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氫氟酸(HF)比較特殊,不同于其他酸類(lèi),氫氟酸能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。氫氟酸的腐蝕作用主要是通過(guò)其強酸性和氟離子的侵蝕作用實(shí)現的。氫氟酸能夠與金屬表面的氧化物和氫氧化物反應,形成可溶性金屬氟化物,會(huì )導致金屬表面的腐蝕和溶解,從而破壞材料完整性和穩定性。另外,氟離子的半徑很小,小于氧離子,這導致它有很強的滲透性,致密的氧化物也不能阻止它的滲透。這會(huì )導致金屬表面的氧化膜破壞,發(fā)生剝落,從而加速材料的損壞。
中游應用1:聚四氟乙烯(PTFE)的制備
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,簡(jiǎn)寫(xiě)為PTFE),俗稱(chēng)“塑料王”,是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物,化學(xué)式為(C2F4)n,耐熱、耐寒性?xún)?yōu)良,可在-180~260oC長(cháng)期使用。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點(diǎn),幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí),聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn),它的摩擦系數極低,所以可作潤滑作用之余,亦成為了易清潔水管內層的理想涂料。
聚四氟乙烯的制備過(guò)程都要用到氫氟酸,因此存在設備和管道的腐蝕隱患。另外,在四氟乙烯單體聚合成聚四氟乙烯的過(guò)程中,用到的溶劑、催化劑都會(huì )包含腐蝕性介質(zhì)。
中游應用2:聚偏二氟乙烯(PVDF)的制備
聚偏二氟乙烯,簡(jiǎn)稱(chēng)PVDF,是一種高度非反應性熱塑性含氟聚合物。其可通過(guò)1,1-二氟乙烯的聚合反應合成。溶于二甲基乙酰胺等強極性溶劑??估匣?、耐化學(xué)藥品、耐氣候、耐紫外光輻射等性能優(yōu)良??捎米鞴こ趟芰?,用于制密封圈耐腐蝕設備、電容器,也用作涂料、絕緣材料和離子交換膜材料等。
含氟廢水處理中的腐蝕
鈦金屬材料及鈦金屬的合金具有耐腐蝕性好,質(zhì)量輕,使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),近些年來(lái)在高鹽廢水蒸發(fā)和焚燒處理中應用較廣泛。由于鈦表面會(huì )自動(dòng)形成一層穩定性好、結合力強的氧化膜,因此,鈦合金在堿溶液、大多數有機酸溶液、無(wú)機鹽溶液和氧化性介質(zhì)中有很好的耐蝕性。但在還原性酸溶液中,氟化物容易與氫離子結合形成氟化氫,優(yōu)先吸附于鈦材表面氧化膜上,排擠氧原子導致鈦合金表面的鈍化膜形成可溶性氟化物而發(fā)生腐蝕, 遭到破壞,其中 HF 溶液對鈦金屬的腐蝕作用最強。
在初始的時(shí)候氟含量很低,不會(huì )造成設備腐蝕,但是隨著(zhù)處理時(shí)間延長(cháng),通過(guò)濃縮富集作用后,氟含量不斷升高,超過(guò)鈦金屬材料耐蝕程度,final造成了氟腐蝕。
下一期我們會(huì )為大家繼續介紹氟化工中下游主要產(chǎn)業(yè)中的腐蝕,敬請期待!
