Циклопентасилоксан (D5) — тип силиконового соединения, относящегося к семейству циклометиконов.
Циклопентасилоксан (D5) широко используется в косметике, средствах личной гигиены и промышленности благодаря своим уникальным свойствам.
Номер дела: 541-02-6
СИНОНИМЫ
Декаметилциклопентасилоксан,2,2,4,4,6,6,8,8,10,10-декаметил-1,3,5,7,9-пентаоксапентасилекан,циклопентасилоксан,декаметил-,диметилсилоксан пентамер,циклический диметилсилоксан пентамер.
Циклопентасилоксан (D5) — летучий силоксан с низкой вязкостью, широко используемый в косметике, средствах личной гигиены и в промышленных целях.
В этом комплексном обзоре рассматриваются химические свойства, методы синтеза, поведение в окружающей среде и токсичность D5.
Кроме того, мы оцениваем его применение, нормативные аспекты и будущие последствия для зеленой химии.
Обзор объединяет выводы из последних научных исследований, нормативно-правовой базы и промышленных достижений для обеспечения полного понимания D5.
Циклопентасилоксан, также известный как декаметилциклопентасилоксан (D5), представляет собой циклический силоксан, характеризующийся уникальными физико-химическими свойствами.
Он играет важную роль в различных отраслях промышленности, особенно в производстве косметики и средств личной гигиены, где его способность улучшать сенсорные свойства и эффективность рецептур высоко ценится.
Растущее использование D5 подняло вопросы о его воздействии на окружающую среду и здоровье, что послужило стимулом для проведения обширных исследований и контроля со стороны регулирующих органов.
Целью данного обзора является предоставление исчерпывающего обзора D5, изучение его химии, областей применения и проблем, связанных с его использованием.
Химическая структура и свойства
Молекулярная структура
D5 — циклическое кремнийорганическое соединение с молекулярной формулой [(CH₃)₂SiO]₅.
Его структура состоит из пятичленного кольца чередующихся атомов кремния и кислорода, к каждому атому кремния присоединены две метильные группы.
Такая структура придает D5 уникальные свойства, такие как высокая гибкость и термическая стабильность, что выделяет его среди силоксанов.
Физические свойства
D5 — прозрачная, бесцветная и не имеющая запаха жидкость при стандартных условиях.
Его физические свойства включают в себя:
Плотность: приблизительно 0,95 г/см³
Вязкость: Низкая вязкость, около 4,1 мм²/с, что облегчает растекание.
Температура кипения: около 210°C, что свидетельствует о его летучести.
Поверхностное натяжение: приблизительно 20 мН/м, что обеспечивает отличные смачивающие и растекающиеся свойства.
Химические свойства
Силоксановая связь (Si-O-Si) является определяющей особенностью D5, придающей ему несколько химических характеристик:
Устойчивость к гидролизу: стабилен в нейтральных и основных условиях, хотя подвержен кислотному гидролизу.
Летучесть: несмотря на размер молекулы, циклическая структура способствует испарению, уменьшая образование осадка.
Термическая стабильность: сохраняет свои свойства в широком диапазоне температур, что имеет решающее значение для промышленного применения.
Синтез и производство
Сырье
Первичным сырьем для синтеза D5 является диметилдихлорсилан — соединение на основе кремния, полученное в результате реакции металлического кремния с метилхлоридом в присутствии медного катализатора. Ключевым реагентом для гидролиза служит вода.
3.2 Процесс синтеза
Производство D5 включает два основных этапа:
Гидролиз: Диметилдихлорсилан реагирует с водой, образуя силанолы и выделяя соляную кислоту.
Эта реакция требует тщательного контроля, чтобы свести к минимуму побочные реакции.
(CH₃)₂SiCl₂ + 2H₂O → (CH₃)₂Si(OH)₂ + 2HCl
Циклизация: силанолы конденсируются с образованием циклических структур, включая D5.
Катализаторы, такие как гидроксид калия, повышают эффективность циклизации.
