环氧乙烷基本知识

环氧乙烷基本知识
1、 什么是环氧乙烷？
环氧乙烷(Epoxy ethane)又称氧化乙烯(Ethylene oxide), 是一种最简单的环醚，分子式C 2H 4O,结构式
2,分子量44.032。

是一
种重要的石油化工产品，又是一种广谱、高效、穿透力强，对消毒物品损害轻微的消毒、灭菌剂。

2、 环氧乙烷的理化性质：
环氧乙烷的冰点为-111.3℃,沸点为10.8℃。

在常温常压下环氧乙烷是无色气体，比空气重，其密度1.52,具有芳香的醚味,空气中人鼻能闻出环氧乙烷气味的浓度阈值为700PPm 。

常压下，低于10.8℃时,环氧乙烷为无色易流动的液体,可以任何比例与水混合,并能溶于常用的有机溶剂和油脂,其气体可被某些固体(橡胶、塑料)吸收,环氧乙烷本身也是一种良好的有机溶剂,能将某些塑料溶解。

环氧乙烷的化学性质活泼，可与多种化学品（水、醇、酚···）起反应。

环氧乙烷的蒸气压较大，见表1。

所以对消毒物品的穿透力强，5分钟能穿透0.1mm 厚的聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。

环氧乙烷有毒，且易燃易爆。

3、 环氧乙烷的灭菌机理：
其液体和气体均有较强的杀微生物作用，可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、病毒和真菌孢子， 是一种广谱性灭菌消毒剂。

气体的杀微生物作用更强。

其作用原理是环氧乙烷能与微生物
的蛋白质、DNA和RNA发生非特异性烷基化作用，使蛋白质上的羧基、氨基、硫氨基和羟基被烷基化，使蛋白质失去了在基本代谢中需要的反应基，阻碍了细菌蛋白质正常的化学反应和新陈代谢，从而导致微生物的死亡。

环氧乙烷对多数消毒物品无损害，但可以破坏食物的某些成分，也不可用作血液灭菌。

环氧乙烷对人及动物也是有毒性的，工作环境环氧乙烷的允许浓度应低于1mg/kg。

4、影响环氧乙烷消毒作用的主要原因：
影响环氧乙烷消毒作用的因素很多，但主要是环氧乙烷浓度、时间、温度和相对湿度。

(1).浓度的影响:
在一定浓度的范围内,增加环氧乙烷浓度,可提高消毒作用,缩短消毒时间,但浓度增加到一定程度时,这种作用就会明显降低。

有人用抗环氧乙烷最强的枯草杆菌黑色变种芽胞，用不同浓度的环氧乙烷气体进行试验，试验温度为54.6℃。

试验发现，在400mg/L的浓度以下，浓度影响明显，400mg/L浓度以上，浓度的效果下降。

所以，灭菌的环氧乙烷浓度不能低于400mg/L。

常用的环氧乙烷浓度是400mg/L--800mg/L。

(2).相对湿度的影响：
环氧乙烷需要溶解于水才能向微生物穿透，而它与微生物蛋白质的烷基化反应更是需要适当的水作为介质。

因此，当水份低于临界水平（一般认为是相对湿度30%）时，环氧乙烷难以发挥灭菌作用。

但是，如果水份太多，势必造成环氧乙烷被稀释和水解，从而减慢其灭菌过程。

环氧乙烷的消毒作用与消毒物品的相对湿度是密切相关的。

实验表明，用小容器对小物品进行消毒时，以30—50%的相对湿度为宜；对大件物品，则
以60—80%的相对湿度为宜。

(3).温度的影响：
在一定的范围内，随着温度的升高，环氧乙烷的杀菌作用加强。

但是，当温度高到一定程度，环氧乙烷的杀菌作用发挥到最大，升高温度，杀菌作用也不会增强。

实验表明，在相对湿度≥30%的条件下，40℃以下升高温度，环氧乙烷杀菌作用加强明显，40℃-54℃之间，升高温度，影响变小。

54℃以上升高温度，基本上不增强环氧乙烷的杀菌作用。

所以，用环氧乙烷灭菌温度不应低于40℃。

(4).时间的影响：
时间的影响总是伴随着一定的浓度、温度和湿度而言的。

在一定的条件下，时间越长，环氧乙烷的灭菌效果越好。

影响环氧乙烷消毒作用的还有消毒物品材料、表面性质、包装和灭菌室内消毒物品的堆垛方式等，这些在生产实践中都必须加以考虑。

5、环氧乙烷的用途：
环氧乙烷是用途广泛的合成中间体。

主要用于生产乙二醇，还可生产乙醇胺类、醚类、非离子表面活性剂、防冻剂、增塑剂、添加剂、香料、高能燃料、推进剂等。

作为消毒剂在食品工业、皮革化工和制药工业上有应用。

七十年代以来，一次性医疗器械的快速发展，环氧乙烷广谱、高效、低温消毒的特点正好适应这一潮流。

现在一次性医疗器械大都采用环氧乙烷灭菌。

6、使用环氧乙烷的安全知识：
(1).环氧乙烷的毒性：
环氧乙烷是一种毒性物质，液体对眼睛会产生严重损伤，高
浓度环氧乙烷蒸气会刺激鼻、咽喉和眼粘膜；严重者会使人感到头晕目眩、虚脱和胸部疼痛。

