Le glycol est une vaste famille de composés chimiques essentiels dans de nombreux secteurs industriels. Cette famille offre une large gamme d'applications, allant de l'antigel à la fabrication de matières plastiques et de résines, en passant par les industries pharmaceutiques et cosmétiques. Les dérivés MPG (mono propylène glycols) et MEG (éthylène glycols) sont des membres importants de cette famille, apportant des propriétés uniques et une polyvalence essentielle à divers secteurs.
Les Différents Types de Glycols et Leurs Utilisations
L’utilisation du MEG, éthylène glycol, comme matière première se retrouve principalement dans la fabrication de plastiques et de peintures. Le MPG, mono propylène glycol, existe en deux grades qui servent à des utilisations différentes : le MPG technique et le MPG alimentaire.
- MPG technique : Principalement utilisé pour la fabrication de plastique, peinture et détergents liquides.
- MPG alimentaire : Principalement utilisé dans la fabrication de liquides pour cigarettes électroniques, ou comme additif pour certains arômes.
Glycols Utilisés comme Fluides Caloporteurs et Antigel
Les glycols MPG technique et MEG sont tous deux utilisés comme liquide de refroidissement et formulations d’antigel. Voici un aperçu des différents types et de leurs usages :
- MEG technique concentré : Fluide caloporteur antigel concentré, pour usage industriel (froid, panneaux solaires, chauffage central). Nécessite l'ajout d'eau.
- MEG dilué : Antigel fluide caloporteur prêt à l’emploi pour circuits de refroidissement industriels, toxique pour la santé et l’environnement.
- MPG technique concentré : Fluide caloporteur antigel concentré, non toxique, pour les mêmes usages que le MEG technique concentré. Nécessite l'ajout d'eau.
- MPG dilué : Antigel fluide caloporteur prêt à l’emploi pour circuits de refroidissement industriels, non toxique.
Glycols Utilisés comme Solvants Industriels
Voici une liste non exhaustive de glycols utilisés comme solvants industriels :
- Diéthylène glycol (DEG)
- Triéthylène glycol (TEG)
- Polyéthylène glycol (PEG)
- Polypropylène glycol (PPG)
- Dipropylène glycol (DPG)
- Butyl Glycol (BG)
- Dipropylène glycol Monomethyl Ether (DPM)
- Propylène Glycol N-butyl (PNB)
Ces glycols sont utilisés comme solvants et matières premières pour la parapharmacie, les cosmétiques, la fabrication de peintures et l’industrie du textile.
Glycols Alimentaires
Le MPG alimentaire est utilisé à faible dose dans l'industrie alimentaire comme additif, agent de saveur, stabilisateur alimentaire, solvant pour arômes et dans les liquides de cigarette électronique. Il est considéré comme non toxique.
Glycol : Dangers et Toxicité
Il est crucial de comprendre les risques associés à l'utilisation des glycols, notamment le MPG et le MEG.
MPG (Mono Propylène Glycol)
Le Mono Propylène glycol (MPG) est non toxique et non dangereux pour l’environnement. Il est autorisé par les autorités de santé européennes et américaines pour une utilisation dans les aliments, les médicaments et les cosmétiques. Cependant, l'exposition à des concentrations élevées de MPG peut entraîner des effets indésirables. Une ingestion en grosse quantité peut causer des symptômes tels que des maux de tête, des nausées et des étourdissements. Il est également possible que certaines personnes soient allergiques à cette substance, bien que cela soit rare.
MEG (Mono Éthylène Glycol)
Le mono éthylène glycol (MEG), également connu sous le nom d'éthylène glycol, est couramment utilisé dans une variété de produits industriels et de consommation, notamment comme ingrédient principal dans les liquides de refroidissement et d'antigel pour les véhicules. Le MEG est beaucoup plus toxique pour l'homme et l’environnement. L'ingestion, même en petites quantités, peut causer des effets graves sur la santé, allant de l'intoxication à des dommages potentiellement mortels aux reins, au cœur et au système nerveux. Il est donc très important d'éviter tout contact par voie orale ou prolongé avec la peau avec le MEG. C'est aussi un irritant connu et peut causer des problèmes si inhalé.
Autres Glycols
Les glycols solvants peuvent être toxiques s'ils sont ingérés, inhalés ou absorbés par la peau en grandes quantités. Ils peuvent causer des effets néfastes sur le système nerveux, le système gastro-intestinal, les reins et d'autres organes. La toxicité varie en fonction du type de glycol et de la dose d'exposition.
- Irritation cutanée : Ils peuvent provoquer une irritation de la peau lors d'un contact prolongé ou répété.
