อ่าน 3 นาที
เพอร์ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน
เพอร์ ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน ( PFA ) เป็น ฟ ลู ออโรพอลิเมอร์ พวกมันเป็น โคพอลิเมอร์ ของ เตตระฟ ลู ออโรเอทิ ลี น ( C2F4 ) และ เพอร์ฟ ลู ออ โร อีเทอร์ ( C2F3ORf โดยที่ Rf คือ...
เพอร์ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน
| พีเอฟเอ | |
|---|---|
| ความหนาแน่น[ 1 ] | 2150 กก./ ลบ.ม. |
| โมดูลัสการดัดงอ (E) | 586 ม. ปาสคาล |
| ความแข็งแรงดึง ( t ) | 24 MPa |
| การยืดตัวเมื่อขาด | 300% |
| ความทนทานในการพับ | ไม่มีการหยุดพัก |
| การทดสอบรอยบาก | |
| จุดหลอมเหลว | 315 องศาเซลเซียส |
| อุณหภูมิใช้งานสูงสุด | 260 องศาเซลเซียส |
| การดูดซับน้ำ (ASTM) | น้อยกว่า 0.03% หลังจาก 24 ชั่วโมง |
| ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk) ที่ 1 เมกะเฮิร์ตซ์ | 2.1 |
| ปัจจัยการสูญเสียที่ 1 เมกะเฮิร์ตซ์ | 0.0001 |
| ความต้านทานอาร์ค | < 180 วินาที |
| ค่าความต้านทาน ที่ ความชื้นสัมพัทธ์ 50% | > 10 16 โอห์ม |
เพอร์ ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน( PFA ) เป็นฟลู ออโรพอลิเมอร์ พวกมันเป็นโคพอลิเมอร์ของเตตระฟลู ออโรเอทิ ลีน ( C2F4 ) และเพอร์ฟลูออโร อีเทอร์ ( C2F3ORf โดยที่ Rf คือกลุ่มเพอร์ฟลูออริเนต เช่นไตรฟลูออโรเมทิล (CF3 ) ) คุณสมบัติของพอลิเมอร์เหล่านี้คล้ายกับของ โพลีเต ตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) เมื่อเปรียบเทียบกับ PTFE แล้ว PFA มีคุณสมบัติป้องกันการเกาะติดที่ดีกว่าและทนต่อสารเคมีได้ดีกว่า แต่มีความต้านทานต่อการขีดข่วนน้อยกว่า[ 2 ]
คุณสมบัติ
ต่างจาก PTFE ตรงที่หมู่แทนที่อัลคอกซีช่วยให้พอลิเมอร์สามารถแปรรูปด้วยการหลอมได้[ 3 ]ในระดับโมเลกุล พอลิเมอร์ PFA มีความยาวโซ่ที่สั้นกว่าและมีการพันกันของโซ่สูงกว่าฟลูออโรพอลิเมอร์อื่นๆ นอกจากนี้ยังมีอะตอมออกซิเจนอยู่ที่กิ่งก้าน ส่งผลให้วัสดุมีความโปร่งแสง มากขึ้น มีการไหลที่ดีขึ้น และทนต่อการคืบคลานได้ดีขึ้น พร้อมทั้งมีเสถียรภาพทางความร้อนใกล้เคียงหรือสูงกว่า PTFE [ 4 ]ดังนั้น PFA จึงเป็นที่นิยมเมื่อต้องการใช้งานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยซึ่งเกี่ยวข้องกับความเครียดทางเคมี ความร้อน และทางกล PFA มีความแข็งแรงในการหลอมสูง มีเสถียรภาพที่อุณหภูมิการแปรรูปสูง ทนต่อการแตกร้าวและความเครียดได้ดีเยี่ยม และมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ[ 1 ]คุณสมบัติการแปรรูปที่ได้รับการปรับปรุงในทำนองเดียวกันนี้พบได้ในฟลูออริเนตเต็ดเอทิลีนโพรพิลีน (FEP) ซึ่งเป็นโคพอลิเมอร์ของเตตระฟลูออโรเอทิลีนและเฮกซาฟลูออโรโพรพิลีน [ 5 ] อย่างไรก็ตาม FEP มีความสามารถในการทนต่อการดัดงอซ้ำๆ โดยไม่แตกหักน้อยกว่า PFA ถึงสิบเท่า[ 1 ]

แอปพลิเคชัน
PFA มักใช้เป็นวัสดุสำหรับท่อและข้อต่อสำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน รวมถึงใช้เป็นวัสดุบุผนังภาชนะที่ทนต่อการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมการแปรรูปสารเคมี การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การสร้างเครื่องดักจับก๊าซ เครื่องปฏิกรณ์ ภาชนะกักเก็บ และท่อ[ 6 ]ในโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน จะใช้สำหรับการบุผนังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยการส่งก๊าซดิบผ่านอุปกรณ์ที่บุด้วย PFA กระแสของก๊าซสามารถเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิการควบแน่นโดยไม่ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเสียหาย การใช้งานนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานโดยรวม[ 7 ]