六氟環(huán)氧丙烷的市場(chǎng)前景
隨著(zhù)行業(yè)尋求替代對環(huán)境構成風(fēng)險的傳統材料,各種應用對 HFPO 的需求不斷增加,特別是在特種化學(xué)品、溶劑和制冷劑的生產(chǎn)中,推動(dòng)了這一上升趨勢。電子、汽車(chē)和航空航天領(lǐng)域的市場(chǎng)不斷擴大,增強了未來(lái)的增長(cháng)前景,在這些領(lǐng)域,HFPO 的獨特性能因其耐用性和化學(xué)穩定性而受到高度重視。然而,該行業(yè)面臨著(zhù)挑戰,包括有關(guān)環(huán)境和健康影響的監管障礙,以及高生產(chǎn)成本和原材料供應有限。機遇在于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng )新,旨在開(kāi)發(fā)更安全的制造工藝并擴大新興市場(chǎng)的應用。此外,與研究機構的戰略伙伴關(guān)系和合作可能會(huì )加強產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并擴大市場(chǎng)范圍??傮w而言,盡管存在挑戰,但由于應用多樣化和對可持續化學(xué)解決方案的認識不斷提高,HFPO 市場(chǎng)將實(shí)現強勁增長(cháng)。 六氟環(huán)氧丙烷 (HFPO) 市場(chǎng)的增長(cháng),得益于特種化學(xué)品應用需求的不斷增長(cháng),尤其是氟化合物的生產(chǎn)。隨著(zhù)行業(yè)優(yōu)先考慮可持續性和環(huán)境法規的收緊,HFPO 的獨特性能使其成為先進(jìn)材料和藥品領(lǐng)域Extremely attractive的替代品。未來(lái)前景表明,由于電子、儲能和綠色化學(xué)等創(chuàng )新技術(shù)的廣泛采用,HFPO 的市場(chǎng)將大幅擴張??傮w而言,HFPO 在成熟市場(chǎng)和新興市場(chǎng)都有望呈現積極的發(fā)展軌跡。
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2024-08-01
六氟異丙醇(HFIP)在有機合成中的應用
從 1950 年代開(kāi)始,許多探索氟化醇物理性質(zhì)的研究為理解這些溶劑的復雜作用奠定了基礎。在此之前,引入氟元素會(huì )增加醇酸度的想法可以追溯到 Swarts, Henne和Pelley等人在1952年通過(guò)實(shí)驗證實(shí)了這一點(diǎn)。Swarts首先描述了在鉑黑催化劑上催化還原三氟乙酸酐制備三氟乙醇(TFE)。在1960 年,Knunyants 等人報道了通過(guò)用硼氫化鈉還原六氟丙酮來(lái)first合成六氟異丙醇(HFIP)。后來(lái),他們從六氟丙酮與異丙基溴化鎂的格氏反應中分離出 HFIP。1964 年,Middleton 和 Lindsey等人報道,與幾種氟化仲和叔氟化醇相比,HFIP 具有顯著(zhù)的氫鍵結合能力,這源于六個(gè)氟原子的累積感應效應。具有強氫鍵能力的氟化醇可以與合適的氫鍵受體化合物形成穩定的、可蒸餾的或可重結晶的等摩爾配合物;例如,HFIP-THF 復合物在 100 °C 時(shí)沸騰。應用研究在整個(gè) 1960 年代和 1970 年代,研究人員開(kāi)始意識到六氟異丙醇是一種優(yōu)越的溶解介質(zhì),并開(kāi)始探索其在促進(jìn)化學(xué)反應方面的效用。其中一些報告側重于溶劑分解化學(xué)中三氟乙醇 (TFE) 的物理化學(xué),例如甲苯磺酸烷基酯。據報道,氟化醇也是溶解聚合物材料的優(yōu)良溶劑。在 1970 年代后期,HFIP 和 TFE 在 Ugi 四組分縮合中得到了證明,這是其在有機合成中最早的用途之一。Sieber 等人還描述了使用 TFE(90% 水性 TFE)作為溶劑,在酸解條件下,在其他酸存在下對N (α)-三苯甲基 ( N-三苯甲基) 進(jìn)行溫和、pH 控制的脫保護,這種選擇性去保護策略對于完成人胰島素的全合成至關(guān)重要。同樣,用酸非常不穩定的二環(huán)丙基甲氧基羰基保護的苯胺在 HFIP 中簡(jiǎn)單稀釋后會(huì )脫保護。Grell 等人隨后展示了 DCM 和 HFIP 的 4:1 混合物用于從o-氯三苯甲基樹(shù)脂切割完全受保護的肽而沒(méi)有顯著(zhù)消旋化同時(shí)保持肽在溶液中的效用。Kopple 等人進(jìn)一步研究了 HFIP 作為肽偶聯(lián)溶劑的用途,并確定活性羧基組分的溶劑分解產(chǎn)生 HFIP 酯,可用作肽偶聯(lián)的溫和?;瘎?。