Propylenglykol: Feuchthaltemittel, Lösungsmittel, Träger

Ihr Formulierungsdatenblatt führt Propylenglykol dreimal auf: einmal als Feuchthaltemittel, einmal als Lösungsmittel, das Konservierungsstoff und Duft trägt, und einmal als Frost-Tau-Stabilisator. Der Einkauf sieht eine Position und eine CAS-Nummer, 57-55-6, und kalkuliert danach den Preis. Das Molekül ist in allen drei Rollen identisch. Die Qualität hinter dieser CAS ist es nicht, und die Lücke zwischen einer korrekten CAS und einer zweckmäßigen Charge ist der Punkt, an dem die meisten Spezifikationsfehler bei Propylenglykol beginnen.

Dieser Leitfaden richtet sich an den Formulierer und den Einkäufer, der Propylenglykol über Körperpflege-, Lebensmittel-, Pharma- und Industrieformulierungen hinweg spezifiziert. Er behandelt, was das Molekül in einer Formulierung leistet, Funktion für Funktion, wie Qualitäten unter einer einzigen CAS auseinandergehen, welche physikalischen Eigenschaften die Handhabung bestimmen und wie man eine Bestellung und eine Massengut-Anfrage formuliert, die ein Lohnhersteller akzeptiert.

Die Kurzfassung. Propylenglykol (CAS 57-55-6, (RS)-1,2-Propandiol, PubChem CID 1030) ist ein multifunktionales Diol: ein Feuchthaltemittel (eine hygroskopische, wasserbindende Funktion), ein Lösungs- und Co-Lösungsmittel, ein Träger für Wirkstoffe und Duft, ein Gefrierpunktsenker und Viskositätsmodifikator sowie ein Wasseraktivitätssenker, der ein Konservierungssystem unterstützt. Ebendiese Funktionen bringen es in Körperpflege, Lebensmittel-, Pharma-, Frostschutz- und Enteisungs-, ungesättigte Polyesterharz- und E-Liquid-Formulierungen. Ein Molekül dient ihnen allen; die Qualität (USP/EP, FCC oder industriell) entscheidet, für welche Anwendungen eine Charge qualifiziert ist. Spezifizieren Sie die Qualität und die Monographie auf dem Analysenzertifikat (CoA), nicht nur die CAS.

Was Propylenglykol ist

Propylenglykol ist (RS)-1,2-Propandiol: Summenformel C3H8O2, Molmasse 76,09 g/mol, PubChem CID 1030. Zwei Hydroxylgruppen sitzen an einem Kohlenstoffgerüst mit drei Kohlenstoffatomen. Diese niedrige Molmasse und das Paar polarer Hydroxylgruppen machen das Molekül sowohl hygroskopisch als auch zu einem starken Lösungsmittel, was der strukturelle Grund dafür ist, dass ein einzelnes Material so viele Aufgaben in einer Formulierung erfüllen kann. Jede Qualität, die Sie kaufen können, teilt diese Identität und die CAS 57-55-6, auf die Ihre Formulierung verweist.

Die nachstehenden physikalischen Eigenschaften stammen aus dem PubChem-Eintrag für CID 1030 (experimentelle Werte mit zitierten Referenzjahren) und beschreiben das Grundmolekül unabhängig von der Qualität.

Drei dieser Werte bestimmen Handhabung und Logistik. Die Wassermischbarkeit ist der Grund, warum Propylenglykol als Träger und Feuchthaltemittel in wässrigen Systemen funktioniert. Der Flammpunkt von 99 °C (210 °F) liegt oberhalb der Schwelle für entzündbare Flüssigkeiten, sodass das Material als brennbare statt als entzündbare Flüssigkeit versandt und gelagert wird, was die Lagerung und Frachtklassifizierung vereinfacht. Die Dichte von 1,04 bei 20 °C ist der Wert, den Bestell- und Lagerteams verwenden, um ein Angebot pro Kilogramm gegen ein Angebot pro Gallone abzugleichen und das Füllgewicht eines Fasses oder IBC festzulegen.