- Irritation des voies respiratoires : L'inhalation de vapeurs ou d'aérosols peut irriter les voies respiratoires.
- Réactions allergiques : Certaines personnes peuvent développer une sensibilité ou une allergie.
- Risques d'incendie et d'explosion : Certains glycols peuvent être inflammables.
Il est important de prendre des mesures de précaution appropriées lors de la manipulation des glycols solvants, telles que l'utilisation d'équipements de protection individuelle, une ventilation adéquate et le respect des bonnes pratiques de manipulation et de stockage.
Utilisations du Glycol comme Antigel et Fluide Caloporteur
L’une des principales différences entre le MEG et le MPG est le niveau de toxicité.
Utilisation du MEG
L’éthylène glycol est principalement utilisé comme antigel, liquide de refroidissement pour moteur et plastifiant. Il a un point d’ébullition plus élevé que le MPG. Il est souvent le meilleur choix pour un fluide caloporteur pour des systèmes qui n’ont aucun contact avec des aliments, de l’eau potable, ou de manière générale avec l’humain ou les animaux.
Les principales utilisations du MEG :
- Protection contre le gel : Amélioration des propriétés de transfert de chaleur.
- Protection contre la cavitation : Création d'une couche de protection efficace contre le gel, l’ébullition et la cavitation.
- Protection contre la corrosion : Protection de divers éléments du moteur et du système de refroidissement.
- Protection contre la formation et le dépôt d’impuretés dans le système.
Utilisation du MPG
Le MPG a plusieurs utilisations car il existe deux dérivés : le MPG technique et le MPG alimentaire. Le MPG technique est lui aussi utilisé comme fluide caloporteur et antigel dans certains cas spécifiques. Son point d’ébullition est également élevé, et son point de congélation bien plus bas que l’eau lui permet un transfert de chaleur efficace dans le cadre d’une utilisation dans les liquides antigel et réfrigérants.
Non toxique pour l’environnement et la santé, le MPG technique comme antigel est principalement utilisé dans les secteurs industriels pour conduire la chaleur ou le froid. Il est idéal pour la fabrication de panneaux solaires ou le refroidissement d’outils et produits à destination de la consommation alimentaire (cuve de fermentation à bières par exemple).
Comparaison : MEG vs MPG comme Liquide de Refroidissement
Le MEG et le MPG peuvent tous les deux être utilisés comme liquide de refroidissement. Ils ont quelques éléments de différenciations que vous trouverez ci-dessous.
| Caractéristique | Mono éthylène glycol (MEG) | Mono propylène glycol (MPG) |
|---|---|---|
| Point de congélation | Inférieur à celui de l'eau | Inférieur à celui de l'eau |
| Capacité de transfert thermique | Meilleure | Légèrement inférieure |
| Propriétés anti-corrosion | Plus efficace | Moins efficace |
| Toxicité | Plus toxique | Non toxique |
| Viscosité | Plus bas | Plus haut |
| Compatibilité avec les matériaux | Compatible avec les matériaux courants des moteurs. Peut endommager les matériaux types caoutchouc et plastique | Compatible avec les matériaux courants des moteurs |
| Coût | Moins cher | Plus cher |
Utilisations du Glycol dans la Synthèse et la Formulation de Produits Chimiques Industriels
Types de Glycols par Industrie
- Émulsifiant : Polyéthylène glycol (PEG), Propylène glycol (PG), Glycols de polypropylène (PPG), Glycols d'éthylène-propylène (EPG).
- Solvants : Diéthylène glycol (DEG), Triéthylène glycol (TEG), Hexylène Glycol (HG), Butoxyéthanol.
- Cosmétiques : Dipropylène glycol, Butylène glycol (BG), Polyéthylène glycol (PEG), Hexylène glycol (HG), Butyl Glycol.
Propylène Glycol : Applications et Sécurité
Le propylène glycol, sous ses différentes formes, est largement utilisé dans de nombreux secteurs d'activités. Il est faut noter que le terme "propylène glycol" peut également faire référence à d'autres formes de propylènes glycol, telles que le dipropylène glycol et le tripropylène glycol, qui ont des propriétés différentes.
On retrouve le propylène glycol ecomme composant ou additif dans l'industrie cosmétique, pharmaceutique, alimentaire et automobile, ainsi que dans la synthèse de nombreux composés chimiques. Le propylène glycol n'est pas toxique pour l'homme et l'environnement. Contrairement à d'autres glycols, le Monoprpylène glycol est réputé peu toxique et non dangeureux pour l'envrionnement. Il est reconnu comme sûr par l'agence européenne des produits chimiques (ECHA) ainsi que l'adimistration américaine des produits alimentaires et médicamenteux.(GRAS, Generally Recognized As Safe).
