四氟乙烯
編輯名稱
特性
化學式C2F4摩爾質量100.02 g/mol外觀無色氣體氣味無味密度1.519 g/cm3 at ?76 °C熔點?142.5 °C (?224.5 °F; 130.7 K)沸點?76.3 °C (?105.3 °F; 196.8 K)
危害
NFPA 704(火金剛石)343OX 除非另有說明,數據是針對處于標準狀態(25°C [77°F],100 kPa)的材料提供的。N 驗證(什么是 YN?)信息框參考
四氯乙烯 (TFE) 是一種碳氟化合物,化學式為 C2F4。 它是最簡單的全氟烯烴。 這種氣態物質主要用于含氟聚合物的工業制備。
屬性
編輯四氫乙垢是一種無色無味的氣體。 與所有不飽和碳氟化合物一樣,它容易受到親核攻擊。 不穩定分解為碳和四氟化碳(CF4),與空氣接觸易形成爆炸性過氧化物。
工業用途
編輯四氟乙烯聚合產生聚四氟乙烯 (PTFE) 聚合物,例如特氟隆和氟隆。 聚四氟乙烯是兩種完全由氟和碳組成的氟碳樹脂之一。 另一種完全由碳和氟組成的樹脂是 TFE 與通常為 6-9% 的六氟丙烯 (HFP) 的共聚物,稱為 FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)。 TFE 還用于制備許多還包含氫和/或氧的共聚物,包括氟塑料和氟彈性體。 典型的基于 TFE 的氟塑料包括 ETFE(與乙烯的 1:1 交替共聚物)和 PFA(一種類似于 FEP 的無規共聚物,但含有少量全氟烷基乙烯基醚 (PAVE) 而不是 HFP)。 杜邦主要使用全氟(甲基乙烯基醚),而大金主要使用全氟(丙基乙烯基醚)制造 PFA。 還有許多其他含四氟乙烯的含氟聚合物,但通常不超過 50%(重量)。
制造
編輯TFE 由氯仿制成。 通過與氟化氫反應生成氯二氟甲烷 (R-22),氯仿被氟化。 一氯二氟甲烷(在 550–750 °C)的熱解產生 TFE,二氟卡賓作為中間體。
CHCl3 + 2 HF → CHClF2 + 2 HCl2 CHClF2 → C2F4 + 2 HCl
或者,它可以通過氟仿的熱解來制備:
2 CHF3 → C2F4 + 2 氫氟酸
實驗室方法
生成 TFE 的一種方便、安全的方法是熱解五氟丙酸的鈉鹽:
C2F5CO2Na → C2F4 + CO2 + NaF
解聚反應——PTFE 在 650–700°C(1,200–1,290°F)在石英容器中的真空熱解——是 TFE 的傳統實驗室合成。 然而,該過程具有挑戰性,因為必須注意壓力以及避免全氟異丁烯。 PTFE 聚合物開裂,并且在低于 5 Torr (670 Pa) 的壓力下僅獲得 C2F4。 在更高的壓力下,產物混合物包含六氟丙烯和八氟環丁烷。
安全
編輯與 TFE 相關的主要危險是爆炸,尤其是在存在氧氣的情況下。 TFE 在低溫下與氧氣反應形成爆炸性氧化物,其爆炸通常足以引發 TFE 爆炸性分解為 C 和 CF4。 如果 TFE 在高壓下處理(通常在工業環境中),絕熱壓縮也可能引起爆炸。 如果允許加壓的 TFE 在較低壓力下進入容器或管道系統,則容器中的大氣將被 TFE 壓縮,導致其升溫,可能達到可能引爆 TFE 的程度。 眾所周知,這會引起爆炸。 在工業中,管道在引入 TFE 之前用加壓氮氣沖洗,以排除氧氣并防止絕熱壓縮。
TFE 是一種烷化劑,盡管是一種弱烷化劑,因此預計會致癌。 LD50(大鼠,吸入)= 40000 ppm。
健康影響
編輯國際癌癥研究機構根據動物研究將 TFE 歸類為可能對人類致癌。
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