過酸化物の特徴的な化学構造は、XNUMX つの共有結合 (ペルオキシ化合物) によって結合された XNUMX つの酸素分子の存在です。 この構造は本質的に不安定です。 過酸化物は、反応性の高いフリーラジカルに容易に分解します。負に帯電した過酸化物イオンは、多くの化学反応の開始剤として機能します。 この反応性は、産業における一部の過酸化物の有用性と、それらがもたらす可能性のある安全上の問題の鍵です。
あなたが使用します
有機過酸化物は、化学、プラスチック、ゴム産業で最も広く使用されています。 それらは、モノマーの熱可塑性ポリマーへのフリーラジカル重合の開始剤として、また熱硬化性ポリエステル樹脂の硬化剤およびエラストマーとポリエチレンの架橋剤として機能します。 有機過酸化物は、多くの有機合成でフリーラジカル源として使用されます。
2-ブタノンペルオキシド グラスファイバーや強化プラスチックの硬化剤、不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤です。 シクロヘキサノンペルオキシド 特定のガラス繊維樹脂の硬化触媒です。 小麦粉、植物油、油脂、ワックスの漂白剤。 また、プラスチック産業の重合剤やゴム産業の硬化剤にも使用されています。 過酸化ジラウロイル 化粧品および製薬業界で、またアセテート糸のバーンアウト剤として使用されています。 重合触媒としての機能に加え、 tert-ブチルパーオキサイド ディーゼル燃料の着火促進剤として機能します。
過酸化ベンゾイル 主にポリマー産業で、塩化ビニル、スチレン、酢酸ビニル、アクリルのフリーラジカル重合と共重合を開始するために使用されます。 また、熱硬化性ポリエステル樹脂とシリコーンゴムの硬化、および特定のグラスファイバー樹脂の硬化にも使用されます。 過酸化ベンゾイルは、にきびの治療薬として使用されています。 小麦粉の好ましい漂白剤であり、チーズ、植物油、ワックス、脂肪などの漂白に使用されてきました。 クメンヒドロペルオキシド フェノールとアセトンの製造に使用されます。 過酢酸 特に食品加工で使用される殺菌剤および殺菌剤です。 また、繊維、紙、油、ワックス、澱粉の漂白剤として、また重合触媒としても機能します。
過酸化水素 多くの用途があり、そのほとんどは強力な酸化剤または漂白剤としての特性に由来します。 また、化合物の合成における試薬としても機能します。 さまざまなグレードの過酸化水素にはさまざまな用途があります。 3% 溶液は実験室の試薬目的に使用され、6% および 30% 溶液はほとんどの産業用途に使用され、35% 溶液は一部の有機酸化用途に使用され、50% 溶液は一部の産業用途および軍事および宇宙用の推進剤として使用されます。プログラム。 70% 以上のソリューションは、特殊な軍事目的で利用されています。
過酸化水素は、グリセリン、可塑剤、漂白剤、医薬品、化粧品、脂肪、油、ワックスの乾燥剤、家庭用食器洗い洗剤のアミンオキシドの製造に利用されています。 繊維産業では繊維、特に綿の漂白に使用され、パルプおよび製紙産業では機械木材パルプの漂白に使用されます。 鉱業では、過酸化水素を使用して、浸出溶液中のウランの溶解度を高めます。 また、電子産業における金属のエッチングや酸化、および金属表面の処理にも役立ちます。 さらに、過酸化水素は、食品業界の殺菌剤であり、呼吸保護具の酸素源です。
危険
主な危険は火災と爆発です。 有機過酸化物は燃料に富んだ化合物で、一般に容易に発火し、激しく燃焼します。 酸素-酸素結合は熱的に不安定であり、温度が上昇するにつれて発熱的に分解します。 熱不安定性は大きく異なります。 有機過酸化物の 10 時間半減期温度は、約 25 °C から約 172 °C の範囲です。 分解生成物は一般に可燃性蒸気であり、空気中で爆発性混合物を形成する可能性があります。 分解が急速な場合、空気に触れると自然発火するほど高温になる可能性があります。 分解は、熱、摩擦、機械的衝撃、または汚染によって開始される可能性がありますが、これらの刺激に対する感受性は大きく異なります。 分解熱が十分に急速に持ち去られない場合、軽度のガス発生から激しい自然分解、爆燃または爆発までの範囲の反応が生じる可能性があります。 さまざまな低分子量エーテルおよびアルデヒドで自然に形成される過酸化物は、摩擦や衝撃に非常に敏感です。 過酸化メチル エチル ケトンとペルオキシ酢酸は非常に衝撃に弱いため、安全に取り扱うには希釈剤が必要です。 ドライ過酸化ベンゾイルは衝撃に弱いです。 過酸化ジクミルは、衝撃や摩擦の影響を受けません。 温度が上昇すると、衝撃に対する感度が高くなる場合があります。 激しい分解は、強酸、塩基、金属、金属合金および塩、硫黄化合物、アミン、促進剤または還元剤などの微量のさまざまな汚染物質によっても刺激される可能性があります。 これは、少量の促進剤を使用して意図的に室温で分解するように刺激されたメチルエチルケトンおよび過酸化ベンゾイルに特に当てはまります。 分解の激しさは、過酸化物の量と種類、温度上昇率、汚染の量と種類、閉じ込めの程度に大きく影響されます。