Масштабирование и промышленное производство
В промышленном производстве для выделения D5 применяется непрерывная дистилляция и очистка.
Достижения в области технологического проектирования направлены на оптимизацию выходов и минимизацию побочных продуктов.
Приложения
Личная гигиена и косметика
D5 — краеугольный ингредиент в косметической промышленности.
Быстрое испарение и нежирная текстура делают его идеальным для:
Средства по уходу за кожей: Улучшает растекаемость и тактильные ощущения в кремах и лосьонах.
Средства по уходу за волосами: придают блеск и гладкость, не утяжеляя волосы.
Дезодоранты: действуют как жидкость-носитель для активных ингредиентов, улучшая равномерность нанесения.
Медицинское и фармацевтическое применение
В медицине биосовместимость и летучесть D5 используются в:
Составы для местного применения: обеспечивают активные ингредиенты с минимальным остатком
Системы доставки лекарств: служит растворителем или носителем в трансдермальной и ингаляционной терапии.
Промышленное использование
Стабильность и низкая вязкость D5 делают его ценным в:
Смазочные материалы: уменьшают трение в механических системах.
Растворители: используются в чистящих средствах и диэлектрических жидкостях.
Специальные покрытия: повышают долговечность и водоотталкивающие свойства
Экологическое поведение
Стойкость и биоаккумуляция
Устойчивость D5 к биодеградации и способность к биоаккумуляции в водных организмах вызывают обеспокоенность по поводу состояния окружающей среды.
Исследования показывают его тенденцию к разделению на отложения и биоту.
Пути деградации
Атмосферная деградация D5 происходит в основном за счет фотолиза и реакций с гидроксильными радикалами, что приводит к образованию кремниевых кислот и других кремниевых побочных продуктов.
В водных системах гидролитическое расщепление происходит медленнее.
Мониторинг окружающей среды
Меры мониторинга включают:
Аналитические методы: передовые методы, такие как газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС), обеспечивают точное обнаружение
Полевые исследования: оценка концентраций в воде, почве и биоте для информирования об оценке риска.
Нормативные соображения
На D5 распространяются нормативные требования, направленные на смягчение воздействия на окружающую среду.
Ключевые меры включают в себя:
Регламент ЕС REACH: Ограничения по использованию в определенных продуктах и требования к отчетности
Агентство по охране окружающей среды США (EPA): Мониторинг в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами (TSCA)
Международные инициативы: совместные усилия по разработке более безопасных альтернатив
Перспективы на будущее
Инновации в области зеленой химии направлены на решение проблем, связанных с D5. Стратегии включают:
Разработка биоразлагаемых альтернатив: исследования направлены на создание соединений с аналогичными свойствами, но улучшенными экологическими характеристиками.
Молекулярные модификации: изменение структуры D5 для повышения скорости деградации
Модели экономики замкнутого цикла: поощрение переработки и повторного использования в промышленных целях
Циклопентасилоксан (D5) — универсальное соединение, находящее применение в косметике, медицине и промышленности.
Для его устойчивого использования решающее значение имеет баланс между преимуществами и соображениями экологии и безопасности.
Текущие исследования и меры регулирования будут определять будущее D5, гарантируя, что его вклад в науку и промышленность будет соответствовать приоритетам в области экологии и общественного здравоохранения.
ИНФОРМАЦИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЦИКЛОПЕНТАСИЛОКСАНА (D5)
Меры первой помощи:
Описание мер первой помощи:
Общие советы:
Обратитесь к врачу.
Покажите этот паспорт безопасности лечащему врачу.
Выйдите из опасной зоны:
При вдыхании:
При вдыхании выведите пострадавшего на свежий воздух.
Если пострадавший не дышит, сделайте искусственное дыхание.
Обратитесь к врачу.
В случае попадания на кожу:
Немедленно снимите загрязненную одежду и обувь.
Смыть мылом и большим количеством воды.
Обратитесь к врачу.
В случае попадания в глаза:
Тщательно промойте большим количеством воды в течение не менее 15 минут и обратитесь к врачу.