一般认为，人可以较长时间地工作在含环氧乙烷50PPm的环境中。

因此，环氧乙烷应贮存在通风透气，阳光不直接照射的地方。

灭菌车间和灭菌后的待检区也应有良好的通风。

(2).环氧乙烷的易燃易爆性：
环氧乙烷液体的安全操作压力与温度的关系:
环氧乙烷液体一般用碳钢瓶和不锈钢瓶贮藏。

只要控制温度在50℃以下，无引爆物引爆,液体环氧乙烷是安全，不会燃烧或爆炸的。

液体或气体都容易分解和燃烧，若遇到明火可发生爆炸，同时释放大量热能相当危险。

若它在有限制容器内同样会发生爆炸，环氧乙烷-空气混合气体的可燃可爆浓度范围是3%-80%。

所以应严格控制环氧乙烷在空气中的含量和环氧乙烷使用区域内的引爆物。

（3）工业上的环氧乙烷
环氧乙烷可与多种气体的混合气体形成安全消毒气体，例如环氧乙烷/二氧化碳：10:90，环氧乙烷/氟里昂：12:88。

但基本的混合气体是由惰性气体二氧化碳和环氧乙烷等组成，有效阻燃。

混合气体在临界温度（即40.6°C和33.4°C）。

440毫克/升环氧乙烷的Q10值为3.2，因二氧化碳本身就是灭火材料，在催化剂的作用下混合气体就不易产生燃烧和爆炸，然而这种环氧乙烷同样具有良好的杀菌作用，而被灭菌的产品大大降低毒性。

其机理：该产品主要由环氧乙烷为主与二氧化碳和灭菌催
化剂按特定的比例制成。

该产品对各种类型的微生物都有很强的杀菌作用。

环氧乙烷一类烷化剂能与细菌蛋白质上的羧基（-COOH），氨基（-MH2），巯基（-SH）和羟基（-OH）起反应。

其中最多见的是脂化大部分蛋白质上的羟基（-OH）。

混合气体灭菌机制就是环氧烷能与蛋白质上的羟基、氨基和巯基产生烷基化反应，代替上述各基上不稳定的氢原子，而构成一个带有羟乙基根（-CH2CH2OH）的化合物，由于这个化合物的性质仍很活泼，与环氧乙烷相似，同样具有烷基化作用的能力，但它能阻止微生物许多反应基的正常功能，而使微生物死亡，其反应如下：
由于细菌繁殖体表面上都有巯基存在，因此使用其它化学消毒剂都不容易杀菌芽胞，芽胞形成时，能将巯基保护起来，因为一般化学消毒剂只能与巯基结合，不能与细胞上其它活性基结合，所以不易杀死芽胞。

虽芽胞表面上的巯基已保护起来，但环氧乙烷和其它烷基化消毒剂不同，它还能与羧基、氨基或羟基结合，用样使芽胞细胞新陈代谢发生障碍，而使芽胞死亡。

由于上述烷基化消毒剂的特点，因此具有广谱杀菌能力二氧化碳属惰性气体，加之催化剂与环氧乙烷混合，不仅
使用安全，还大大降低其毒性。

在加入催化剂的混合灭菌剂中，增大了蒸气压力，使环氧乙烷穿透增强，提高灭菌效果。

另外，二氧化碳本身是一种无毒的灭菌剂，当二氧化碳在环氧乙烷环境中大量存在时，使其在短时间内大量吸收毒气，所以解释过程较快。

由于环氧乙烷混合灭菌剂具有广谱性，杀菌能力强，穿透性好，不损坏被消毒物品等特点。

加之加入二氧化碳惰性气体和催化剂后又具有安全、不易燃烧或爆炸毒性小等优点。

受到广大用户普遍欢迎。

其应用范围越来越广，如：药物胶囊、医用明胶和医用品、粮食、被褥、手术器具、注射器、输液器、文物、字画、皮革、无纺品、电子仪器等。

7、参考标准：GB13098-1991《工业环氧乙烷》
8、参考资料
第一部分：化学品名称
化学品中文名称：环氧乙烷
化学品英文名称：epoxyethane
中文名称2：氧化乙烯
英文名称2：ethylene oxide
技术说明书编码：47
CAS No.：75-21-8
分子式：C2H4O
分子量：44.032
第二部分：成分/组成信息
有害物成分含量CAS No.
环氧乙烷 75-21-8
第三部分：危险性概述
危险性类别：
侵入途径：
健康危害：是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。

