Электрохимическое фторирование

Электрохимическое фторирование (ЭХФ) — метод синтеза фторорганических соединений, при котором фтор вводится в органический или неорганический субстрат с помощью электродной реакции. Заключается в пропускании постоянного тока через раствор исходного органического соединения в безводном фтористом водороде.
Фторирование органического соединения осуществляется радикалом фтора, который образуется в результате разряда иона фтора и адсорбируется на пассивном никелевом аноде, покрытом слоем фторида никеля. Процесс приводит обычно к полному замещению атомов водорода на фтор, присоединению фтора по кратным связям, а также к замещению на фтор атомов других галогенов. Однако реакция сопровождается частичной деструкцией молекулы исходного органического соединения, поэтому выход конечных продуктов достаточно низкий.
Условия:
Температура электролита — обычно 0–10 °С, хотя иногда фторирование проводят в кипящем фтористом водороде (более 20 °С).
Оптимальная плотность тока — 20–50 мА/см², обычно это соответствует напряжению 5–7 В. При такой плотности тока обеспечивается достаточное перемешивание электролита за счёт выделяющихся на катоде пузырьков водорода, что создаёт условия для быстрой десорбции фторированных продуктов с поверхности анода.
Оптимальная концентрация органического вещества в безводном фтористом водороде для «классического» процесса Саймонса — 5–15%.
Для фторирования алканов в электролит необходимо вводить электропроводные добавки (NaF, KF), так как алканы слабо растворимы в фтористом водороде и образующиеся растворы неэлектропроводны.
В результате электрохимического фторирования образуются перфторированные соединения (фторированные третичные амины и простые эфиры, фторпарафины, фторангидриды карбоновых и сульфокислот). Для карбоновых и сульфоновых кислот продуктами являются соответствующие ацилфториды и сульфонилфториды. Однако выход фторированных соединений, сохраняющих первоначальную структуру, быстро уменьшается по мере возрастания числа атомов углерода в алкильных группах.

Некоторые факторы, влияющие на выход перфторированных соединений при электрохимическом фторировании:
  • Строение молекулы фторируемого соединения. Чем меньше её размеры, тем выше (при прочих равных условиях электролиза) скорость диффузии катиона к поверхности анода.
  • Число атомов углерода в алкильных группах. Выход фторированных соединений, сохраняющих первоначальную структуру, быстро уменьшается по мере возрастания этого числа.
  • Материал электрода. На соотношение продуктов фторирования третичных аминов влияет даже сорт никеля и его кристаллическая структура.
  • Материал катода. Например, при использовании катода из мягкого железа (вместо никеля) выход перфтораминов снижался в 3 раза.
  • Добавки. Использование неорганических соединений, например фторида натрия, отрицательно сказывается на выходе целевого соединения.
  • Электролитические добавки. Например, третичные амины повышают растворимость исходных соединений и электропроводность электролита, что позволяет проводить электрохимический синтез перфторированных соединений с высокими выходами.
    Фторуглеродные соединения

 

Фторуглероды F2-ТЕХ™ в медицине и фармацевтике

Фторуглероды F2-ТЕХ™ нашли применение в медицине и фармацевтике благодаря своим уникальным свойствам, таким как биологическая совместимость, низкая токсичность и способность переносить кислород.

Для разработки искусственных кровезаменителей, которые могут временно заменить кровь пациента в случае массивной потери крови или анемии. Фторуглеродные эмульсии используются для улучшения доставки кислорода к тканям организма. Благодаря способности эффективно переносить кислород, фторуглероды рассматриваются как потенциальные средства терапии гипоксических состояний, таких как ишемия миокарда и инсульт.
Применение фторуглеродных растворов может способствовать улучшению оксигенации тканей и снижению повреждения клеток. Проявляют нейропротекторные свойства, защищая нервные клетки от повреждений, вызванных гипоксией, ишемией и травмами. Некоторые исследования указывают на их возможное применение в лечении инсульта и черепно-мозговых травм. Во время операций на открытом сердце фторуглероды могут служить частью кардиоплегических растворов, предназначенных для временной остановки сердца и сохранения его жизнеспособности.

