Епоксидна једињења су она која се састоје од оксиранских прстенова (једног или више). Оксирански прстен је у суштини један атом кисеоника везан за два атома угљеника. Они ће реаговати са амино, хидроксилним и карбоксилним групама, као и са неорганским киселинама да би се добила релативно стабилна једињења.
vi користите
Епоксидна једињења су нашла широку индустријску употребу као хемијски интермедијери у производњи растварача, пластификатора, цемента, лепкова и синтетичких смола. Обично се користе у разним индустријама као заштитни премази за метал и дрво. Алфа-епокси једињења, са епокси групом (ЦОЦ) на позицији 1,2, су најреактивнија од епоксидних једињења и првенствено се користе у индустријским применама. Епоксидне смоле, када се конвертују агенсима за очвршћавање, дају веома разноврсне, термореактивне материјале који се користе у различитим применама, укључујући површинске премазе, електронику (мешавине за заливање), ламинирање и међусобно спајање широког спектра материјала.
Бутилен оксиди (1,2-епоксибутан 2,3-епоксибутан) се користе за производњу бутилен гликола и њихових деривата, као и за производњу површински активних агенаса. Епиклорохидрин је хемијски интермедијер, инсектицид, фумигант и растварач за боје, лакове, емајле и лакове за нокте. Такође се користи у полимерном материјалу за облагање у систему водоснабдевања и као сировина за смоле високе влажне чврстоће за индустрију папира. Глицидол (Или 2,3-епоксипропанол) је стабилизатор за природна уља и винил полимере, средство за нивелисање боје и емулгатор.
1,2,3,4-диепоксибутан. Краткотрајне (4-сатне) студије инхалације на пацовима изазвале су сузење очију, замућење рожњаче, отежано дисање и загушење плућа. Експерименти на другим животињским врстама су то показали диепоксибутан, као и многа друга епоксидна једињења, могу изазвати иритацију очију, опекотине и пликове на кожи и иритацију плућног система. Код људи, случајно „мање“ излагање изазвало је отицање очних капака, иритацију горњих дисајних путева и болну иритацију очију 6 сати након излагања.
Примена Д,Л- и на кожу МЕСО- облици 1,2,3,4-диепоксибутана су код мишева произвели туморе коже, укључујући карцином сквамозних ћелија коже. Д- и Л- изомери су произвели локалне саркоме код мишева и пацова субкутаном и интраперитонеалном ињекцијом.
Неколико епоксидних једињења се користи у здравственој и прехрамбеној индустрији. Етилен оксид користи се за стерилизацију хируршких инструмената и болничке опреме, тканина, производа од папира, чаршава и инструмената за негу. Такође је фумигант за храну и текстил, ракетно гориво и акцелератор раста листова дувана. Етилен оксид се користи као посредник у производњи етилен гликола, полиетилен терефталат полиестер филма и влакана и других органских једињења. Гуаиацол је локални анестетик, антиоксиданс, стимуланс искашљавање и хемијски интермедијер за друге експекторансе. Користи се као арома за безалкохолна пића и храну. пропилен оксид, Или 1,2-епоксипропан, је коришћен као фумигант за стерилизацију упакованих прехрамбених производа и других материјала. То је високо реактиван посредник у производњи полиетар полиола, који се, пак, користе за прављење полиуретанске пене. Хемикалија се такође користи у производњи пропилен гликола и његових деривата.
Винилцицлохекене диоксид се користи као реактивни разблаживач за друге диепоксиде и за смоле добијене од епихлорохидрина и бисфенола А. Истражена је његова употреба као мономера за припрему полигликола који садрже слободне епоксидне групе или за полимеризацију у тродимензионалну смолу.
Фурфурал користи се у скрининг тестовима за урин, рафинацију нафтних уља растварачем и производњу лакова. То је синтетички арома, растварач за нитровани памук, састојак гумених цемента и средство за влажење у производњи абразивних точкова и кочионих облога. Фурфурил алкохол је такође арома, као и течно гориво и растварач за боје и смоле. Користи се у заптивачима и цементима отпорним на корозију, као и у ливничким језграма. Тетрахидрофуран користи се у хистологији, хемијској синтези и у производњи предмета за паковање, транспорт и складиштење хране. То је растварач за масна уља и невулканизовану гуму. Диепоксибутан користи се за спречавање кварења прехрамбених производа, као средство за очвршћавање полимера и за умрежавање текстилних влакана.
Хазардс
Данас се користе бројна епоксидна једињења. Конкретни најчешће коришћени су појединачно разматрани у наставку. Међутим, постоје одређене карактеристичне опасности које дели група. Уопштено говорећи, токсичност система смоле је компликована интеракција између појединачних токсичности његових различитих компоненти. Једињења су познати сензибилизатори коже, а она са највећим потенцијалом сензибилизације су она ниже релативне молекулске тежине. Ниска молекуларна тежина је такође генерално повезана са повећаном испарљивошћу. Одложени и тренутни алергијски епоксидни дерматитис и иритантни епоксидни дерматитис су пријављени. Дерматитис се обично прво развија на рукама између цифара и може варирати по тежини од еритема до изражене булозне ерупције. Други циљни органи на које се наводно негативно утиче излагање епоксидним једињењима укључују централни нервни систем (ЦНС), плућа, бубреге, репродуктивне органе, крв и очи. Такође постоје докази да одређена епоксидна једињења имају мутагени потенцијал. У једној студији, 39 од 51 тестираног епоксидног једињења изазвало је позитиван одговор у Амес/Салмонела есеј. Показало се да други епоксиди индукују размену сестринских хроматида у људским лимфоцитима. Студије на животињама које се баве повезаним излагањем епоксидима и раком су у току.
Треба напоменути да неки од агенаса за очвршћавање, учвршћивача и других агенаса за обраду који се користе у производњи финалних једињења такође имају придружену токсичност. Један посебно, 4,4-метилендианилин (МДА), повезан је са хепатотоксичношћу и оштећењем ретине ока, а познато је да је канцероген за животиње. Други је тримелитни анхидрид (ТМА). О оба се расправља на другом месту у овом поглављу.
Једно епоксидно једињење, епихлорохидрин, пријављено је да узрокује значајан пораст карцинома плућа код изложених радника. Ова хемикалија је класификована као хемикалија Групе 2А, вероватно канцерогена за људе, од стране Међународне агенције за истраживање рака (ИАРЦ). Једна дугорочна епидемиолошка студија радника изложених епихлорохидрину у два погона компаније Схелл Цхемицал Цомпани у САД је показала статистички значајно (п < .05) повећање смртних случајева услед рака респираторних органа. Као и друга епоксидна једињења, епихлорохидрин иритира очи, кожу и респираторни тракт изложених особа. Докази на људима и животињама су показали да епихлорохидрин може изазвати озбиљна оштећења коже и системско тровање након дужег дермалног контакта. Изложеност епихлорохидрину при 40 ппм у току 1 х је изазвала иритацију ока и грла у трајању од 48 х, а при 20 ппм изазивала је привремено печење очију и носних пролаза. Пријављен је стерилитет код животиња изазван епихлорохидрином, као и оштећење јетре и бубрега.
Субкутана ињекција епихлорохидрина је произвела туморе код мишева на месту ињекције, али није произвела туморе код мишева тестом бојења коже. Студије инхалације на пацовима су показале статистички значајан пораст рака носа. Епихлорохидрин је изазвао мутације (замена пара база) код микробних врста. Пријављено је повећање хромозомских аберација у белим крвним зрнцима радника изложених епихлорохидрину. Од 1996. године Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) утврдила је ТЛВ од 0.5 ппм и сматра се канцерогеном А3 (канцерогеном за животиње).
1,2-епоксибутан и изомери (бутилен оксиди). Ова једињења су мање испарљива и мање токсична од пропилен оксида. Главни документовани нежељени ефекти код људи били су иритација очију, назалних пролаза и коже. Код животиња, међутим, код акутног излагања веома високим концентрацијама 1,2-епоксибутана примећени су респираторни проблеми, плућна крварења, нефроза и лезије носне шупљине. Нису доказани доследни тератогени ефекти код животиња. ИАРЦ је утврдио да постоје ограничени докази о карциногености 1,2-епоксибутана код експерименталних животиња.
Када 1,2-епоксипропан (пропилен оксид) се пореди са етилен оксидом, још једним епоксидним једињењем које се обично користи у стерилизацији хируршких/болничких потрепштина, пропилен оксид се сматра далеко мање токсичним за људе. Излагање овој хемикалији је повезано са иритирајућим ефектима на очи и кожу, иритацијом респираторног тракта и депресијом ЦНС, атаксијом, ступором и комом (последњи ефекти су до сада значајно показани само код животиња). Поред тога, показало се да 1,2-епоксипропан делује као директно алкилационо средство у различитим ткивима, па се тиме повећава могућност канцерогеног потенцијала. Неколико студија на животињама је такође снажно имплицирало канцерогеност овог једињења. Главни штетни ефекти који су до сада дефинитивно доказани код људи укључују пецкање или стварање пликова на кожи када дође до продуженог контакта са неиспаривом хемикалијом. Показало се да се то дешава чак и са ниским концентрацијама пропилен оксида. Пријављене су и опекотине рожњаче које се приписују хемикалији.
Винилциклохексен диоксид. Иритација коју производи чисто једињење након наношења на кожу зеца подсећа на едем и црвенило опекотина првог степена. Примена винилциклохексен диоксида на кожу код мишева производи канцерогено дејство (карцином сквамозних ћелија или саркоми); интраперитонеална примена код пацова изазвала је аналогне ефекте (саркоми перитонеалне шупљине). Супстанца се показала мутагеном у Салмонелла типхимуриум ТА 100; такође је произвео значајан пораст мутација у ћелијама кинеског хрчка. Требало би га третирати као супстанцу са канцерогеним потенцијалом и треба да постоји одговарајућа инжењерска и хигијенска контрола.
У индустријском искуству показало се да винилциклохексен диоксид има својства иритације коже и изазива дерматитис: уочена је јака везикулација на оба стопала код радника који је обуо ципеле контаминиране овим једињењем. Повреда ока је такође дефинитивна опасност. Студије о хроничним ефектима нису доступне.
2,3-епоксипропанол. На основу експерименталних студија на мишевима и пацовима, откривено је да глицидол изазива иритацију очију и плућа. Утврђено је да је ЛЦ50 за 4-часовно излагање мишева 450 ппм, а за 8-часовно излагање пацова 580 ппм. Међутим, при концентрацијама од 400 ппм глицидола, пацови изложени 7 ха дневно током 50 дана нису показали доказе системске токсичности. Након првих неколико излагања, примећена је блага иритација очију и респираторни дистрес.
Етилен оксид (ЕТО) је веома опасна и токсична хемикалија. Реагује егзотермно и потенцијално је експлозиван када се загреје или стави у контакт са хидроксидима алкалних метала или високо активним каталитичким површинама. Стога, када се користи у индустријским областима, најбоље је да буде строго контролисан и ограничен на затворене или аутоматизоване процесе. Течни облик етилен оксида је релативно стабилан. Парни облик, у концентрацијама од чак 3%, је веома запаљив и потенцијално експлозиван у присуству топлоте или пламена.
Постоји обиље информација о могућим ефектима овог једињења на људско здравље. Етилен оксид иритира респираторне органе, кожу и очи. У високим концентрацијама је такође повезан са депресијом централног нервног система. Неки појединци који су били изложени високим концентрацијама хемикалије описали су чудан укус у устима након излагања. Одложени ефекти високих акутних изложености укључују главобољу, мучнину, повраћање, кратак дах, цијанозу и плућни едем. Додатни симптоми који су пријављени након акутног излагања укључују поспаност, умор, слабост и некоординацију. Раствор етилен оксида може изазвати карактеристичне опекотине на изложеној кожи од 1 до 5 х након излагања. Ова опекотина често напредује од везикула до коалесцентних мехурића и десквамације. Ране на кожи се често спонтано повлаче, са повећаном пигментацијом на месту опекотине.
Хронична или ниска до умерена продужена изложеност етилен оксиду повезана је са мутагеном активношћу. Познато је да делује као агенс за алкиловање у биолошким системима, везујући се за генетски материјал и друга места за донирање електрона, као што је хемоглобин, и изазивајући мутације и друга функционална оштећења. ЕТО је повезан са хромозомским оштећењем. На способност оштећене ДНК да се поправи негативно је утицала ниска, али продужена изложеност ЕТО у једној студији на изложеним људима. Неке студије повезују излагање ЕТО са повећаним апсолутним бројем лимфоцита код изложених радника; међутим, недавне студије не подржавају ову асоцијацију.
Карциногени потенцијал етилен оксида је показано на неколико животињских модела. ИАРЦ је класификовао етилен оксид као познат канцероген за људе Групе 1. Леукемија, перитонеални мезотелиом и одређени тумори мозга су повезани са дуготрајним удисањем ЕТО код пацова и мајмуна. Студије о изложености мишевима повезале су излагање инхалацијом са раком плућа и лимфомима. И амерички Национални институт за безбедност и здравље на раду (НИОСХ) и Америчка администрација за безбедност и здравље на раду (ОСХА) закључили су да је етилен оксид канцероген за људе. Први је спровео опсежну студију на преко 18,000 радника изложених ЕТО током периода од 16 година и утврдио да су изложене особе имале стопу рака крви и лимфе веће од очекиване. Накнадне студије су откриле да повећана стопа ових карцинома није повезана са изложеним радницима. Један од главних проблема са овим студијама, и могући разлог њихове контрадикторне природе, била је немогућност прецизног квантификације нивоа изложености. На пример, велики део доступних истраживања о канцерогеним ефектима ЕТО-а на људе је урађен коришћењем изложених болничких стерилизатора. Појединци који су радили на овим пословима пре 1970-их су највероватније искусили већу изложеност ЕТО гасу због технологије и недостатка локалних контролних мера које су биле на снази у то време. (Заштите у коришћењу ЕТО у здравственим установама разматране су у Здравствене установе и услуге поглавље у овој свесци.)
Етилен оксид је такође повезан са штетним репродуктивним ефектима и код животиња и код људи. Доминантне смртоносне мутације у репродуктивним ћелијама довеле су до веће стопе ембрионалне смрти код потомака мужјака и женки мишева и пацова изложених ЕТО. Неке студије повезују излагање етилен оксиду са повећаном стопом побачаја код људи.
Нежељени неуролошки и неуропсихијатријски ефекти који настају услед излагања етилен оксиду су пријављени код животиња и људи. Пацови, зечеви и мајмуни изложени 357 ппм ЕТО у периоду од 48 до 85 дана развили су оштећење сензорне и моторичке функције, губитак мишића и слабост задњих удова. Једна студија је открила да су људски радници изложени ЕТО показали ослабљен осећај вибрације и хипоактивне дубоке рефлексе тетива. Докази о оштећењу неуропсихијатријског функционисања код људи изложених ниским, али продуженим нивоима етилен оксида су неизвесни. Неке студије и све већи број анегдотских доказа указују на то да је ЕТО повезан са дисфункцијом ЦНС-а и когнитивним оштећењем - на пример, замућено размишљање, проблеми са памћењем и успорено време реакције на одређене врсте тестова.
Једна студија о појединцима изложеним етилен оксиду у болничком окружењу сугерисала је повезаност између те изложености и развоја очне катаракте.
Додатна опасност повезана са излагањем етилен оксиду је потенцијал за стварање етилен хлорохидрина (2-хлороетанол), који може настати у присуству влаге и хлоридних јона. Етилен хлорохидрин је озбиљан системски отров, а излагање пари је изазвало смрт људи.
Тетрахидрофуран (ТХФ) ствара експлозивне пероксиде када је изложен ваздуху. Експлозије се такође могу јавити када се једињење доведе у контакт са легурама литијум-алуминијума. Његове паре и пероксиди могу изазвати иритацију слузокоже и коже и јак је наркотик.
Иако су доступни ограничени подаци о индустријским искуствима са ТХФ-ом, занимљиво је приметити да су се истраживачи који су били ангажовани у експериментима на животињама са овим једињењем жалили на јаке окципиталне главобоље и тупост након сваког експеримента. Животиње подвргнуте смртоносним дозама тетрахидрофурана брзо су падале у наркозу, која је била праћена мишићном хипотонијом и нестанком корнеалних рефлекса, а затим комом и смрћу. Појединачне токсичне дозе изазивале су вртоглавицу, иритацију слузокоже са обилним протоком пљувачке и слузокоже, повраћање, изражен пад крвног притиска и опуштање мишића, праћено продуженим спавањем. Генерално, животиње су се опоравиле од ових доза и нису показале никакве доказе о биолошким променама. После поновљених излагања, ефекти су укључивали иритацију слузокоже, која може бити праћена променама бубрега и јетре. Алкохолна пића појачавају токсични ефекат.
Мере безбедности и здравља
Примарне сврхе контролних мера за епоксидна једињења треба да буду смањење могућности удисања и контакта са кожом. Где год је то изводљиво, треба спровести контролу на извору контаминације са затварањем рада и/или применом локалне издувне вентилације. Тамо где такве инжењерске контроле нису довољне да смање концентрације у ваздуху на прихватљиве нивое, респиратори могу бити неопходни да би се спречила иритација плућа и сензибилизација код изложених радника. Пожељни респиратори укључују гас маске са канистерима органске паре и високоефикасним филтерима за честице или респираторима са доводом ваздуха. Све површине тела треба заштитити од контакта са епоксидним једињењима коришћењем рукавица, кецеља, штитника за лице, наочара и друге заштитне опреме и одеће по потреби. Контаминирану одећу треба уклонити што је пре могуће, а захваћена подручја коже опрати сапуном и водом.
Сигурносни тушеви, фонтане за испирање очију и апарати за гашење пожара треба да буду смештени у областима где се користе значајне количине епоксидних једињења. Опрема за прање руку, сапун и вода треба да буду доступни запосленима.
Потенцијална опасност од пожара повезана са епоксидним једињењима сугерише да пламен или други извори паљења, као што је пушење, нису дозвољени у областима где се једињења чувају или којима се рукује.
Погођене раднике треба, по потреби, уклонити из ванредних ситуација, а ако су очи или кожа контаминирани, треба их испрати водом. Контаминирану одећу треба одмах скинути. Ако је изложеност озбиљна, препоручује се хоспитализација и посматрање током 72 х за одложени почетак тешког плућног едема.
Када су епоксидна једињења, као што је етилен оксид, изузетно испарљива, треба предузети строге мере заштите да би се спречио пожар и експлозија. Ове мере заштите треба да укључују контролу извора паљења, укључујући статички електрицитет; доступност пене, угљен-диоксида или сувих хемијских апарата за гашење пожара (ако се вода користи на великим пожарима, црево треба да буде опремљено млазницом за замагљивање); употреба паре или топле воде за загревање етилен оксида или његових смеша; и складиштење даље од топлоте и јаких оксидатора, јаких киселина, алкалија, анхидрованих хлорида или гвожђа, алуминијума или калаја, оксида гвожђа и алуминијум оксида.
Одговарајуће процедуре за хитне случајеве и заштитна опрема треба да буду на располагању за решавање просипања или цурења етилен оксида. У случају изливања, први корак је евакуација целокупног особља осим оних који су укључени у операције чишћења. Све изворе паљења у зони треба уклонити или угасити и добро проветрити простор. Мале количине просуте течности могу се апсорбовати на тканину или папир и оставити да испаре на безбедном месту као што је хемијска хауба. Не би требало дозволити да етилен оксид уђе у скучени простор као што је канализација. Радници не би требало да улазе у затворене просторе у којима је ускладиштен етилен оксид без поштовања одговарајућих оперативних процедура које су осмишљене да обезбеде да нису присутне токсичне или експлозивне концентрације. Кад год је то могуће, етилен оксид треба чувати и користити у затвореним системима или са адекватном локалном издувном вентилацијом.
Свим супстанцама које имају канцерогена својства, као што су етилен оксид и винилциклохексен диоксид, мора се руковати изузетно пажљиво како би се избегао контакт са кожом радника или удисање током производње и употребе. Спречавање контакта се такође промовише пројектовањем радних просторија и процесног постројења тако да се спречи било какво цурење производа (примена благог негативног притиска, херметички затворен процес и сл.). О мерама предострожности се детаљније говори на другим местима у овом делу Енциклопедија.
Табеле епоксидних једињења
Табела 1 - Хемијске информације.
Табела 2 - Опасности по здравље.
Табела 3- Физичке и хемијске опасности.
Табела 4 - Физичка и хемијска својства.