多くの有機過酸化物の安全性は、分解熱を吸収する溶媒または非溶媒希釈剤 (例: 水または可塑剤) または衝撃感受性を低下させる溶媒 (例: フタル酸ジメチル) にそれらを分散させることによって大幅に改善されます。 これらの配合物は一般に、純粋な過酸化物よりも可燃性がはるかに低くなります。 耐火性のあるものもあります。 しかしながら、希釈剤の毒性が過酸化物溶液の毒性を著しく増大させる可能性がある。
ほとんどの過酸化物の主な毒性作用は、皮膚、粘膜、および眼への刺激です。 長時間または激しい皮膚接触または目に飛び散ると、重傷を負う可能性があります。 一部の有機過酸化物蒸気は刺激性があり、高濃度で吸入すると、頭痛、アルコールに似た中毒、肺水腫を引き起こすこともあります. クメンヒドロペルオキシドなどの一部は、既知の皮膚感作物質です。 過酸化ジアルキルは一般にそれほど刺激性が高くなく、過酸化ジアシルは過酸化物の中で最も刺激性が低い. ヒドロペルオキシド、ペルオキシ酸、特にメチル エチル ケトン ペルオキシドは、はるかに深刻です。 それらは目に非常に刺激性があり、腐食性があり、失明の危険性があり、十分な量を摂取すると重傷または死に至る可能性があります.
過酸化物の発がん性は調査中ですが、現在までの結果は決定的なものではありません。 国際がん研究機関 (IARC) は、過酸化ベンゾイル、塩化ベンゾイル、および過酸化水素にグループ 3 評価 (発がん性に関して分類不可能) を割り当てました。
過酸化ベンゾイル. 乾燥過酸化ベンゾイルの危険性は、分解熱を吸収し、他の利点を提供する非溶媒希釈剤に分散させることで大幅に軽減されます. 過酸化ベンゾイルは通常、20% または 30% の水を含む水和粒状の形で、通常は約 50% の可塑剤またはその他の希釈剤を含むさまざまなペーストで製造されます。 これらの配合物は、乾燥した過酸化ベンゾイルと比較して、可燃性と衝撃感受性が大幅に低下しています。 耐火性のあるものもあります。 自動車ボディ パテなどのプラスチック樹脂フィラーで使用される硬化剤は、通常、ペースト配合物に 50% の過酸化ベンゾイルを含んでいます。 小麦粉漂白剤には、32% の過酸化ベンゾイルと 68% の穀物デンプン、および硫酸カルシウム二水和物またはリン酸二カルシウム二水和物が含まれており、不燃性と見なされています。 にきびクリームも不燃性で、過酸化ベンゾイルが 5% または 10% 含まれています。
過酸化水素 通常、35%、50% (工業用強度)、70%、90% (高強度) の水溶液で市販されていますが、3%、6%、27.5%、30% の溶液でも入手できます。 また、「体積強度」（溶液XNUMXmlあたりに放出される酸素ガスの量を意味する）でも販売されています。 過酸化水素は製造中に安定化され、金属やその他の不純物による汚染を防ぎます。 ただし、過度の汚染が発生すると、添加剤は分解を抑制することができません。
吸入による人への曝露は、鼻、のど、気道の極度の刺激と炎症を引き起こす可能性があります。 肺水腫、頭痛、めまい、吐き気、嘔吐、下痢、過敏症、不眠症、反射亢進。 四肢の震えやしびれ、痙攣、意識消失、ショック。 後者の症状は、重度の全身中毒の結果です。 ミストやスプレーにさらされると、目の刺痛や流涙の原因となることがあります。 過酸化水素が目に飛び散ると、角膜の潰瘍などの深刻な損傷が生じる可能性があります。 まれではありますが、曝露後 XNUMX 週間ほどで現れることがあります。
過酸化水素液が皮膚に接触すると、皮膚が一時的に白くなります。 汚染が除去されない場合、紅斑および小胞の形成が起こる可能性があります。
飲み込むことはほとんどありませんが、飲み込んだ場合、過酸化水素は上部消化管の炎症を引き起こします。 分解により、Oが急速に解放されます2食道や胃の膨張につながり、深刻な損傷や内出血を引き起こす可能性があります。