นอกจากนี้ PFA ยังใช้ในการผลิตอุปกรณ์เก็บตัวอย่างในงานเคมีวิเคราะห์ และสำหรับ การศึกษา ทางธรณีเคมีหรือสิ่งแวดล้อมในพื้นที่จริงซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนทางเคมีจากไอออนโลหะในระดับปริมาณน้อยมาก และยังใช้เป็นฉนวนหุ้มในงานเดินสายไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย
การผลิต
PFA ผลิตขึ้นเป็นโคพอลิเมอร์ของเตตระฟลูออโรเอทิลีนและเพอร์ฟลูออโรอีเทอร์ซึ่งโดยทั่วไปคือเพอร์ฟลูออโร(เมทิลไวนิลอีเทอร์)การเตรียมสารตั้งต้นของเพอร์ฟลูออโรอีเทอร์นั้นซับซ้อนกว่าการเตรียมไวนิลอีเทอร์ที่มีฟลูออรีนบางส่วน ซึ่งสามารถผลิตได้จากปฏิกิริยาของเตตระฟลูออโรเอทิลีนกับแอลคอกไซด์ :
- RO − + F 2 C=CF 2 → F 2 C=CFOR + F −
อย่างไรก็ตาม ความไม่เสถียรของ α- ฟลูออโรแอลกอฮอล์ทำให้การเตรียมเพอร์ฟลูออโรอัลคอกไซด์ส่วนใหญ่ทำได้ยาก แทนที่จะเป็นเช่นนั้น การผลิตไวนิลเพอร์ฟลูออโรอีเทอร์สามารถทำได้โดยการไพโรไลซิสของเกลือเพอร์ฟลูออโร(2-อัลคอกซีคาร์บอกซิเลต) [ 8 ] [ 9 ]
ปฏิกิริยา นี้เรียกว่าการดีฮาโลคาร์บอนิเลชัน ดำเนินไปโดยการกำจัดCO2ออกจากคาร์บอกซิเลต ก่อให้เกิด คา ร์บานไอออนตัวกลาง จากนั้นจึงเกิดการกำจัดฟลูออไรด์เพื่อสร้างแอลคีน[ 10 ]ไวนิลอีเทอร์ยังสามารถเตรียมได้โดยตรงจากอะซิลฟลูออไรด์โดยใช้โซเดียมคาร์บอเนต : [ 11 ]
- ROCF(CF 3 )COF + นา2 CO 3 → ROCF=CF 2 + 2 CO 2 + 2 NaF
เครื่องหมายการค้าทั่วไป ได้แก่ Teflon-PFA, Hostaflon-PFA และ Chemfluor [ 12 ] Chemoursอ้างว่าเป็นผู้ผลิต PFA เพียงรายเดียวในสหรัฐอเมริกา ณ โรงงาน Fayetteville Works ในเขตBladen Countyทาง ตอนเหนือ [ 13 ]
ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
โมโนเมอร์ของพอลิเมอร์เพอร์ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคนดังกล่าว เช่นเดียวกับสารเพอร์และพอลิฟลูออโรอัลคิล อื่นๆ แพร่กระจายไปทั่วสิ่งแวดล้อมเนื่องจากการผลิตและการปล่อยสารเคมีของมนุษย์ มีความทนทานมากจนถูกเรียกว่า " สารเคมีตลอดกาล " และก่อให้เกิดความกังวลด้านสุขภาพที่เป็นอันตรายซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้[ 14 ]
ในปี 2023 สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้เสนอ "มาตรฐานระดับชาติฉบับแรกของสหรัฐอเมริกาเพื่อจำกัด (PFAs) ในน้ำดื่ม" แม้ว่าจะมีการระบุสารเคมีดังกล่าวเพียง 6 ชนิดจากทั้งหมดกว่า 12,000 ชนิดก็ตาม[ 15 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เพอร์ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน
เพอร์ ฟลูออโรอัลคอกซีอัลเคน ( PFA ) เป็น ฟ ลู ออโรพอลิเมอร์ พวกมันเป็น โคพอลิเมอร์ ของ เตตระฟ ลู ออโรเอทิ ลี น ( C2F4 ) และ เพอร์ฟ ลู ออ โร อีเทอร์ ( C2F3ORf โดยที่ Rf คือ...
คุณสมบัติ
ต่างจาก PTFE ตรงที่หมู่แทนที่ อัลคอกซี ช่วยให้พอลิเมอร์สามารถแปรรูปด้วยการหลอมได้ [ 3 ] ในระดับโมเลกุล พอลิเมอร์ PFA มีความยาวโซ่ที่สั้นกว่าและมีการพันกันของโซ่สูงกว่าฟลูออโรพอลิเมอร์อื่นๆ นอกจากนี้ยังมีอะตอมออกซิเจนอยู่ที่กิ่งก้าน ส่งผลให้วัสดุมี...
แอปพลิเคชัน
PFA มักใช้เป็นวัสดุสำหรับท่อและข้อต่อสำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน รวมถึงใช้เป็นวัสดุบุผนังภาชนะที่ทนต่อการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมการแปรรูปสารเคมี การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การสร้างเครื่องดักจับก๊าซ เครื่องปฏิกรณ์ ภาชนะกักเก็บ และท่อ [ 6 ]...
การผลิต
PFA ผลิตขึ้นเป็น โคพอลิเมอร์ ของ เตตระฟลูออโรเอทิลีน และ เพอร์ฟลูออโรอีเทอร์ ซึ่งโดยทั่วไปคือ เพอร์ฟลูออโร(เมทิลไวนิลอีเทอร์) การเตรียมสารตั้งต้นของเพอร์ฟลูออโรอีเทอร์นั้นซับซ้อนกว่าการเตรียมไวนิลอีเทอร์ที่มีฟลูออรีนบางส่วน ซึ่งสามารถผลิตได้จากปฏิกิริยาของ...