Продолжайте промывать глаза во время транспортировки в больницу.
При проглатывании:
НЕ вызывайте рвоту.
Никогда ничего не давайте через рот человеку, находящемуся без сознания.
Прополощите рот водой.
Обратитесь к врачу.
Меры пожаротушения:
Средства пожаротушения:
Подходящие средства пожаротушения:
Используйте распыленную воду, спиртоустойчивую пену, сухой химикат или углекислый газ.
Особые опасности, возникающие из-за вещества или смеси
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород
Советы пожарным:
При необходимости используйте автономный дыхательный аппарат для тушения пожара.
Меры при случайном выбросе:
Меры личной предосторожности, средства индивидуальной защиты и порядок действий в чрезвычайных ситуациях
Используйте средства индивидуальной защиты.
Избегайте вдыхания паров, тумана или газа.
Эвакуировать персонал в безопасные зоны.
Меры предосторожности по защите окружающей среды:
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Собрать с помощью инертного абсорбирующего материала и утилизировать как опасные отходы.
Хранить в подходящих закрытых контейнерах для утилизации.
Обращение и хранение:
Меры предосторожности для безопасного обращения:
Избегать вдыхания паров или тумана.
Условия безопасного хранения с учетом любых несовместимостей:
Хранить контейнер плотно закрытым в сухом и хорошо проветриваемом месте.
Открытые контейнеры необходимо тщательно запечатать и хранить в вертикальном положении, чтобы предотвратить утечку.
Класс хранения (TRGS 510): 8А: Горючие, коррозионно-активные опасные материалы.
Контроль воздействия/индивидуальная защита:
Параметры контроля:
Компоненты с параметрами контроля на рабочем месте
Не содержит веществ с предельно допустимыми концентрациями на рабочем месте.
Контроль воздействия:
Соответствующие технические средства контроля:
Обращаться в соответствии с правилами промышленной гигиены и безопасности.
Мойте руки перед перерывами и в конце рабочего дня.
Средства индивидуальной защиты:
Защита глаз/лица:
Плотно прилегающие защитные очки.
Защитная маска (минимум 8 дюймов).
Используйте средства защиты глаз, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или EN 166 (ЕС).
Защита кожи:
Работать в перчатках.
Перед использованием перчатки необходимо осмотреть.
Используйте соответствующие перчатки.
Техника снятия (без прикосновения к внешней поверхности перчатки) позволяет избежать контакта кожи с данным продуктом.
Утилизируйте загрязненные перчатки после использования в соответствии с действующим законодательством и надлежащей лабораторной практикой.
Вымойте и высушите руки.
Полный контакт:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Контакт с брызгами
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Его не следует толковать как одобрение какого-либо конкретного сценария использования.
Защита тела:
Полный защитный костюм от химикатов. Тип защитного снаряжения должен выбираться в зависимости от концентрации и количества опасного вещества на конкретном рабочем месте.
Защита органов дыхания:
Если оценка риска показывает, что использование воздухоочистительных респираторов является целесообразным, используйте полнолицевые респираторы с многоцелевыми комбинированными (США) или респираторными картриджами типа ABEK (EN 14387) в качестве резервной меры технического контроля.
Если респиратор является единственным средством защиты, используйте респиратор с подачей воздуха, закрывающий все лицо.
Используйте респираторы и компоненты, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или CEN (ЕС).
Контроль воздействия на окружающую среду
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
Стабильность и реакционная способность:
Химическая стабильность:
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Несовместимые материалы:
Сильные окислители:
Опасные продукты разложения:
Опасные продукты разложения, образующиеся в условиях пожара.
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород.
Рекомендации по утилизации:
Методы переработки отходов:
Продукт:
Предложите излишки и не подлежащие переработке решения лицензированной компании по утилизации.
Для утилизации данного материала обратитесь в лицензированную профессиональную службу по утилизации отходов.
Загрязненная упаковка:
Утилизировать как неиспользованный продукт.