Choisir le Bon Propylène Glycol
- Glycols alimentaires : Pour une utilisation en tant qu’émulsifiants ou agent de texture pour les arômes, le MPG alimentaire est le glycol adapté. Il est également utilisé dans les liquides de cigarettes électroniques.
- Fluides caloporteurs : Le MPG technique concentré est un fluide caloporteur antigel hautement concentré, spécialement conçu pour une utilisation dans le froid industriel, les panneaux solaires, le chauffage central et le refroidissement des cuves.
- Propylène glycol comme bases pour fabrication industrielle : Polypropylène glycol (PPG), Dipropylène glycol (DPG), Dipropylène glycol MonoMéthyl Ether (DPM), Carbonate de Propylène (PC).
Caractéristiques du Propylène Glycol
Le propylène-glycol existe sous deux formes d'isomères, le R-(-)-propane-1,2-diol et le (S)-(+)-propane-1,2-diol. Sauf indication contraire, le propylène-glycol est commercialisé sous forme racémique.
Le Propylène glycol est un liquide incolore et clair qui présente des propriétés physiques telles que :
- La solubilité : les propylènes glycols sont hautement solubles dans l'eau, ce qui signifie qu'ils se mélangent facilement avec l'eau dans toutes les proportions.
- La miscibilité : les propylènes glycols sont miscibles avec de nombreux solvants organiques, ce qui signifie qu'ils peuvent se mélanger avec d'autres substances organiques.
- La viscosité : il a une viscosité relativement élevée, ce qui signifie qu'il est épais et a une certaine résistance à l'écoulement.
- La conductivité thermique : le propylène glycol a une excellente conductivité thermique, ce qui signifie qu'il est un bon conducteur de chaleur.
Il possède également des caractéristiques chimiques importantes :
- La réactivité : le propylène lgycol est un composé stable et peu réactif à température ambiante.
- La polarité : le propylène glycol est un composé polaire en raison de la présence de groupes hydroxyle (OH).
- Le point d'ébullition et de fusion : le propylène glycol a un point d'ébullition d'environ 188 degrés Celsius et un point de fusion d'environ -59 degrés.
Utilisations du Propylène Glycol
- Caloporteur et antigel : Utilisé dans les systèmes de chauffage et de refroidissement industriels, la fabrication de panneaux solaires, ainsi que dans les systèmes de climatisation et de réfrigération.
- Fabrication de produits chimiques industriels : Utilisé comme solvant, agent de suspension et stabilisant dans de nombreux processus de fabrication.
- Industrie alimentaire : Utilisé comme additif alimentaire sûr et approuvé par les autorités réglementaires.
- Industrie cosmétique : Utilisé comme solvant polyvalent, émollient et hydratant dans de nombreux produits cosmétiques.
Propylène Glycol et Cigarettes Électroniques
Élément fondamental de la base de tout e-liquide, le propylène glycol (appelé aussi PG) soulève quelques questions quant à sa nature chimique. Le rôle principal du PG au sein de la base est de procurer lors de l’inhalation un effet de throat-hit imitant la sensation en gorge ressentie avec la cigarette traditionnelle.
Le propylène glycol est un composé chimique aux nombreuses dénominations scientifiques : 1,2 diol, dihydroxypropane ou encore méthyl glycol. Ce PG intègre ainsi le groupe hydroxyle à forme géminale ou vicinale (composition à plusieurs atomes imbriqués avec un autre similaire).
L’application du propylène glycol prend également effet au sein de l’industrie agroalimentaire où il agit en tant qu’émulsifiant. De nombreux parfums et arômes ajoutés à notre nourriture dépendent également de lui. Son usage est également avéré dans le monde pharmaceutique, en parallèle avec la phénytoïne (un antiépileptique).
Ainsi va le verdict de l’Institut National de Recherche et de Sécurité : le PG est en substance toxique à paramètre répétitif. En revanche, des effets secondaires (comme les irritations) peuvent se manifester par les voies cutanées et orales.
La vaporisation à long terme du PG, une pratique indispensable lorsque vous vapotez, pourrait également provoquer certains de ses effets secondaires : la piste est au conditionnel, et le postulat scientifique n’a sans doute pas encore assez de recul sur cette question.
L’achat du propylène glycol doit faire l’objet de toutes les vigilances, dans la mesure où, en tant que composé chimique d’origine pharmaceutique, le PG doit respecter des normes bien précises.
Utilisé à faible dose, le propylène glycol n’est pas dangereux pour la santé. Néanmoins, concernant l’ingestion par voie orale, le ratio de mélange doit tenir compte d’une limite de 1 à 3 grammes par kilo. Dans le cadre de la vaporisation, les études démontrent également que la vaporisation à outrance du propylène glycol en l’absence de glycérine végétale peut être nocif pour votre santé.