化合物が阻害されると、ゆっくりとした速度でも分解が継続的に発生するため、適切に通気性のある容器に保管する必要があります。 高強度の過酸化水素は非常に高エネルギーの物質です。 それが酸素と水に分解するとき、大量の熱が放出され、温度の上昇によって分解が加速されるため、分解速度が速くなります。 この速度は、2.2 ～ 10 °C の間で温度が 20 °C 上昇するごとに約 100 倍増加します。 通常、純粋な過酸化水素溶液は大気圧では爆発しませんが、過酸化水素の平衡蒸気濃度が 26 モル パーセント (40 重量パーセント) を超えると、液体の沸点より低い温度範囲で爆発します。
この化合物は非常に強力な酸化剤であるため、可燃物にこぼれると発火する可能性があります。 過酸化物が互換性のない（ほとんどの）有機化合物と混合されている場合、爆発が発生する可能性があります。 濃度が 45% 未満の溶液は、凍結中に膨張します。 65%以上が契約。 可燃性の物質の近くで急速な分解が起こると、爆発が起こり、皮膚、目、粘膜に重度の刺激を引き起こす可能性があります。 濃度が 8% を超える過酸化水素溶液は、腐食性液体に分類されます。
過酸化水素自体は可燃性ではありませんが、分解する際に酸素を放出するため、可燃性物質の自然発火と継続的な燃焼のサポートを引き起こす可能性があります。 爆発物とは見なされません。 ただし、有機化学物質と混合すると、衝撃に敏感な危険な化合物が生じる可能性があります。 金属触媒を含む材料は、爆発的な分解を引き起こす可能性があります。
銅、コバルト、マンガン、クロム、ニッケル、鉄、鉛、およびそれらの塩などの金属、またはほこり、汚れ、油、さまざまな酵素、さび、未蒸留水による過酸化水素の汚染は、分解速度の増加をもたらします。 分解により、酸素と熱が放出されます。 溶液が希薄な場合、熱は存在する水によって容易に吸収されます。 より濃縮された溶液では、熱が溶液の温度とその分解速度を上昇させます。 爆発の原因となります。 金属触媒を含む物質による汚染は、容器が適切に換気されていない場合、直ちに分解し、容器が爆発的に破裂する可能性があります。 過酸化水素の生成に過酸化二硫酸アンモニウム経路が使用される場合、気管支および皮膚感作のリスクが存在する可能性があります。
安全上のご注意
こぼれたものは、火花を散らさない道具と、バーミキュライトや砂などの不活性で湿った希釈剤を使用して、すみやかに掃除する必要があります。 清掃物は、開いた容器またはポリ袋に入れ、その部分を水と洗剤で洗います。 こぼれた、汚染された、廃棄物、または疑わしい過酸化物は破壊する必要があります。 ほとんどの過酸化物は、それらの重量の約 10 倍の冷たい XNUMX% 水酸化ナトリウム溶液に攪拌しながらゆっくりと添加することによって加水分解できます。 反応には数時間かかる場合があります。 使用年数や状態が不明な硬い容器は開封せず、安全な距離から注意深く燃やしてください。
過酸化物を扱う人は、目を保護するために、サイド シールド付きの安全メガネ、ゴーグル、またはフェイス シールドを使用する必要があります。 緊急洗眼設備を用意する必要があります。 手袋、エプロン、および必要に応じて他の保護服を使用して、皮膚への接触を防ぐ必要があります。 静電気を発生する衣服や機器は避ける必要があります。 喫煙は禁止されるべきです。 過酸化物は、食べ物や飲み物を入れた冷蔵庫に保管しないでください。 実験室での反応は、安全シールドの後ろで実行する必要があります。
保管および取り扱いエリアは、洪水システムまたはスプリンクラーによって火災から保護する必要があります。 (水の凝固点以下でしか安定しない過酸化物を保護するために、液体窒素の洪水システムを使用することができます。) 火災の場合は、安全な距離から、できれば霧をかけて、スプリンクラー システムまたはホースで水を適用する必要があります。ノズル。 過酸化物が低密度の可燃性溶媒で希釈されている場合は、代わりに泡が必要になる場合があります。 携帯用消火器は、非常に小さな火事以外には使用しないでください。 火災の恐れのある過酸化物は、冷却のために安全な距離から濡らしてください。
刺激を防ぐために、過酸化物は皮膚から速やかに洗い流す必要があります。 目に入った場合は、すぐに大量の水で洗い流し、医師の手当てを受ける必要があります。 メチル エチル ケトン パーオキサイドなどの腐食性刺激物の場合、遅れると失明する可能性があります。 また、誤飲した場合にも医師の診察を受ける必要があります。 感作が発生した場合は、それ以上の接触を避ける必要があります。
有機および無機過酸化物の表
表1 - 化学情報。
表2 - 健康被害。
表3 - 物理的および化学的危険。
表4 - 物理的及び化学的性質。