Фторуглероды применяются в качестве контрастных веществ в магнитно-резонансной томографии (МРТ). Они помогают повысить четкость изображений внутренних органов и тканей, улучшая диагностику заболеваний. Помимо МРТ, фторуглероды также находят применение в оптической диагностике и визуализации. Используются в качестве основы для синтеза радиофармпрепаратов, применяемых в ядерной медицине. Примером является флюородезоксиглюкоза (FDG), используемая в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)

Некоторые фторуглеводороды используются в качестве ингаляционных анестетиков. Например, Севофлуран (C4H3F7O) (1-трифторметил-2,2,2-трифторэтилмонофторметиловый эфир) широко применяется в общей анестезии благодаря своей эффективности и быстрому восстановлению сознания после операции. Фторуглеродные мембраны используются в системах экстракорпорального мембранного окисления (ЭКМО), обеспечивающих искусственное дыхание пациентам с тяжелыми формами дыхательной недостаточности. Эти мембраны эффективно отделяют кислород от углекислого газа, поддерживая жизненно важные функции организма. Перфторуглероды рассматриваются как возможные заместители альвеолярного сурфактанта, необходимого для нормального функционирования легких. Их способность улучшать вентиляционно-перфузионные отношения делает их перспективными для лечения респираторных расстройств. Фторуглероды продолжают изучать в качестве компонентов дыхательных смесей для поддержки дыхания у пациентов с критическими заболеваниями легких. Возможность переноса большого количества кислорода и углекислого газа делает их полезными в ситуациях, когда традиционные методы вентиляции неэффективны.

Фторированные соединения используются в синтезе антибиотиков и противовирусных препаратов. Фторирование повышает активность и селективность лекарственных средств, уменьшая побочные эффекты. Фторуглеродные наночастицы изучаются в качестве платформ для доставки иммунотерапевтических агентов, таких как вакцины и моноклональные антитела. Это направление обещает улучшение специфичности и эффективности иммунотерапии инфекционных заболеваний.

Фторуглеродные смазки и покрытия используются в травматологии и ортопедии для снижения трения в суставах и протезах, продлевая срок службы имплантированных конструкций и улучшая функциональный результат реабилитации.

Фторированные производные некоторых гормонов и сигнальных молекул могут обладать повышенной активностью и избирательностью по сравнению с исходными соединениями. Это открывает новые возможности для разработки препаратов, регулирующих обмен веществ, рост и развитие клеток.

Фторуглеродные жидкости применяются в офтальмологической хирургии, особенно в операциях по удалению катаракты и витрэктомии. Они помогают стабилизировать глазное яблоко и предотвращают повреждение сетчатки во время хирургического вмешательства.

Фторуглеродные пленки и гели могут применяться для защиты поврежденной кожи и ускорения процесса регенерации. Их антибактериальные свойства и способность поддерживать оптимальный уровень влажности создают благоприятные условия для заживления ран.

Исследования показали, что фторуглеродные поверхности обладают антитромботическими свойствами, что делает их привлекательными для создания покрытий катетеров, стентов и других медицинских устройств, контактирующих с кровью. Это снижает риск образования тромбов и улучшает безопасность пациентов.

Фторуглеродные компоненты используются в косметологии для создания продуктов ухода за кожей. Они улучшают текстуру косметических средств, усиливают увлажнение и защищают кожу от негативных факторов окружающей среды. Фторированные кремнийорганические полимеры используются в производстве дерматологических средств, таких как кремы и лосьоны. Эти соединения улучшают текстуру продукта, обеспечивают защиту кожи и способствуют заживлению ран.

Фторуглеродные покрытия и композиты используются в эндопротезировании суставов и зубов. Их высокая износостойкость и биосовместимость делают их идеальным материалом для долгосрочных имплантатов, минимизирующих риски осложнений и повторного оперативного вмешательства.

Эти направления показывают, что потенциал фторуглеродов в медицине и фармацевтике далеко не исчерпан, и дальнейшие исследования могут привести к разработке новых эффективных методов диагностики и лечения.

Фрактальные особенности фторуглеродов

Исследования показывают, что структура фторуглеродов может иметь фрактальную природу. Это означает, что их поверхность или внутренняя структура могут обладать свойствами самоподобия. Такая структура может влиять на их физические и химические свойства, такие как смачиваемость, адгезия и реакционная способность.
Например, фторполимеры, такие как политетрафторэтилен (PTFE), известный как тефлон, демонстрируют фрактальную морфологию на микроскопическом уровне. Эта особенность делает их идеальными материалами для покрытия поверхностей, поскольку они обеспечивают низкую поверхностную энергию и высокую стойкость к износу.
Кроме того, фрактальная структура может также влиять на диффузионные свойства фторуглеродов, что важно для их применения в топливных элементах и аккумуляторах.
Одним из способов оценки фрактальности является расчет фрактальной размерности. Для фторуглеродных соединений это свойство связано с распределением областей разной плотности и пространственной организацией атомов фтора и углерода. Исследователи используют различные подходы для определения фрактальной размерности, включая компьютерное моделирование и экспериментальные измерения.
Моделирование фторуглеродных соединений показывает, что фрактальная структура влияет на поведение материалов. Компьютерные симуляции позволяют исследовать изменения свойств при изменении размеров частиц, концентрации компонентов и условий синтеза. Такие исследования важны для понимания механизмов образования дефектов и особенностей поведения материалов при воздействии внешних факторов.
Экспериментально подтвержденные данные свидетельствуют о влиянии фрактального характера на термические, механические и оптические свойства фторуглеродных соединений. Изучение этих эффектов способствует созданию новых композитных материалов с заданными свойствами.

Применение фторуглеродных соединений с фрактальной структурой находит свое отражение в различных областях:

— Электроника: Использование фторуглеродных пленок с контролируемой фрактальностью улучшает электрические характеристики устройств.
— Медицина: Создание биоактивных покрытий на имплантатах повышает совместимость тканей организма с искусственными материалами.
— Энергетика: Улучшение характеристик аккумуляторов и топливных элементов путем модификации поверхности электродов.

Дальнейшие исследования направлены на разработку методов точного контроля фрактальной структуры и понимание влияния различных факторов на образование фракталов. Это позволит создавать материалы с оптимизированными свойствами для конкретных приложений.
Фракталы играют важную роль в понимании и проектировании фторуглеродных соединений. Благодаря уникальным свойствам, связанным с фрактальным характером, такие материалы находят широкое применение в современных технологиях. Дальнейшее развитие этой области обещает принести значительные улучшения в качество и функциональность многих продуктов и устройств.
Изучение фрактальной природы фторуглеродов представляет значительный интерес для исследователей и инженеров, стремящихся разрабатывать материалы будущего.

F2-Tex аналог импортных нефтехимических продуктов

F2-Tex относится к серии отечественных заменителей популярных зарубежных продуктов химической промышленности, производимых компаниями типа BASF, Bayer, Dow Chemicals, Mobil, Shell, Fuchs, Kluber, Molykote, SKF, DuPont, Fomblin, Optimol Inertox, Barrierta, Krytox.
Российский рынок долгое время зависел от импорта высокотехнологичных химических компонентов, особенно в секторах фармацевтики, авиа и судостроения, атомной промышленности и нефтехимии. Запуск линейки F2-Tex позволил существенно сократить зависимость от внешних поставщиков, повысив устойчивость отраслей к внешним экономическим санкциям и нестабильным поставкам.
При разработке аналогов F2-Tex учитывались специфические потребности российских потребителей и особенности климата нашей страны. Продукты адаптированы под российские стандарты качества и технологии, что обеспечивает высокий уровень эффективности и надежности.
Использование российских аналогов имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогичными продуктами:

▌ Экономия затрат. Импортозамещение позволяет значительно снизить расходы на закупку сырья и материалов благодаря меньшим транспортным издержкам и снижению зависимости от колебаний курсов валют.

