プロピレングリコール vs エチレングリコール

防錆液は、水に添加されて凍結を防ぎ、システムを損傷から保護する液体です。寒冷気候では、エンジンの温度を調節し、凍結を防ぐことは非常に重要です。防錆液は二重の目的を果たします - 冷却システム内の液体の凝固点を下げ、水の沸点を上げます。これにより、寒冷な気候条件下での流動性を維持し、凍結を防ぎ、過熱問題を防ぐことができます。主に2つの種類の防錆液があります：一つはペットや子供たちに安全な非毒性のプロピレングリコールで、もう一つは車両に最も一般的に使用されるエチレングリコールです。適切な防錆液を選ぶことは重要です。なぜなら、異なる防錆液は異なる凍結保護と特定の冷却システムとの互換性を提供するからです。

プロピレングリコールとは何ですか？

プロピレングリコールは、ほぼ無臭でわずかに甘い味を持つ粘性のある無色の液体です。その化学式はCH3CH(OH)CH2OHです。2つのアルコール基を持つため、ジオールと分類されます。水、アセトン、クロロホルムなど、さまざまな溶剤と混和します。一般的に、ジオールは刺激性がなく揮発性が低いです。プロピレングリコールの構造式は以下の通りです：

プロピレングリコールは主にポリマー生産のために大規模に生産されています。EUでは、食品用途のためにE番号E1520が割り当てられています。化粧品および薬理学的な番号はE490です。プロピレングリコールはプロピレングリコールアルギネート（E405としても知られています）にも含まれています。プロピレングリコールはFDAによって21CFRx184.1666で一般に認識された安全な化合物として認定され、特定の使用目的のために食品添加物として間接的に承認されています。米国とヨーロッパでは、プロピレングリコールは外用薬、経口薬、一部の静脈内投与薬のキャリアとして承認されています。

エチレングリコールとは何ですか？

エチレングリコール（IUPAC名: エタン-1,2-ジオール）は、分子式(CH2OH)2の有機化合物です。主に2つの目的で使用されます：ポリエステル繊維の原料と防錆液の配合に使用されます。無色で粘性のある液体で、甘い味がありますが、高濃度では有毒です。この分子は太陽系外でも観測されています。エチレングリコールの構造式は以下の通りです：

エチレングリコールとプロピレングリコールの色

純粋な形のエチレングリコールとプロピレングリコールはどちらも無色の液体ですが、その用途により異なる色が見られることがあります：

(1) エチレングリコール：様々な理由で通常着色されます。例えば、他の液体と区別するためや、クーラント溶液中の添加剤を示すために。自動車用エチレングリコール防錆液は、製造元により緑、ピンク、またはオレンジ色になる場合があります。

(2) プロピレングリコール：食品グレードのプロピレングリコールは通常無色ですが、一部の工業用バージョンにはわずかに黄色または緑色が含まれている場合があります。

どちらがより有毒ですか、エチレングリコールかプロピレングリコール？

プロピレングリコールとエチレングリコールの主な違いは、それらの毒性レベルにあります。プロピレングリコールは非常に低毒性であり、そのため化粧品や個人用ケア製品にも存在します。一方、エチレングリコールは毒性があり、人間や動物への暴露を制限するために慎重に取り扱う必要があります。

エチレングリコールとプロピレングリコールの環境への影響

毒性：

(1) エチレングリコール：摂取時に人間や動物に対して非常に有毒です。致命的になる可能性があります。有害物質として分類されます。

(2) プロピレングリコール：毒性が低いです。小さな量の偶然の接触や摂取は安全です。FDAによって一般に認識された安全な食品添加物（GRAS）として認定されています。

生物分解性：

(1) エチレングリコール：細菌による生物分解が比較的速いですが、分解時に水中的酸素を消費します。

(2) プロピレングリコール：生物分解性ですが、エチレングリコールよりも時間がかかります。これは、分解に時間がかかるため、水中でより多くの酸素を必要とすることを意味します。

腐食と凝固点

プロピレングリコールとエチレングリコールの凝固点

プロピレングリコールとエチレングリコールの物理的特性には違いがあります。同じ百分率の場合、プロピレングリコール溶液はエチレングリコール溶液よりも高い粘性と高い凝固点を持ち、特に低温時には熱効率が低くなります。また、プロピレングリコールはエチレングリコールよりも高価です。

これを説明するため、50％体積のプロピレングリコールとエチレングリコールの特性を比較してみましょう。50％プロピレングリコールの凝固点は-31°F、50％エチレングリコールの凝固点は-36°Fです。-10°Fの温度でのプロピレングリコール溶液の粘性は96センチポーズ、同じ温度でのエチレングリコールの粘性は27センチポーズです。これは、エチレングリコールはプロピレングリコールよりも約20度低い温度で使用できることを意味します。

プロピレングリコールとエチレングリコールの腐食性

(1) エチレングリコール：より腐食性が高い。システム内の金属部品を損傷から守るために、腐食抑制剤を添加する必要があります。

(2) プロピレングリコール：腐食性が低い。一般的に非毒性で非腐食性とされ、食品やクーラントとの偶発的な接触に適しています。

エチレングリコールとプロピレングリコールを混ぜることはできますか？

(1) エチレングリコールとプロピレングリコールは、流動性、毒性、熱伝導性が異なるため、混合するとシステムが正常に機能しなくなる可能性があります。

(2) 分子式の違いにより、異なるタイプやブランドのエチレングリコールを混ぜると、腐食抵抗が低下し、溶液濃度が乱れ、凍結温度に対する感受性が増加する可能性があります。

(3) 混合すると、予期せぬ化学反応や沈殿物の形成を引き起こし、システムが詰まる可能性があります。混合は、システムとグリコール自体の両方に問題を引き起こす可能性があります。混合は分離を引き起こし、ゲルを形成し、フィルターとストレーナーを詰まらせ、システムに損傷を与える可能性があります。

どちらが良いですか、エチレングリコールかプロピレングリコール？

エチレングリコールとプロピレングリコールを比較すると、主な違いは毒性レベルと性能効率にあります。エチレングリコールは、高い粘性和高い沸点により優れた熱伝導効率を有していますが、プロピレングリコールは毒性が低いです。エチレングリコールはエンジンや産業の高温熱伝導アプリケーションに一般的に使用されます。プロピレングリコールは、環境暴露や毒性を考慮したエンジンクーラントとして一般的に使用されます。プロピレングリコールとエチレングリコールのクーラントとしての密度と熱伝導能力は異なり、適切に純水と混合することでエンジンから冷却システムへの熱伝導に関連しています。

これらの製品間の主な違いは他にもあります：

(1) エチレングリコールはプロピレングリコールよりもクーラントとしてより効率的です。プロピレングリコールベースの製品は、同じ凝固点を達成するためにはるかに多くの防錆液が必要です。

(2) エチレングリコールは低い粘性により優れた熱伝導効率を有していますが、プロピレングリコールは比熱が高いため、同じエネルギーを伝達するにはより多くの流体が循環する必要があります。

(3) 粘性が高いため、プロピレングリコールは循環システムにおけるポンプヘッド損失を増加させます。

(4) プロピレングリコールはエチレングリコールよりも毒性が低いですが、生物分解性は長くかかります。

(5) エチレングリコールは飲料水や食品加工システム、または環境に敏感なエリアでの接触の可能性がある場所では使用すべきではありません。

(6) 両製品とも着火点が低く、発がん性物質とはされていません。

プロピレングリコールまたはエチレングリコールの使用は、食品、飲料水、人間の摂取の可能性がある場所、または環境に配慮したエリアでの事故接触のリスクによります。例えば、航空機デアイシングでは、プロピレングリコールは飛行機の氷と汚れを除去し、冬季と降雪中に雪と氷の蓄積を防止するために使用されます。また、多くのスーパーマーケットの防錆液製品にも存在します。エチレングリコールは閉鎖システムと制御された産業アプリケーションに使用されます。

結論

この記事では、一般的な防錆液であるエチレングリコールとプロピレングリコールについて詳しく説明し、それらの特性、利点、欠点、使用シナリオについて分析しました。寒冷な環境での車両、パイプライン、機器の正常な動作を保護するためには適切な防錆液を選択することが重要です。エチレングリコールとプロピレングリコールの特性と用途を理解することで、特定の要件と環境条件に合わせて適切な防錆液を選択し、機器の正常な動作を確保し寿命を延ばすことができます。今後の選択プロセスでは、様々な要素を総合的に考慮し、賢明な決定を行うべきです。

参考文献：

[1] https://en.wikipedia.org/

[2]https://www.monarchchemicals.co.uk/Information/News-Events/700-/The-difference-between-Propylene-Glycol-and-Ethylene-Glycol-in-antifreeze

[3] https://www.alsglobal.com/en/News-and-publications/2022/06/esource-134---Ethylene-Glycol-Based-Coolants

[4] https://bvthermal.com/2017/07/13/important-tips-when-using-glycol-in-your-chiller/

[5] https://goglycolpros.com/blogs/ask-the-pros/can-i-mix-propylene-glycol-and-ethylene-glycol

[6] https://www.dynalene.com/propylene-glycol-vs-ethylene-glycol/