Verwendet
Glykolether werden in großem Umfang als Lösungsmittel verwendet, da sie dazu neigen, sowohl in Wasser als auch in organischen Flüssigkeiten gut löslich zu sein. Zu den allgemeinen Anwendungen gehören Tinten und Farbstoffe, Emaille, Farben und als Reinigungsmittel in der Trockenreinigungs- und Glasreinigungsindustrie. Auch die Halbleiterindustrie verwendet diese Verbindungen in großem Umfang als Lösungs- und Reinigungsmittel.
Die Ethylenglykolether werden in großem Umfang als Lösungsmittel für Harze, Lacke, Farben, Firnisse, Farbstoffe und Tinten sowie als Bestandteile von Malpasten, Reinigungsmitteln, Flüssigseifen, Kosmetika und Hydraulikflüssigkeiten verwendet. Propylen- und Butylenglykolether sind wertvoll als Dispergiermittel und als Lösungsmittel für Lacke, Farben, Harze, Farbstoffe, Öle und Fette.
Ethylenglycolmonoethylether ist ein Lösungsmittel in der Lack-, Druck-, Metall- und chemischen Industrie. Es wird auch zum Färben und Bedrucken in der Textilindustrie sowie als Lederappreturmittel, Anti-Icing-Additiv für Flugkraftstoffe und als Bestandteil von Lackentfernern und Reinigungslösungen verwendet. Diethylenglycolmonomethylether und Ethylenglycolmonobutyletheracetat fungieren in der Industrie als hochsiedende Lösungsmittel. Diethylenglycolmonomethylether wird für nicht kornaufrichtende Holzbeizen, zum Streichen von geruchsmilden Lacken, für Stempelfarben und zur Lederveredelung verwendet. In der Farbenindustrie ist es ein Koaleszenzmittel für Latexfarbe; und in der Textilindustrie wird es zum Bedrucken, für Textilseifen und Färbepasten sowie zum Fixieren der Drehung und Konditionieren von Garnen und Stoffen verwendet.
Die Lösungsmittel Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether und Diethylenglycolmono-n-butylether dienen als Verdünnungsmittel in hydraulischen Bremsflüssigkeiten. 2-Phenoxyethanol ist ein Fixativ für Parfums, Kosmetika und Seifen, ein Textilfarbträger und ein Lösungsmittel für Reiniger, Tinten, Entkeimungsmittel und Pharmazeutika. 2-Methoxyethanol ist auch ein Parfümfixativ. Es wird bei der Herstellung von Fotofilmen, als Vereisungsschutzadditiv für Flugzeugtreibstoff, als Lösungsmittel für Harze in der Elektronikindustrie und als Lederfärbemittel verwendet. 2-Methoxyethanol und Propylenglykolmethylether eignen sich zum Lösungsmittelversiegeln von Cellophan. Ethylenglycolmono-n-butylether ist ein Lösungsmittel für Schutzlacke und für Metallreiniger. Es wird in der Textilindustrie verwendet, um Flecken beim Drucken oder Färben zu verhindern.
Gefahren
Im Allgemeinen sind die akuten Wirkungen von Glykolethern auf das Zentralnervensystem beschränkt und ähneln einer akuten Lösungsmitteltoxizität. Zu diesen Wirkungen gehören Schwindel, Kopfschmerzen, Verwirrtheit, Müdigkeit, Orientierungslosigkeit, undeutliche Sprache und (falls stark genug) Atemdepression und Bewusstlosigkeit. Zu den Wirkungen einer Langzeitexposition gehören Hautreizungen, Anämie und Unterdrückung des Knochenmarks, Enzephalopathie und Reproduktionstoxizität. 2-Methoxyethanol und 2-Ethoxyethanol (und ihre Acetate) sind am giftigsten. Aufgrund ihrer relativ geringen Flüchtigkeit erfolgt die Exposition am häufigsten durch Hautkontakt mit Flüssigkeiten oder durch Einatmen von Dämpfen in geschlossenen Räumen.
Die meisten Ethylenglycolether sind flüchtiger als die Stammverbindung und folglich weniger leicht in Bezug auf die Dampfexposition zu kontrollieren. Alle Ether sind toxischer als Ethylenglykol und weisen einen ähnlichen symptomatischen Komplex auf.