Die Formulierungsfunktionen von Propylenglykol

Propylenglykol ist selten aus nur einem Grund in einer Formulierung. Nachstehend ist jede Funktion als Funktion plus der dahinterstehenden physikalischen Eigenschaft beschrieben.

Feuchthaltefunktion (wasserbindend). Propylenglykol ist hygroskopisch: Es bildet Wasserstoffbrücken zu Wasser und hält es in der umgebenden Matrix. In einer Formulierung steuert diese physikalische Eigenschaft das Wassergleichgewicht des Systems und hilft einer Emulsion, einem Gel, einer Paste oder einer Lebensmittelmatrix, Wasser zu halten und Textur über die Haltbarkeit zu bewahren. Die Funktion ist wasserbindend; Einsatzmengen werden am Labortisch gegen die Matrix festgelegt, nicht standardmäßig.

Lösungs- und Co-Lösungsmittel. Propylenglykol löst Materialien, die Wasser allein nicht trägt, darunter viele Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Aroma- und Duftverbindungen sowie botanische oder aktive Extrakte. Seine niedrige Molmasse und die polare Diolstruktur ordnen sein Lösevermögen zwischen Wasser und den schwereren Glykolen und Alkoholen ein. Formulierer verwenden es als Co-Lösungsmittel, das einen schwer wasserlöslichen Wirkstoff in Lösung bringt und in der Wasserphase hält. Eine gängige Kombination ist mit Glycerin, was die Feuchthalte- und Lösemittellast aufteilt, sodass keine Komponente auf einem hohen Einzelniveau läuft. Die Wahl des Emulgatorsystems, das neben diesen Feuchthaltemitteln steht, ist eine gesonderte Entscheidung; siehe unseren Leitfaden zur Verwendung des HLB-Systems zur Auswahl eines Emulgators.

Träger für Wirkstoffe und Duftstoffe. Die Trägerrolle ergibt sich aus dem Lösevermögen. Sobald ein Wirkstoff oder ein Duftstoff in Propylenglycol gelöst ist, verteilt das Glycol ihn gleichmäßig in der Charge und trägt ihn in die fertige Matrix. Deshalb dient es als Transportvehikel für Aromasysteme in Lebensmitteln und für Wirkstoffe in topischen und oralen pharmazeutischen Formulierungen. Propylenglycol transportiert Wirkstoffe und verleiht Gleitfähigkeit, ist aber kein Emollient; für die Entscheidung über Sensorik und Gleitfähigkeit der Ölphase siehe unseren Leitfaden zur Auswahl kosmetischer Emollient-Ester.

Gefrierpunkt- und Viskositätskontrolle. Propylenglycol senkt den Gefrierpunkt wässriger Systeme; sein eigener Gefrierpunkt liegt bei etwa -60 C (-76 F) (PubChem CID 1030). Diese Gefrierpunktserniedrigung ist die Grundlage für Frostschutz-, Enteisungs- und Wärmeübertragungsflüssigkeiten und schützt zudem Formulierungen auf Wasserbasis durch Gefrier-Tau-Zyklen bei Transport und Lagerung. Als viskose Flüssigkeit verleiht es außerdem Körper und verlangsamt den Wasserverlust, was dem Formulierer neben der Feuchthalterolle einen Hebel zur Viskositätskontrolle gibt.

Unterstützung von Wasseraktivität und Konservierung. Bei höherer Dosierung senkt Propylenglycol die Wasseraktivität (aw) einer Formulierung, eine physikalische Funktion, die das System weniger anfällig für mikrobielles Wachstum macht und ein Konservierungspaket unterstützt. Es hat eine dokumentierte antimikrobielle Wirkung in hohen Konzentrationen, weshalb es in einigen Systemen als Konservierungshilfe auftritt. Bei den zur Feuchthaltung oder Lösung verwendeten Konzentrationen von wenigen Prozent macht es ein Produkt nicht selbstkonservierend. Dimensionieren Sie ein validiertes Konservierungssystem auf die gesamte Formulierung, bestätigen Sie es durch Belastungstests und betrachten Sie jeden Beitrag zur Wasseraktivität als Unterstützung und nicht als Ersatz.

Wo Propylenglycol verwendet wird, nach Funktion

Dieselben fünf Funktionen erklären, warum eine CAS-Nummer in Branchen auftaucht, die sonst nichts gemeinsam haben. In der industriellen Fertigung ist es ein Gefrierpunktserniedriger in Arbeitsflüssigkeiten und ein Diol-Baustein in Harzen; in der Körperpflege und bei Lebensmitteln ist es ein Feuchthaltemittel, Lösemittel und Träger.

Welche Qualität von Propylenglycol benötigen Sie?

Eine Suche nach Propylenglycol dem Namen nach liefert ein Molekül und ein Dutzend inkompatibler Produkte. Dieselbe Anlage, die Propylenglycol in USP-Qualität herstellt, produziert auch technische Qualität für Frostschutz, Enteisungsflüssigkeit und Harzsysteme. Der technische Strom kann mehr Wasser und Rückstände enthalten, dazu einen höheren Anteil an Dipropylenglycole, einem Koprodukt mit eigener Identität (CAS 25265-71-8). Eine Wareneingangsprüfung, die bei der CAS-Nummer aufhört, kann davon nichts erkennen; eine Prüfung gegen eine pharmakopöische oder Lebensmittel-Monographie schon.

Die praktische Regel ist kurz. Für ein Produkt, das mit der Haut in Kontakt kommt oder eingenommen wird, spezifizieren Sie USP, EP-NF oder FCC und überprüfen Sie es anhand der Monographie auf dem CoA. Der Preisunterschied zwischen technischer und USP-Qualität ist real, aber klein im Vergleich zu den Kosten einer abgelehnten Produktionscharge oder einer nicht spezifikationskonformen Charge, die einen Mischtank erreicht. Eine weitere Unterscheidung gehört in die Spezifikation: „Cosmetic Grade“ ist kein pharmakopöischer Begriff. Wenn ein Lieferant „Isocetan-Propylenglycol“ anbietet, fragen Sie, welche Monographie es erfüllt; eine präzise Antwort verweist auf USP-, EP- oder FCC-Grenzwerte, und eine vage Antwort ist ein Grund, weiter zu fragen. Regionale Monographien (USP, EP, JP) sind eng harmonisiert, aber nicht identisch, daher sollte eine Marke, die in die EU verkauft, ausdrücklich die EP-Konformität bestätigen.

Was auf dem Analysenzertifikat zu prüfen ist

Zwei CoA-Zeilen trennen eine pharmakopöische oder Lebensmittelcharge von einer industriellen: Dipropylenglycole und Wasser. Pharmakopöische und Lebensmittelqualitäten begrenzen Dipropylenglycole streng; technische Qualitäten müssen das nicht, daher ist ein hoher Wert das klarste Zeichen, dass eine Charge für einen Funktionsflüssigkeitsmarkt hergestellt wurde. Der Wassergehalt ist aus einem zweiten Grund wichtig. Propylenglycol ist hygroskopisch und zieht Feuchtigkeit aus der Luft, sodass ein Fass, das auf einem feuchten Boden wiederholt geöffnet wird, mit der Zeit Wasser aufnimmt, was den Gehalt senkt und die Feuchthalte- und Lösungsmittelleistung verschiebt, um die Sie formuliert haben.

Die namentliche Angabe der Monographie legt die Grenzwerte für Dipropylenglycole, Wasser und Rückstände im Vertrag fest, sodass ein Käufer die Verunreinigungstoleranzen nicht Charge für Charge aushandeln muss. Lagerdisziplin schützt den Gehalt, für den Sie bezahlt haben: Halten Sie Fässer und Container zwischen den Verwendungen versiegelt, lagern Sie sie fern von starken Oxidationsmitteln und anhaltender Hitze in der Nähe des Flammpunkts von 99 °C (210 °F), und führen Sie eine First-in-First-out-Rotation mit einer periodischen Gehaltsüberprüfung bei lange gelagertem Bestand durch.

