678-26-2 / 全氟正戊烷的應(yīng)用

背景及概述^[1]

全氟正戊烷(perfluom-n-pentane)分子式為C5F12，分子量288.04，CAS為678-26-2。沸點(diǎn)29.2"12，熔點(diǎn)-120℃。

應(yīng)用^[2]

全氟正戊烷主要用于超聲波診斷中的造影劑。它和C6F14及其它氫氟烴組成的液體還可用于清潔脫脂、氣溶膠成分及調(diào)色粉的調(diào)料等用途。

其應(yīng)用舉例如下：用于制備一種泡沫隔熱材料，步驟為：1)按質(zhì)量份數(shù)比稱取原料；2)在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，將PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣混合；3)加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷卻攪拌，再加入液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化鈦，升溫?cái)嚢瑁?)加入三氧化二銻、抗氧劑1010和ABS，混合后倒入模具中于室溫下發(fā)泡固化并于室溫置放1-5天即得。產(chǎn)品相對(duì)密度0.026-0.03，熱導(dǎo)率0.01-0.03W/(m·K)；孔隙率95-99%，壓縮強(qiáng)度2.8-3.2MPa；彎曲強(qiáng)度0.3-0.7MPa，泡孔直徑0.1-0.3mm；熱變形溫度120-140℃，懸臂梁沖擊強(qiáng)度100-120J/m，氧指數(shù)34%-40%。

制備^[1]

全氟正戊烷制備方法主要有三種：

(1)由二哌啶基甲烷(C5Hl0N)2CH2通過電化學(xué)氟化制備，可同時(shí)生產(chǎn)N。

該方法主要問題是電力消耗高，全氟正戊烷的選擇性低，產(chǎn)生大量的和全氟正戊烷沸點(diǎn)相近的全氟異戊烷，該副產(chǎn)物使產(chǎn)品在醫(yī)藥上使用時(shí)產(chǎn)生大量問題。

(2)以氟化鈷為催化劑，對(duì)正戊烷進(jìn)行全氟化制備。該方法主要問題是反應(yīng)溫度很高，在150～300℃之間，因此其反應(yīng)設(shè)要求很高。產(chǎn)品如在醫(yī)藥上使用，鈷這種金屬成分必須徹底除去。

(3)以四氟乙烯和六氟丙烯為原料制得全氟2-戊烯，再經(jīng)氟化制備。該方法費(fèi)用較低，而且不需要特殊的提純方法就能得到高純度的全氟正戊烷。以四氟乙烯和六氟丙烯為原料制備全氟正戊烷要經(jīng)過兩個(gè)反應(yīng)過程：

得到的2一C5Fl2有順式和反式兩種原子排列方式，但在氟化過程中都能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。氟化反應(yīng)中的F2最好是2-C5F10摩爾數(shù)的2～l0倍，如果F'太少，就會(huì)產(chǎn)生二聚反應(yīng)，副產(chǎn)物的量會(huì)增大。氟化反應(yīng)所用溶劑應(yīng)對(duì)氟化起惰性或積極作用且不會(huì)引起和n-C5F12共沸，因此可用n-C5Fl2作溶劑，可以作溶劑的還有全氟聚醚和全氟氯烴。溶劑可以有效地散熱，并且是防止C-C鍵斷裂的主要成分，溶劑的用量最好是2 C5Fl0質(zhì)量的5～l0倍。反應(yīng)可以間歇操作或連續(xù)操作，但連續(xù)操作更好。

具體步驟為：將六氟丙烯和氟氯化鋁催化劑[m(六氟丙烯)：m(氟氯化鋁)=7～8：1]加入鎳質(zhì)高壓釜中，同時(shí)通人四氟乙烯[n(C2F4)：n(c3F6)=1.02：1]，同時(shí)控制反應(yīng)溫度-20～20℃，反應(yīng)壓力最高0.5MPa，得到的2-C5Fl0中順式和反式比例約為7。將得到的2-C5Fl0和溶劑加人鎳質(zhì)高壓釜，并開動(dòng)攪拌。然后連續(xù)通人一定量的和溶劑，同時(shí)控制一定的反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力。其中F2至少是2-C5Fl0的2倍摩爾數(shù)，應(yīng)溫度最好是-20～25℃，反應(yīng)壓力最好是常壓0.5MPa(絕壓，以下均指絕壓)。

主要參考資料

[1] 全氟正戊烷的開發(fā)研究

[2] CN201511002040.0一種泡沫隔熱材料的制備工藝