急性中毒：患者有剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难；重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清，以致昏迷。

还可见心肌损害和肝功能异常。

抢救恢复后可有短暂精神失常，迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。

皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起泡，反复接触可致敏。

液体溅入眼内，可致角膜灼伤。

慢性影响：长期少量接触，可见有神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。

环境危害：对环境有危害。

燃爆危险：本品易燃，有毒，为致癌物，具刺激性，具致敏性。

第四部分：急救措施
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。

就医。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。

就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸。

呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。

食入：
第五部分：消防措施－
危险特性：其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物。

遇
热源和明火有燃烧爆炸的危险。

若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。

接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。

其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：切断气源。

若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。

喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。

第六部分：泄漏应急处理－
应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150m，严格限制出入。

切断火源。

建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。

尽可能切断泄漏源。

用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。

合理通风，加速扩散。

喷雾状水稀释、溶解。

构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。

如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。

漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

第七部分：操作处置与储存
操作注意事项：密闭操作，局部排风。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿防静电工作服，戴橡胶手套。

远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。

使用防爆型的通风系统和设备。

防止气体泄漏到工作场所空气中。

避免与酸类、碱类、醇类接触。

在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。

禁止撞击和
震荡。

配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

避免光照。

库温不宜超过30℃。

应与酸类、碱类、醇类、食用化学品分开存放，切忌混储。

采用防爆型照明、通风设施。

禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

储区应备有泄漏应急处理设备。

应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

第八部分：接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/m3)： 5
前苏联MAC(mg/m3)：
TLVTN：ACGIH 1ppm,1.8mg/m3
TLVWN：未制定标准
监测方法：气相色谱法；变色酸分光光度法；直接进样－气相色谱法
工程控制：密闭操作，局部排风。

提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护：空气中浓度超标时，建议佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩）。

紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。

眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴橡胶手套。

其他防护：工作现场严禁吸烟。

工作完毕，淋浴更衣。

注意个人清洁卫生。

第九部分：理化特性
主要成分：纯品
外观与性状：无色气体。

pH：
熔点(℃)：-112.2
沸点(℃)：10.4
相对密度(水=1)：0.87
相对蒸气密度(空气=1)： 1.52
饱和蒸气压(kPa)：145.91(20℃)
燃烧热(kJ/mol)：1262.8
临界温度(℃)：195.8
临界压力(MPa)：7.19
辛醇/水分配系数的对数值：-0.30(计算)
闪点(℃)：<-17.8(O.C)
引燃温度(℃)：429
爆炸上限%(V/V)：100
爆炸下限%(V/V)： 3.0
溶解性：易溶于水、多数有机溶剂。

主要用途：用于制造乙二醇、表面活性剂、洗涤剂、增塑剂以及树脂等。

其它理化性质：
第十部分：稳定性和反应活性
稳定性：
禁配物：酸类、碱、醇类、氨、铜。

避免接触的条件：受热、光照。

聚合危害：
分解产物：
第十一部分：毒理学资料
急性毒性：LD50：无资料
LC50：无资料
亚急性和慢性毒性：
刺激性：家兔经眼：18mg/6小时，中度刺激。

人经皮：1％，7秒，皮肤刺激。

致敏性：
致突变性：
致畸性：
致癌性：
第十二部分：生态学资料
生态毒理毒性：
生物降解性：
非生物降解性：
生物富集或生物积累性：
其它有害作用：该物质对环境有危害，应注意对大气的污染。

第十三部分：废弃处置
废弃物性质：
废弃处置方法：不含过氧化物的废液经浓缩后，控制一定的速度燃烧。

含过氧化物的废液经浓缩后，在安全距离外敞口燃烧。

废弃注意事项：
第十四部分：运输信息
危险货物编号：21039
UN编号：1040
包装标志：
包装类别：O52
包装方法：钢质气瓶；安瓿瓶外普通木箱。

运输注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。

采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。

钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。

运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。

装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。

严禁与酸类、碱类、醇类、食用化学品等混装混运。

夏季应早晚运输，防止日光曝晒。

中途停留时应远离火种、热源。

公路运输时要按规定路线行驶，禁止在居民区和人口稠密区停留。

铁路运输时要禁止溜放。

第十五部分：法规信息
法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体；车间空气中环氧乙烷卫生标准(GB 11721-89)，规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法。