Regulatorischer Status und Dokumentation

Für Beschaffungsunterlagen sind die überprüfbaren regulatorischen Fakten wichtiger als jede allgemeine Charakterisierung. Die FDA bestätigt Propylenglycol als GRAS (allgemein als sicher anerkannt) zur Verwendung als vielseitiger direkter Lebensmittelstoff unter 21 CFR 184.1666, und es erscheint auf der Statusliste für Lebensmittelzusatzstoffeder Behörde. Es ist in der EU unter der EG-Nummer 200-338-0 REACH-registriert und steht nicht auf der SVHC-Kandidatenliste. In der Körperpflege lautet der INCI-Name PROPYLENE GLYCOL. Propylenglycol erscheint auch auf Standard-Kontaktallergen-Patch-Testpanels (die American Contact Dermatitis Society ernannte es zum Allergen des Jahres 2018), was eine Kennzeichnungs- und Anwendungskonzentrationsüberlegung ist, die am Formulierungstisch für Leave-on-Körperpflege zu berücksichtigen ist. Vollständige Angaben zu physikalischer Gefahr und Toxikologie finden Sie im PubChem-Eintrag für CID 1030; bestätigen Sie die Klassifizierung und Eignung für Ihre Anwendung und Ihren Rechtsraum und prüfen Sie das aktuelle SDS vor der Handhabung.

Bezug von Propylenglycol in großen Mengen

Eine saubere Bestellung für Propylenglycol nennt die Qualität, den Standard und die Dokumente, die Sie mit der Charge erwarten. Verwenden Sie die untenstehende Checkliste als Spezifikationssprache.

• Geben Sie die Qualität ausdrücklich an: USP, EP-NF, FCC oder industriell / technisch. Lassen Sie „Isocetan“ nicht allein stehen.
• Verlangen Sie ein CoA pro Charge, das den Gehalt sowie die von der Monographie festgelegten Grenzwerte für Dipropylenglycole, Wasser und Glührückstand angibt.
• Verlangen Sie ein aktuelles SDS und ein technisches Datenblatt (TDS), das der Qualität auf dem CoA entspricht.
• Bestätigen Sie CAS 57-55-6 auf jedem Dokument, dann bestätigen Sie die Qualität separat; behandeln Sie sie als zwei Prüfungen, nicht als eine.
• Legen Sie einen Wareneingangsprüfungs-Auslöser fest: mindestens Identität und Gehalt bei der ersten Charge eines jeden neuen Herstellers.
• Bestätigen Sie eine Frachtabwicklung, die mit dem Flammpunkt von 99 °C (210 °F) konsistent ist (brennbar, nicht leicht entzündlich), und die Verpackungsintegrität bei Empfang.

RawSource bietet Propylenglycol in USP-NF-, EP-, FCC- und industriellen / technischen Qualitäten aus inländischem US-Lagerbestand an, in Fässern, Containern und lose, mit einem CoA für jede Charge, das Sie Zeile für Zeile anhand der Monographie prüfen können. Sagen Sie uns, welche Funktion die Qualität erfüllen muss, die Branche und jede Monographie- oder INCI-Anforderung sowie das Volumen und die Häufigkeit, die Sie benötigen, und fordern Sie dann ein Angebot oder ein Muster an, um die Charge auf Ihrem eigenen System zu qualifizieren.

Häufig gestellte Fragen

Welche Funktionen erfüllt Propylenglycol in einer Formulierung?

Propylenglycol wirkt als Feuchthaltemittel (eine hygroskopische wasserbindende Funktion), als Lösungsmittel und Co-Lösungsmittel für Materialien, die Wasser nicht auflöst, als Träger für Wirkstoffe und Duftstoffe, als Gefrierpunktsenker und Viskositätsmodifikator sowie als Wasseraktivitätsreduzierer, der ein Konservierungssystem unterstützt. Die meisten Formeln nutzen mehr als eine dieser Funktionen gleichzeitig unter einer einzigen CAS-Nummer, 57-55-6.

Was ist der Unterschied zwischen Propylenglycol in USP- und Industriequalität?

Beide sind (RS)-1,2-Propandiol, CAS 57-55-6, PubChem CID 1030. Sie unterscheiden sich in der Verunreinigungslast (Dipropylenglycole, Wasser, Rückstand) und in der Qualifizierung. USP-, EP- oder FCC-Qualität wird gegen eine pharmakopöische oder Lebensmittelmonographie für topische, orale oder Lebensmittelanwendung dokumentiert; eine industrielle oder technische Charge mit demselben CAS ist für Frostschutzmittel-, Harz- und Funktionsfluidanwendungen ausgelegt und ist für diese Anwendungen nicht qualifiziert.

Welche Propylenglykol-Qualität sollte ich für Körperpflege, Lebensmittel oder Pharma spezifizieren?

Für Körperpflege- und Pharmaprodukte spezifizieren Sie USP oder EP-NF und bestätigen dies gegen die Monographie auf dem CoA. Für Lebensmittel- und Aromasysteme spezifizieren Sie FCC-Qualität (die FDA bestätigt Propylenglykol als GRAS als direkten Lebensmittelzusatz gemäß 21 CFR 184.1666). Für Frostschutz-, Enteisungs-, Harz- oder Wärmeträgeranwendungen ist die industrielle / technische Qualität die kostengerechte Wahl. Akzeptieren Sie keine technische Charge für eine topische, orale oder Lebensmittelanwendung, selbst wenn der CAS 57-55-6 lautet.

Wirkt Propylenglykol als Konservierungsmittel?

Nicht für sich allein bei Anwendungsmengen als Feuchthaltemittel oder Lösungsmittel. Propylenglykol senkt die Wasseraktivität und hat bei hohen Konzentrationen eine dokumentierte antimikrobielle Wirkung, sodass es ein Konservierungssystem unterstützen kann, aber die Anteile von wenigen Prozent, die zur Feuchthaltung oder Lösung verwendet werden, machen ein Produkt nicht selbstkonservierend. Behalten Sie ein validiertes Konservierungspaket bei, das auf die vollständige Rezeptur abgestimmt ist, und bestätigen Sie es mit einem Belastungstest.

Was ist der Unterschied zwischen Propylenglykol und Dipropylenglycole?

Es handelt sich um unterschiedliche Substanzen. Propylenglykol ist CAS 57-55-6; Dipropylenglycole ist CAS 25265-71-8, ein Koprodukt, das als Verunreinigung in niedrigeren Qualitäten auftreten kann. Pharmakopöische und Lebensmittelqualitäten begrenzen den Gehalt an Dipropylenglycole, was ein Grund dafür ist, warum die Qualitätsqualifizierung für Körperpflege-, Lebensmittel- und Pharmachargen wichtig ist.

Kann ich Propylenglykol in großen Mengen beziehen?

Ja. Propylenglykol wird in Fässern, Containern und in großen Mengen über USP-NF-, EP-, FCC- und industrielle / technische Qualitäten geliefert. Spezifizieren Sie die Qualität und Monographie, verlangen Sie ein CoA pro Charge und bestätigen Sie inländischen Lagerbestand und Lieferzeit im RFQ. RawSource bietet Angebote aus inländischem US-Lagerbestand mit Dokumentation für jede Charge.

Redaktionelle Anmerkung. Dieser Artikel ist eine allgemeine technische Anleitung für Fachleute aus Rezepturentwicklung und Beschaffung in der Körperpflege-, Lebensmittel-, Pharma- und Industrieherstellung. Er beschreibt die Rezepturfunktionen und physikalischen Eigenschaften von Propylenglykol und ist keine medizinische, gesundheitsbezogene, kosmetische oder sicherheitsbezogene Aussage und keine Beratung zur Produktwirksamkeit oder zu Hautergebnissen. Die Eignung der Qualität, Anwendungsmengen, Konservierung und Leistung hängen von Ihrer spezifischen Rezeptur ab und müssen an Ihrem eigenen System validiert werden; das Analysenzertifikat regelt die von Ihnen gekaufte Qualität. Der regulatorische Status (USP/EP/FCC, FDA GRAS, REACH) muss für Ihre Anwendung und Ihren Rechtsraum bestätigt werden, und das aktuelle Sicherheitsdatenblatt (SDS) muss vor der Handhabung geprüft werden. Die Produkte werden ausschließlich für den industriellen und professionellen Gebrauch verkauft. RawSource übernimmt keine ausdrückliche oder stillschweigende Gewährleistung und übernimmt keine Haftung für die Verwendung dieser Informationen.