalement
Propriétés chimiques
La liaison siloxane (Si-O-Si) est une caractéristique déterminante du D5, lui conférant plusieurs caractéristiques chimiques :
Résistance à l'hydrolyse : Stable dans des conditions neutres et basiques, bien que sensible à l'hydrolyse acide
Volatilité : Malgré sa taille moléculaire, la structure cyclique facilite l'évaporation, réduisant ainsi la formation de résidus
Stabilité thermique : conserve ses propriétés sur une large plage de températures, ce qui est crucial pour les applications industrielles
Synthèse et Production
Matières premières
La principale matière première pour la synthèse du D5 est le diméthyldichlorosilane, un composé à base de silicium issu de la réaction du silicium métallique avec du chlorure de méthyle en présence d'un catalyseur au cuivre. L'eau sert de réactif clé pour l'hydrolyse.
3.2 Processus de synthèse
La production de D5 comprend deux étapes principales :
Hydrolyse : Le diméthyldichlorosilane réagit avec l'eau, formant des silanols et libérant de l'acide chlorhydrique.
Cette réaction nécessite un contrôle minutieux pour minimiser les réactions secondaires.
(CH₃)₂SiCl₂ + 2H₂O → (CH₃)₂Si(OH)₂ + 2HCl
Cyclisation : Les silanols se condensent pour former des structures cycliques, dont D5.
Les catalyseurs tels que l’hydroxyde de potassium améliorent l’efficacité de la cyclisation.
Scale-up et production industrielle
La production à l’échelle industrielle utilise une distillation et une purification continues pour isoler le D5.
Les progrès en ingénierie des procédés se concentrent sur l’optimisation des rendements et la minimisation des sous-produits.
Applications
Soins personnels et cosmétiques
Le D5 est un ingrédient fondamental dans l’industrie cosmétique.
Son évaporation rapide et son toucher non gras le rendent idéal pour :
Produits de soin de la peau : améliore l'étalement et l'expérience sensorielle des crèmes et des lotions
Produits de soins capillaires : Apporte brillance et douceur sans alourdir les cheveux
Déodorants : Agit comme un fluide porteur pour les ingrédients actifs, améliorant l'uniformité de l'application
Applications médicales et pharmaceutiques
En médecine, la biocompatibilité et la volatilité du D5 sont exploitées dans :
Formulations topiques : Fournit des ingrédients actifs avec un minimum de résidus
Systèmes d'administration de médicaments : sert de solvant ou de support dans les thérapies transdermiques et par inhalation
Utilisations industrielles
La stabilité et la faible viscosité du D5 le rendent précieux dans :
Lubrifiants : Réduisent les frottements dans les systèmes mécaniques
Solvants : Utilisés dans les agents de nettoyage et les fluides diélectriques
Revêtements spéciaux : améliore la durabilité et l'imperméabilité à l'eau
Comportement environnemental
Persistance et bioaccumulation
La résistance du D5 à la biodégradation et son potentiel de bioaccumulation dans les organismes aquatiques ont suscité des inquiétudes environnementales.
Des études révèlent sa tendance à se répartir entre les sédiments et le biote.
Voies de dégradation
La dégradation atmosphérique du D5 se produit principalement par photolyse et réactions avec les radicaux hydroxyles, conduisant à la formation d’acides siliciques et d’autres sous-produits siliceux.
Dans les systèmes aquatiques, la dégradation hydrolytique est plus lente.
Surveillance de l'environnement
Les efforts de surveillance comprennent :
Méthodes d'analyse : Des techniques avancées telles que la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) permettent une détection précise
Études sur le terrain : évaluer les concentrations dans l'eau, le sol et le biote pour éclairer les évaluations des risques
Considérations réglementaires
Le D5 est soumis à des cadres réglementaires visant à atténuer son impact environnemental.
Les principales mesures comprennent :
Règlement REACH de l'UE : restrictions d'utilisation de certains produits et exigences de déclaration
Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) : surveillance en vertu de la loi sur le contrôle des substances toxiques (TSCA)
Initiatives internationales : efforts collaboratifs pour développer des alternatives plus sûres
Perspectives d'avenir
Les innovations en chimie verte visent à répondre aux défis posés par le D5. Les stratégies comprennent :
Développement d'alternatives biodégradables : la recherche se concentre sur la création de composés aux propriétés similaires mais aux profils environnementaux améliorés
Modifications moléculaires : ajustement de la structure du D5 pour améliorer les taux de dégradation
Modèles d'économie circulaire : encourager le recyclage et la réutilisation dans les applications industrielles
Le cyclopentasiloxane (D5) est un composé polyvalent dont les applications s'étendent aux cosmétiques, à la médecine et à l'industrie.
Il est essentiel de trouver un équilibre entre ses avantages et les préoccupations environnementales et de sécurité pour une utilisation durable.
Les recherches en cours et les mesures réglementaires façonneront l’avenir du D5, garantissant que ses contributions à la science et à l’industrie s’alignent sur les priorités écologiques et de santé publique.
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LE CYCLOPENTASILOXANE (D5)
Mesures de premiers secours :
Description des premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortir de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d’inhalation, déplacer la personne à l’air frais.
En cas d’arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport à l’hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l’incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, Oxydes d'azote (NOx), Chlorure d'hydrogène gazeux
Conseils aux pompiers :
Porter un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l’incendie si nécessaire.
Mesures à prendre en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
Éviter de respirer les vapeurs, le brouillard ou le gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les égouts.
Tout rejet dans l’environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour élimination.
Manipulation et stockage :
Précautions à prendre pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
Conditions de stockage sûres, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
À manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection des yeux testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utilisez des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter le contact de la peau avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
Coordonnées complètes :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation d’un scénario d’utilisation spécifique.
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur facial complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les égouts.
Tout rejet dans l’environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matières incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, Oxydes d'azote (NOx), Chlorure d'hydrogène gazeux.
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé
