Il glicole polietilenico (PEG) o polietilenglicole è un polimero termoplastico le cui proprietà variano in funzione del suo peso molecolare. Infatti si presenta liquido a temperatura ambiente se il peso molecolare è inferiore a 600 Dalton, oltre i 600 e fino a 1000 si presenta semisolido e con pesi molecolari crescenti il polimero si presenta sotto forma di solido ceroso.
Con l’aumento del peso molecolare si ha una maggiore viscosità, un aumento del punto di fusione e una minore igroscopicità.
Inoltre all’aumentare del peso molecolare, diminuisce la solubilità in acqua e nei solventi organici come benzene, tetracloruro di carbonio e cloroformio, la tensione di vapore e l’igroscopicità.
Fu ottenuto per la prima volta nel 1859 dal chimico portoghese A V Lourenço, e, indipendentemente, dal chimico francese Charles Adolphe Wurtz nello stesso periodo. È un polietere ottenuto da ossido di etilene e glicole etilenico.
Solo nel 1940 la Dow Chemical Company commercializzò una cera idrosolubile con in nome commerciale di Carbovax usata come solvente per coloranti, resine naturali e proteine e come plastificante per caseina, gelatina, colla e inchiostri oltre che per sostituire l’acqua nel legno impregnato d’acqua, fornendo supporto strutturale e diminuendone l’umidità.
Classificazione del glicole polietilenico
Può essere classificato sulla base della sua struttura e composizione. Vi sono infatti PEG lineari, ramificati e mobifunzionali che hanno lo stesso gruppo funzionale, tipicamente un gruppo amminico o un gruppo tiolico a entrambe le estremità della catena PEG.
Possono presentarsi PEG eterobifunzionali che hanno diversi gruppi funzionali a ciascuna estremità della catena e PEG che hanno, all’interno della catena, gruppi a base di disolfuro che possono essere scissi in presenza di agenti riducenti o gruppi sensibili al pH che si degradano in condizioni acide.
Un’altra classificazione del glicole polietilenico è basata sul peso molecolare in cui si fa seguire al nome PEG un numero che indica il peso molecolare medio della molecola:
- a basso peso molecolare:
PEG 200 utilizzato come agente antischiuma, lubrificante e modificatore di viscosità, come rivestimento per la frutta fresca, come solvente nei fluidi per la lavorazione dei metalli, come legante e modificatore nelle vernici al lattice e come umettante negli inchiostri e negli abrasivi.
PEG 400 utilizzato nelle formulazioni farmaceutiche per aumentare la solubilità e la biodisponibilità di farmaci debolmente solubili in acqua. È usato nelle soluzioni oftalmiche per alleviare il bruciore, l’irritazione e il fastidio che consegue alla secchezza oculare
- a peso molecolare medio:
PEG 600 largamente usato in ambito cosmetico come fissativo per i profumi, stabilizzante dell’umidità nelle creme agente detergente nelle lozioni, lubrificante non untuoso e stabilizzatore di profumo nei dopobarba
PEG 1000 utilizzato in prodotti farmaceutici e cosmetici. Negli oli da bagno e nei bagni schiuma è usato per coadiuvare l’azione solubilizzante delle sostanze attive degli oli profumati. Nei dentifrici in cui può sostituire glicerolo e sorbitolo è usato per migliorare la consistenza e la stabilità alla conservazione
- ad alto peso molecolare (2000 e oltre)
PEG 2000 usato come additivo organico nella sintesi di nanoparticelle metalliche per controllare la dimensione e la morfologia della nanostruttura
Il glicole polietilenico ad alto peso molecolare è utilizzato nei farmaci a rilascio lento, che consentono un rilascio graduale ed esteso del farmaco, riducendo la frequenza di somministrazione. È utilizzato come rivestimento o matrice per materiali biomedici, con eccellenti proprietà di biocompatibilità favorendo la rigenerazione e la riparazione dei tessuti.
Un altro tipo di classificazione si basa sui gruppi funzionali legati alla catena polimerica. Su questa base si classificano come PEG con terminazione:
- amminica in cui un gruppo amminico è presente a una o entrambe le estremità della catena. Tali polimeri sono usati per reazioni con gruppi carbossilici, consentendo la formazione di legami ammidici
- carbossilica in cui un gruppo carbossilico è presente a una o entrambe le estremità della catena. Tali polimeri sono usati per reazioni con gruppi amminici con formazione di un legame peptidico
- tiolica in cui un gruppo tiolico è presente a una o entrambe le estremità della catena e possono essere utilizzati per reazioni di scambio tiolo-disolfuro.
Applicazioni del glicole polietilenico
Negli ultimi anni il glicole polietilenico è stato attenzionato come catalizzatore polimerico stabile, riciclabile e biodegradabile in quanto può essere riutilizzato più volte senza una perdita significativa della sua attività catalitica.
Oltre che come catalizzatore verde può essere utilizzato come solvente e, poiché presenta caratteristiche come sicurezza, assenza di tossicità, economicità, sostenibilità, ed è riciclabile può essere utilizzato nella sintesi verde. Infatti la tendenza emergente degli attuali protocolli sintetici prevede l’assenza di solventi o l’uso di solventi verdi.
Inoltre, è stato utilizzato come emulsionante nella produzione di cosmetici e prodotti farmaceutici, applicazioni industriali, produzione di biodiesel e shampoo.