Ethylenglykolmonomethylether (Methylcellosolve; Dowanol EM; 2-Methoxyethanol). Die mündliche LD50 für Ethylenglykolmonomethylether ist bei Ratten mit verzögerten Todesfällen verbunden, die Lungenödeme, leichte Leberschäden und ausgedehnte Nierenschäden umfassen. Nierenversagen ist die wahrscheinliche Todesursache bei wiederholter oraler Exposition. Dieser Glykolether reizt das Auge mäßig und verursacht akute Schmerzen, Entzündungen der Membranen und Hornhauttrübung, die mehrere Stunden anhalten. Obwohl Ethylenglycolmonomethylether die Haut nicht nennenswert reizt, kann es in toxischen Mengen absorbiert werden. Erfahrungen mit der Exposition von Menschen gegenüber Ethylenglykolmonomethylether haben gezeigt, dass dies zum Auftreten von unreifen Leukozyten, monozytärer Anämie und neurologischen und Verhaltensänderungen führen kann. Studien haben auch gezeigt, dass eine Inhalationsbelastung beim Menschen zu Vergesslichkeit, Persönlichkeitsveränderungen, Schwäche, Lethargie und Kopfschmerzen führen kann. Bei Tieren kann das Einatmen höherer Konzentrationen zu Hodendegeneration, Milzschäden und Blut im Urin führen. Tierversuche haben Anämie, Thymus- und Markschäden bei 300 ppm gezeigt. Bei 50 ppm während der Trächtigkeit bei Tieren wurden größere fötale Anomalien gemeldet. Die wichtigste Auswirkung auf die Gesundheit scheint die Auswirkung auf das menschliche Fortpflanzungssystem mit verminderter Spermatogenese zu sein. Somit ist es offensichtlich, dass der Monomethylether von Ethylenglycol eine mäßig toxische Verbindung ist und dass wiederholter Hautkontakt oder das Einatmen von Dämpfen verhindert werden muss.
Ethylenglycolmonoethylether (Cellosolve-Lösungsmittel; Dowanol EE; 2-Ethoxyethanol). Ethylenglykolmonoethylether ist weniger toxisch als der Methylether (oben). Die bedeutendste toxische Wirkung betrifft das Blut, und neurologische Symptome sind nicht zu erwarten. Ansonsten ähnelt es in seiner toxischen Wirkung dem Ethylenglykolmonomethylether. Übermäßige Exposition kann zu mäßiger Reizung der Atemwege, Lungenödem, Depression des Zentralnervensystems und ausgeprägter Glomerulitis führen. In Tierversuchen wurden Fetotoxizität und Teratogenität bei Konzentrationen über 160 ppm beobachtet, und Verhaltensänderungen bei den Nachkommen waren nach Exposition der Mutter bei 100 ppm offensichtlich.
Andere Ethylenglykolether. Auch Ethylenglykolmonobutylether ist wegen seiner umfangreichen Verwendung in der Industrie zu nennen. Bei Ratten sind Todesfälle nach einmaliger oraler Exposition auf Narkose zurückzuführen, während verzögerte Todesfälle auf Lungenkongestion und Nierenversagen zurückzuführen sind. Direkter Kontakt des Auges mit diesem Äther führt zu starken Schmerzen, deutlicher Bindehautreizung und Hornhauttrübung, die mehrere Tage anhalten können. Wie bei Monomethylether verursacht Hautkontakt keine großen Hautreizungen, aber toxische Mengen können absorbiert werden. Inhalationsstudien haben gezeigt, dass Ratten 30 7-stündige Expositionen gegenüber 54 ppm tolerieren können, aber einige Verletzungen bei einer Konzentration von 100 ppm auftreten. Bei höheren Konzentrationen zeigten Ratten Blutungen in der Lunge, Kongestion der Eingeweide, Leberschäden, Hämoglobinurie und ausgeprägte Erythrozytenbrüchigkeit. Fetotoxizität wurde bei Ratten beobachtet, die 100 ppm ausgesetzt waren, aber nicht bei 50 ppm. Eine erhöhte Erythrozytenbrüchigkeit war bei allen Expositionskonzentrationen über 50 ppm Ethylenglycolmonobutylether-Dämpfen offensichtlich. Menschen scheinen wegen der offensichtlichen Resistenz gegen seine hämolytische Wirkung etwas weniger anfällig zu sein als Labortiere. Während bei Menschen über 100 ppm Kopfschmerzen und Augen- und Nasenreizungen beobachtet wurden, wurden keine Schäden an roten Blutkörperchen festgestellt.
Beide Isopropyl und n-Propylether von Ethylenglykol bergen besondere Gefahren. Diese Glykolether haben eine niedrige orale Einzeldosis-LD50 Werte und sie verursachen schwere Nieren- und Leberschäden. Blutiger Urin ist ein frühes Anzeichen für eine schwere Nierenschädigung. Der Tod tritt in der Regel innerhalb weniger Tage ein. Augenkontakt führt beim Kaninchen zu einer schnellen Reizung der Bindehaut und teilweiser Hornhauttrübung, wobei die Erholung etwa 1 Woche dauert. Wie die meisten anderen Ethylenglykolether sind die Propylderivate nur leicht hautreizend, können aber in toxischen Mengen aufgenommen werden. Außerdem sind sie beim Einatmen hochgiftig. Glücklicherweise, Ethylenglycolmonoisopropylether ist keine prominente kommerzielle Verbindung.
Diethylenglykolether. Die Ether von Diethylenglykol haben eine geringere Toxizität als die Ether von Ethylenglykol, aber sie haben ähnliche Eigenschaften.
Polyethylenglykole. Triethylen, Tetraethylen und die höheren Polyethylenglycole scheinen harmlose Verbindungen mit niedrigem Dampfdruck zu sein.
Propylenglykolether. Propylenglykolmonomethylether hat eine relativ geringe Toxizität. Bei Ratten beträgt die orale Einzeldosis LD50 verursachte Tod durch generalisierte Depression des zentralen Nervensystems, wahrscheinlich Atemstillstand. Wiederholte orale Gaben (3 g/kg) über einen Zeitraum von 35 Tagen induzierten bei Ratten nur leichte histopathologische Veränderungen in Leber und Nieren. Augenkontakt führte nur zu einer leichten vorübergehenden Reizung. Es reizt die Haut nicht nennenswert, aber das Einschließen großer Mengen des Äthers in Kaninchenhaut verursacht eine Depression des zentralen Nervensystems. Der Dampf stellt keine erhebliche Gesundheitsgefahr dar, wenn er eingeatmet wird. Tiefe Narkose scheint die Todesursache bei Tieren zu sein, die einer schweren Inhalationsexposition ausgesetzt waren. Dieser Äther reizt die Augen und die oberen Atemwege des Menschen in gesundheitlich unbedenklichen Konzentrationen; daher hat es einige Warneigenschaften.
Di- und Tripropylenglykolether zeigen ähnliche toxikologische Eigenschaften wie die Monopropylen-Derivate, stellen aber im Wesentlichen keine Gefahr in Bezug auf das Einatmen von Dämpfen oder Hautkontakt dar.
Polybutylenglykole. Die untersuchten können in zu hohen Dosen Nierenschäden verursachen, sind aber weder augen- noch hautschädigend und werden nicht in toxischen Mengen aufgenommen.
Essigsäureester, Diester, Etherester. Diese Derivate der gängigen Glykole sind von besonderer Bedeutung, da sie als Lösungsmittel für Kunststoffe und Harze in diversen Produkten eingesetzt werden. Viele Sprengstoffe enthalten Ester von Ethylenglykol als Gefrierpunkterniedriger. Hinsichtlich der Toxizität sind die Glykolether-Fettsäureester erheblich schleimhautreizender als die zuvor diskutierten Ausgangsverbindungen. Die Fettsäureester haben jedoch Toxizitätseigenschaften, die im Wesentlichen identisch mit denen der Ausgangsmaterialien sind, sobald die ersteren absorbiert sind, weil die Ester in biologischen Umgebungen verseift werden, um Fettsäure und das entsprechende Glykol oder Glykolether zu ergeben.
Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen
Maßnahmen zur Kontrolle und Begrenzung der Exposition gegenüber Glykolethern sind im Wesentlichen die gleichen wie die zur Kontrolle der Lösungsmittelexposition, wie an anderer Stelle in diesem Dokument erörtert Enzyklopädie. Der Ersatz eines Materials durch ein anderes, weniger toxisches, wenn möglich, ist immer ein guter Ausgangspunkt. Angemessene Belüftungssysteme, die die Materialkonzentration in der Atemzone effektiv minimieren können, sind wichtig. Bei Explosions- und Brandgefahren muss darauf geachtet werden, offene Flammen oder Funken zu vermeiden und Materialien in „explosionssicheren“ Behältern zu lagern. Persönliche Schutzausrüstung wie Atemschutzgeräte, Handschuhe und Kleidung ist zwar wichtig, sollte sich jedoch nicht ausschließlich auf sie verlassen. Bei Gefahr durch Spritzer sollte immer eine Schutzbrille getragen werden. Bei der Verwendung von Ethylenglykolmonomethylether sollten die Arbeiter eine Chemikalienschutzbrille tragen und eine ausreichende Belüftung ist erforderlich. Augenschutz wird auch empfohlen, wenn die Möglichkeit eines solchen Kontakts mit Ethylenglykolmonobutylether besteht. Einatmen der Dämpfe und Hautkontakt sind zu vermeiden. Insbesondere beim Arbeiten mit 2-Methoxyethanol oder 2-Ethoxyethanol ist jeder Hautkontakt unbedingt zu vermeiden.
Glykolether-Tabellen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.