Le propylène glycol n’a pas forcément bonne presse. Cela étant, son usage dépasse le simple cadre de l’additif et se révèle parfois salutaire. Le PG est utilisé notamment contre les moisissures en tant que conservateur dans nos aliments. Ce propylène glycol s’illustre également dans le domaine du cosmétique en tant qu’agent émulsifiant.
Composé constitutif de la base des e-liquides, employé également au sein des arômes concentrés, le propylène glycol agit dans les mélanges de vape en tant qu’agent hydratant et émulsifiant permettant d’accumuler les molécules des arômes.
Certains DIY lui préfèrent l’utilisation d’éthylène, d’alcool ou encore de Végétol (dans le cadre des e-liquides Bio).
Le propylène glycol est très prisé pour son rôle de vaporisation et de déclenchement de l’effet de hit ou throat-hit : cette contraction ressentie en gorge si caractéristique de la cigarette classique.
La sensation de hit survient lorsque vous inhalez le e-liquide brûlé par le coil. En l’absence de viscosité (propre à la VG, par exemple), la mèche de votre résistance peut brûler davantage entraînant ainsi une brûlure à vide ou Dry hit : une sensation désagréable en gorge.
Les flacons vendus sur le commerce possèdent tous un étiquetage attestant du taux de propylène glycol et de glycérine végétale (taux de PG/VG) : 50/50 pour un rapport équilibré, 60/40, 70/30, 80/20, 90/10 ou encore 100% PG.
Vapoter à taux high PG (comprendre plus de 50% de propylène glycol) implique donc une fusion plus complète des éléments chimiques faisant du propylène glycol un agent exhausteur de la saveur et du hit (au détriment de la quantité de vapeur diffusée).
Pensez également à disposer d’un matériel adéquat et suffisamment étanche (tanks des atomiseurs et clearomiseurs) pour gérer la fluidité du propylène glycol : celui-ci étant très liquide, vous pourriez déplorer quelques fuites.
Le propylène glycol est-il dangereux ? A priori non, s’il est utilisé à bon escient, à bonne fréquence, et en quantité limitée. Cependant, une utilisation trop fréquente et une vaporisation abusive (en l’absence de VG) au propylène glycol peut entraîner des risques liés à la toxicité de certaines de ces particules.
Des alternatives au PG (l’alcool, l’éthylène, le Végétol) existent et permettent de faire varier votre expérience de vape.
Éthers de Glycol : Risques et Prévention
Les éthers de glycol pénètrent principalement dans l’organisme par :
- Voie cutanée
- Voie respiratoire dans certaines conditions (utilisation en aérosols ou sous chauffage)
- Voie digestive, de manière accidentelle
Risques en cas d’Exposition Prolongée
- Irritations cutanées localisées au niveau des yeux et de l’appareil respiratoire par contact avec l’éthylène glycol phényl éther (EGPhE) et l’éthylène Glycol Butyl-Ether (EGBE)
- Atteinte du système nerveux central par des troubles de mémoire, des difficultés de concentration, et vertiges… en particulier au contact de certains éthers de glycol tels que l’EGME, l’EGEEet l’EGPhE.
- Atteinte du système Sanguin : l’effet sur la moelle osseuse se traduit par une diminution du nombre des globules blancs et plus rarement par une diminution du nombre des globules rouges.
Les éthers de glycol suivants sont classés toxiques pour la reproduction : EGME, EGMEA, EGEE, EGEEA, DEGDME, EGDME.
Ils peuvent provoquer des effets sur la reproduction et/ou le développement du fœtus avec :
- Une infertilité masculine (diminution du nombre des spermatozoïdes) chez les salariés exposés à l’EGEE, l’EGME et leurs acétates
- Une augmentation du risque d’avortement spontané et des risques possibles pendant la grossesse (effets néfastes pour l’enfant tels que des malformations).
Moyens de Prévention
- Lorsque la substitution est techniquement possible, il convient de substituer l’éther de glycol par un produit non dangereux moins nocif.
- Limiter le nombre de salariés exposés, les niveaux d’exposition, les volumes, etc.
- Recourir à des procédés permettant d’éviter le contact cutané (port de gants…)
- Capter les vapeurs au plus près de leur point d’émission et rejeter l’air pollué à l’extérieur après épuration
- Effectuer des mesures d’exposition
- Fournir et faire porter les équipements de protection individuelle (gants caoutchouc butyle, vêtement approprié…)
- Informer les salariés sur les risques encourus et les moyens de s’en prémunir.
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