▌ Устойчивость поставок. Отечественная продукция менее подвержена рискам сбоев поставок, вызванных внешними факторами, такими как санкции, транспортные ограничения или международные конфликты.

▌ Соответствие российским стандартам качества. Российские производители адаптируют свою продукцию под местные условия эксплуатации и требования рынка, обеспечивая высокое качество и надежность продукции.

Помимо внутреннего рынка, продукция F2-Tex находит применение и за рубежом. Некоторые товары получили признание на международных рынках, демонстрируя конкурентоспособность российских разработок.

Таким образом, марка F2-Tex играет важную роль в обеспечении устойчивого развития российской химической промышленности, укреплении позиций на внутреннем рынке и расширении экспортных возможностей.

 

F2-ТЕХ™ для современных образцов техники

F2-TexTM представляет уникальные продукты, созданные на основе перфторполиэфирного масла PFPE загущённого ультрадисперсным политетрафторэтиленом PTFE, обладающие исключительными свойствами, делающими их незаменимыми в современной технике. Использование качественных смазочных материалов отечественного производства помогает минимизировать зависимость от импортных поставок и укрепляет технологический суверенитет России.
Материалы марки F2-Tex характеризуются:
— Исключительной химической стабильностью,
— Высокой температурой начала разложения (до 300 °C),
— Способностью эффективно защищать металлические поверхности от окисления и коррозии,
— Хорошей совместимостью с большинством пластиков и эластомеров,

Применяются данные материалы преимущественно в:
— Авиастроении,
— Космическом оборудовании,
— Судостроении,
— Тяжелом машиностроении,
— Атомной промышленности.
Фторуглеродные смазки F2-Tex демонстрируют выдающиеся термоустойчивость и стабильность, выдерживая температуры вплоть до нескольких сотен градусов Цельсия. Эта особенность делает их идеальным выбором для узлов и механизмов, работающих в жестких температурных режимах, характерных для многих типов вооружения. Например, смазочные материалы на основе перфторметилвинилэфирных эфиров (PFPE) используются в двигателях реактивных самолетов, турбинах вертолетов и двигательных установках. Чрезвычайно устойчивы к действию агрессивных химических агентов, включая кислоты, щелочи и растворители. В частности, именно этот аспект является ключевым фактором выбора фторуглеродных смазок для химических боевых аппаратов, где контакт с различными веществами неизбежен. Применяются также в ядерных реакторах и радиационно-защитных конструкциях.
Высокая водонепроницаемость и способность отталкивать влагу делают фторуглеродные смазки эффективными в морских и подводных устройствах. Их активно используют в корабельных агрегатах, торпедах, гидролокаторе и подводных роботизированных комплексах. Высокая водоотталкивающая способность защищает механизмы от коррозии и повреждения морской солью.
Низкая электропроводимость и отсутствием вредных испарений, что важно для электронного оборудования и аппаратуры связи. Такими качествами объясняется их активное использование в электронной промышленности, где обеспечивается защита чувствительных устройств от короткого замыкания и негативного влияния агрессивных газов.
Фторорганические продукты F2-Tex применяется для создания эффективных защитных покрытий, препятствующих распространению огня и образованию дыма. Современные виды огнетушащих пен и порошков содержат специальные добавки на основе фторпроизводных углеводородов, повышая их работоспособность и экологичность. Органофтористые соединения выступают связующими агентами и стабилизаторами в композитных материалах, формируемых на основе полиолефинов, полиуретанов и карбидов металлов. Композитные материалы с включениями фторорганики обладают улучшенными механическими показателями и термическими характеристиками, что актуально для строительства бронетехники, космических кораблей и реактивных двигателей.
Дальнейшее развитие исследований и разработок F2-Tex в области фторорганической химии позволит создать новые классы функциональных материалов с заданными свойствами. Особое внимание уделяется вопросам биоразлагаемости и экологической безопасности, а также разработке более дешёвых и доступных способов получения фторорганических соединений. Улучшение физических характеристик фторорганики создаст предпосылки для её широкого внедрения в передовую технику будущего поколения.

Загадочные вещества будущего

Загадочные вещества будущего: всё о фторуглеродах.
Что такое фторуглероды?

Представьте себе молекулу углерода, окружённую атомами фтора. Именно такая структура лежит в основе фторуглеродов — удивительных материалов, обладающих уникальными свойствами. Они представляют собой соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и фтора, образуя прочные химические связи, делающие их чрезвычайно стойкими ко многим агрессивным средам и условиям.

Благодаря своей устойчивости к окислению, коррозии и даже радиации, фторуглероды стали незаменимыми материалами в современной науке и технике. Давайте рассмотрим подробнее, почему именно эти соединения заслужили столь пристальное внимание учёных и инженеров.

Уникальные свойства фторуглеродов.

Среди ключевых особенностей фторуглеродов выделяются следующие качества:

— Высокая термостойкость. Некоторые фторуглероды способны выдерживать температуры свыше +300 °C без изменения структуры.
— Устойчивость к агрессивным средам. Большинство кислот, щелочей и окислителей не оказывают существенного воздействия на фторуглероды.
— Отсутствие реакции с большинством металлов, что позволяет их использовать в конструкциях реакторов и трубопроводов.
— Хорошие электроизоляционные свойства, обеспечивающие надёжную работу электроники в экстремальных условиях.
— Биологическая совместимость, позволяющая применять некоторые фторуглероды в медицине.

Эти свойства делают фторуглероды идеальными кандидатами для множества применений, от высокотехнологичных производств до повседневной жизни.

Применение фторуглеродов

Сегодня фторуглероды активно применяются в различных сферах деятельности:

— Космос и авиация. Благодаря высокой стабильности и прочности, фторуглероды используются в конструкции спутников, ракет и самолётов.
— Энергетика. Из-за устойчивости к высоким температурам и радиационному излучению фторуглероды нашли своё место в атомной энергетике.
— Медицина. Биосовместимые фторуглероды служат основой для изготовления протезов суставов и сосудов.

Каждый раз, сталкиваясь с этими веществами, мы можем видеть передовые достижения инженерии и химии, воплощённые в повседневных вещах вокруг нас.

Перспективы развития

Современные исследования направлены на расширение возможностей фторуглеродов путём модификации их состава и структуры. Учёные изучают возможность создания новых поколений фторуглеродных полимеров, которые будут обладать ещё большей прочностью, гибкостью и долговечностью.

Кроме того, продолжаются разработки способов синтеза фторуглеродов экологически чистыми методами, минимизируя воздействие производства на окружающую среду.

Фторуглероды остаются одним из наиболее перспективных направлений химической индустрии. Их уникальные свойства позволяют решать сложнейшие технические задачи, обеспечивая прогресс человечества в самых различных направлениях. Так что же дальше ждёт нас впереди? Время покажет, однако одно ясно наверняка: фторуглероды останутся важной частью нашего технологического прогресса ещё долгие годы.

Перфторгексан и 1H-Перфторгексан

Перфторгексан и 1H-Перфторгексан не смотря на свою схожесть имеют разные структуры, линейная и пространственная.
Перфторгексан линейный CAS 355-42-0 формула С6F14, все молекулы углерода выстроены в одну цепочку.
1H- Перфторгексан CAS 355-37-3 формула , молекулы имеют ответвление.
Как мы видим вещества имеют разные номера CAS и формулы, это говорит о том, что Перфторгексан CAS 355-42-0 С6F14 и 1H-Перфторгексан CAS 355-37-3 имеют некоторые сходства, но также есть и различия — разную молекулярную массу, разные фихико-химические показатели и разные структуры.
Основное различие между ними заключается в их структуре. Линейный перфторгексан состоит из линейной цепи. В то время как 1H-перфторгексан имеет структуру, похожую на линейную цепь с ответвлением. Это означает, что 1H-перфторгексан может быть более стабильным и менее реактивным, чем линейный перфторгексан.

Кроме того, оба соединения могут использоваться для синтеза других продуктов. Например, линейный перфторгексан может быть использован в синтезе различных лекарственных препаратов или биологически активных веществ. Однако 1H-перфторгексан обычно используется в качестве растворителя или катализатора в органической химии.

Таким образом, основное отличие между линейным перфторгексаном CAS 355-42-0 С6F14 и 1H-перфторгексаном CAS 355-37-3 заключается в их структуре и использовании.

Характеристики и показатели на странице https://ftor-vniinp.ru/perftorgeksan-tetradekaftorgeksan/

Результат Монреальского протокола

Результатом Монреальского протокола (международный протокол к Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 года) стала не только потеря Россией холодильной и специализированной химической промышленности хладонов, пожаротушащих и вспенивающих веществ, но и снижение энергоэффективности холодильников и кондиционеров на 20%, что привело к значительному увеличению выбросов парниковых газов, с которыми борются Киотский протокол и Парижское соглашение. Более того, каждый домашний холодильник и кондиционер превратился в хронической источник токсической, взрывной или пожарной опасности. Предложенные на замену традиционным хладагентам суррогаты не обладают качествами отвергнутых фреонов, но стоят в 10 раз дороже. А теперь суррогаты меняют на суррогаты суррогатов, которые стоят еще дороже и еще опаснее прежних! От этих суррогатов погибло и пострадало очень много людей, информацию об этом стараются скрывать, придумывая другие причины.

Вне зависимости от решения российской власти о целесообразности выхода России из Монреальского протокола, для возрождения российской холодильной промышленности и восстановления экспортного потенциала по фреонам, которые СССР продавал в больших количествах, мы всегда можем воспользоваться предложением выдающегося французского вулканолога Гаруна Тазиева по извлечению неантропогенных фреонов из вулканических газов. Эта дверь для нас была открыта с самого начала. При астрономических ценах на суррогатные хладагенты можно с уверенность сказать, что извлечение фреонов с помощью сорбентов из атмосферы Камчатки, Сахалина и Курил и фумарольных газов вулканов будет заведомо рентабельным. По такой же схеме сегодня во всем мире разрабатываются технологии извлечения углекислого газа из атмосферного воздуха и промышленных выхлопов под предлогом борьбы с глобальным потеплением. Почему же очевидным решением проблемы, которое еще в 80-е годы предложил Тазиев, не воспользовались авторы Монреальского протокола? Видимо, только потому, что на вулканические газы у Дюпона не было патента.

Реальные данные по времени жизни, полученные на основе материальных балансов, снимают с фторуглеродов ограничения по парниковому эффекту, которое существовало с 1994 года из-за опубликованных в IPCC-94 оценочных значений Lifetime для фторуглеродов в атмосфере. При этом несомненным является факт завышенного в IPCC-94 на несколько порядков времени жизни CF4, — наиболее стабильного фторуглерода. По расчётам на основе материальных балансов он живет в атмосфере не более двух лет. Аналогичный вывод следует также из данных по примеси СF4 в ксеноне и криптоне, получаемых на ректификационных колоннах при производстве кислорода из атмосферного воздуха, о чём было сообщение ещё в 1995 году.

Несмотря на то, что руководитель советской делегации  Владимир Матвеевич Захаров покинул Монреаль вместе с делегацией, не подписав Монреальского протокола, со словами: «Никаких научных оснований сколь-нибудь серьезных для его подписания нет». Протокол был подписан в новогоднюю ночь (!) того же 1987 года советским послом по директиве из Москвы.

Для того, чтобы выполнить условия протокола и отказаться от производства ряда химических веществ, был разгромлен фактически химический сектор оборонного комплекса СССР. Причем разгромлен на деньги, которые выделены были Международным банком реконструкции и развития Советскому Союзу для перестройки химической промышленности под новые фреоны. Деньги были отданы западным экспертам с полным технологическим описанием наших химических комбинатов.

Первичное представление о соединениях углерода и фтора — фторуглеродах

                            Из многообразия химических элементов природа использовала для создания органического вещества лишь небольшое число органогенных элементов: углерод, водород, азот, кислород, серу и фосфор. Одной из наиболее характерных черт развития органической химии на современном этапе является вовлечение в органический синтез практически всех элементов и возникновение элементоорганической химии, связывающей органическую и неорганическую химии в единую область знания. Введение атомов разнообразных элементов в органические молекулы является мощным средством создания нового вещества, а на его основе — материалов, обладающих принципиально новыми свойствами, что стало одной из главных предпосылок бурного технического прогресса, происходящего на наших глазах. Особое место в этом стремительном развитии принадлежит фтору.
История развития химии фтора носит почти приключенческий характер. Достаточно вспомнить те трудности, многочисленные неудачи и разочарования, которые выпали на долю химиков на пути к получению элементного фтора. Однако после того, как это было достигнуто, началось стремительное развитие методов синтеза, основанных на использовании фтора и некоторых его простейших соединений как реагентов для замены водорода на фтор в органических молекулах. С положением фтора в Периодической системе связаны уникальные свойства и возможности, среди которых, пожалуй, наиболее замечательной является не имеющая аналогов возможность замены любого числа атомов водорода на атомы этого элемента с сохранением многих присущих органическому веществу черт, таких, как подвижность, летучесть, низко плавкость, и одновременным появлением принципиально новых свойств. Особенно ярко это проявляется при полной замене водорода на фтор, что означает трансформацию органической химии как химии углеводородов и их производных в химию фторуглеродов — соединений с уникальным сочетанием свойств, благодаря чему они проникли практически во все области науки и техники, во все сферы нашей жизни.

Широкое и разнообразное применение в современной технике находят всевозможные жидкости. Зачастую функция, выполняемая жидкостью, и условия ее работы таковы, что от нее требуется уникальное сочетание свойств. Оказалось, что во многих случаях наилучшим образом удовлетворяют этим требованиям фторуглероды. Их преимущества в первую очередь проявляются в связи с химической и термической стойкостью, не горючестью, безвредностью для живых организмов. Они используются как рабочие тела в гидравлике, смазочные масла, хладагенты, пламегасители, пенообразователи, сырье и растворители в химической технологии, в аэрозольных упаковках, медицине.
В наибольшей степени экстремальным требованиям отвечают свойства перфторуглеродов — соединений углерода и фтора, не содержащих других элементов. Их получают прямым фторированием углеводородов, при котором происходят замена водорода на фтор и присоединение фтора по кратным связям. Сырьем обычно служат определенные фракции нефти, а фторирующими агентами — фтор и фториды некоторых элементов (кобальта, марганца, серебра). Получаемые фторуглеродные жидкости используются главным образом как смазочные масла, свойства которых сильно зависят от полноты фторирования. При этом серьезная технологическая проблема заключается в том, что осуществить исчерпывающее фторирование или отделить перфторуглероды от примеси продуктов неполного фторирования крайне затруднительно. Последние гораздо менее устойчивы как в условиях эксплуатации, так и при хранении и достаточно легко претерпевают превращения, при которых образуется фтористый водород.
В этом отношении гораздо лучшими свойствами обладают жидкости, получаемые олигомеризацией полифторированных алкенов. Для того чтобы при этом образовывались не фторопласты, а фторированные жидкости, степень полимеризации не должна быть велика. Химическая устойчивость этих материалов определяется в значительной степени природой концевых фрагментов олигомерной молекулы, обеспечиваемой участием в реакции соединения типа А-В, фрагменты которого оказываются на концах цепи. Такая реакция называется теломеризацией.
Из-за не горючести и биологической инертности фреоны оказались привлекательными для использования не только в промышленности, но и в быту. Наиболее широкое применение они нашли, во-первых, как хладагенты, чему способствуют их способность легко сжижаться под давлением и высокая теплота испарения. В этой сфере по многим показателям фреоны имеют преимущество перед традиционными хладагентами: аммиаком, сернистым ангидридом, хлористым метилом, углекислотой. И во-вторых, благодаря тому, что фреоны инертны и, будучи распыленными в атмосфере, быстро испаряются, широчайшее распространение получило их применение в аэрозольных способах борьбы с насекомыми и сорняками, нанесении защитных и окрашивающих покрытий, очистке поверхностей, распылении косметических средств и антистатиков, приготовлении пищи (приправы, взбитые сливки). Фреоны используются в качестве сырья в производстве мономеров для фторопластов и фторэластомеров.
Мировое производство и потребление фреонов превысили миллион тонн в год. Приведенный перечень основных сфер их использования делает очевидным, что огромные массы фторхлоруглеродов попадают в атмосферу, что поставило вопрос о последствиях этого гигантского выброса чужеродного для окружающей среды материала. Оказалось, что в отношении хлорсодержащих фреонов представления о безопасности применения без последующей утилизации, основанные на их химической устойчивости, несколько преувеличены. Попадая в атмосферу, фреоны достигают ее верхних слоев, где под действием солнечной радиации претерпевают превращения, протекающие с участием озона. На этой основе возникла теория разрушения озонового слоя, которая, однако, не имеет всеобщего признания и является предметом дискуссии. В настоящее время приняты международные соглашения о постепенном прекращении использования хлорсодержащих фреонов в форме аэрозолей, что представляется вполне разумным, поскольку за то время, которое необходимо, чтобы в споре родилась истина, ущерб от поступления фреонов в атмосферу может стать непоправимым.
Фторуглероды (ШТЕЙНГАРЦ В.Д. , 1999), ХИМИЯ.

Высшие фторуглероды

Высшие фторуглероды — фторуглеродные жидкости, масла и смазки
Хлорфторуглерод

Наименование Химическая формула X(CF2CFCl)nX,

X=F или Cl; n

Средняя относительная молекулярная масса
жидкость 11ф 1-4 339
жидкость 11фд 1-4 364
жидкость 12ф 3-7 383
жидкость 13ф 3-7 518
жидкость 13фм 4-8 625
масло 4лф 5-10 715
масло 4ф
смазка 3ф
5-10 985
Масло 4ф с добавкой 3-5% политрифторхлорэтилена в качестве загустителя

Производство: основным методом производства фторуглеродных жидкостей и смазок является реакция обмена атомов хлора в исходном соединении на фтор действием фтористого водорода в присутствии хлорида сурьмы (V) — реакция Свартса.
Высшие фторуглероды получают теломеризацией трихлорфторэтилена или деструкцией политрифторхлорэтилена (фторопласта 3) при 400—600° C с последующим фторированием продуктов деструкции фторидом хлора (III), фторидом кобальта (III) или фторидом сурьмы (V) для стабилизации неустойчивых группировок в молекуле.
Высшие фторуглероды нашли широкое применение в качестве манометрических и запорных жидкостей, находящихся в контакте с агрессивными средами (концентрированные кислоты, галогены, жидкий кислород и другие окислители), в качестве жидких негорючих диэлектриков, в качестве смазочных материалов.
Заказ: megapolis.nn@mail.ru     (831) 413-56-13