盡管 HFIP 是溶解肽和切割酸敏感保護基團的合適溶劑,但與二甲氧基乙烷 (DME) 或N , N-二甲基甲酰胺 (DMF)相比,HFIP 中的肽偶聯(lián)要慢得多。理化性質(zhì)在氟化醇中,六氟異丙醇和 TFE 是有機化學(xué)家最廣泛使用的,因為它們與其他氟化醇(如全氟叔醇)相比具有低成本和較好的物理性質(zhì),包括沸點(diǎn) (bp) 和熔點(diǎn) (mp) 。丁醇(PFTB;沸點(diǎn) 45 °C)、1-苯基-2,2,2-三氟乙醇 (PhTFE) 和全氟頻哪醇(PFP; mp 26 °C)。強吸電子三氟甲基基團的存在使得TFE和六氟異丙醇高極性、增加羥基質(zhì)子的布朗斯臺德酸度(低 pKa)、高電離能力、低親核性、強供氫鍵 (HBD) 能力等特性。氫鍵接受能力差,溶劑化陰離子和穩定陽(yáng)離子的能力優(yōu)于類(lèi)似的非氟化醇、乙醇和 2-丙醇。Legros 等人研究了多氟醇對布朗斯臺德酸度和氫鍵供體能力以及它們作為溶劑促進(jìn)劑的能力的影響。作者觀(guān)察到,氫鍵供體能力對各種氟化醇的羥基周?chē)目臻g位阻很敏感,而 Br?nsted 酸度主要受分子中存在的 CF3基團的數量而不是總體結構的影響。作者對各種多氟醇溶劑作為亞砜氧化和亞氨基 Diels-Alder 反應促進(jìn)劑的測試表明,氫鍵供體能力在促進(jìn)這些反應中起主要作用,而 Br?nsted 酸度似乎幾乎沒(méi)有影響,在這些反應中,六氟異丙醇優(yōu)于其他氟化溶劑。另一方面,它通過(guò)與堿性哌啶形成幾乎不可逆的氫鍵加合物,完全抑制了與哌啶的環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)反應。參考文獻[1] Hashim F. Motiwala, Ahlam M. Armaly, Jackson G. Cacioppo, Thomas C. Coombs, Kimberly R. K. Koehn, Verrill M. Norwood IV, and Jeffrey Aubé. Chemical Reviews 2022, 122(15), 12544-12747. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00749
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2024-07-30
六氟異丙醇應用
溶劑性質(zhì):六氟異丙醇是一種優(yōu)良的溶劑,在有機合成和分析化學(xué)中廣泛應用。它可溶于多種有機溶劑,如醇、醚、酯和芳烴等。由于其溶解性能,它在溶液制備、反應催化和化學(xué)分析中被廣泛使用。表面活性劑:六氟異丙醇具有表面活性劑的特性,可以降低液體的表面張力,改善液體的濕潤性。因此,它常被用作涂料、油墨和潤滑劑等產(chǎn)品的添加劑,以提高它們的潤濕性和穩定性。催化劑:六氟異丙醇在有機合成反應中具有催化作用。它可用作酯化、醚化、烯烴聚合和氫化等反應的催化劑。其酸性和氫鍵性質(zhì)使其成為許多有機反應的有效催化劑??寡趸瘎毫惐季哂辛己玫目寡趸阅?,可以防止氧氣對某些化合物的氧化反應。因此,它常被用作抗氧化劑,延緩物質(zhì)的氧化和老化過(guò)程。其他應用:六氟異丙醇還在其他領(lǐng)域有一些應用。例如,在某些化學(xué)分析中,它可用作樣品的溶解劑和分析介質(zhì),以提高分析的準確性和靈敏度。此外,它還可用于某些藥物的制備、染料合成和電子器件的制造等方面。需要注意的是,六氟異丙醇是一種有機化合物,使用時(shí)應謹慎操作。它具有揮發(fā)性和腐蝕性,因此需要在適當的通風(fēng)條件下使用,并避免與皮膚、眼睛和呼吸道接觸。
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2024-07-25
[稀有氣體早參]:稀有氣體市場(chǎng)一周前瞻(20240722)
一、關(guān)注點(diǎn) 1. 管束氦氣批量分成交氛圍下滑,交投氛圍向好;2. 氙氣市場(chǎng)止跌。3. 氪氣市場(chǎng)成交偏慢,成交偏下移。氖氣市場(chǎng)氛圍尚可。4. 2023年氦氣進(jìn)口量共計4108.5噸,同比+1.5%核心邏輯:氦氣市場(chǎng)氛圍一般,進(jìn)口貨源緊張局面緩解。氙氣氛圍有所好轉,多持惜售心態(tài),氖氣市場(chǎng)仍有需求欠佳,短期偏弱調整,氪氣市場(chǎng)部分散單采購支撐市場(chǎng),短期價(jià)格或持穩調整為主。二、行情展望氦氣市場(chǎng)交投氛圍一般,下游需求相對清淡,渠道出貨仍存壓力;氙氣市場(chǎng)低價(jià)囤貨氛圍形成,主力企業(yè)惜售;氖氣需求欠佳,成交氛圍偏弱;氪氣市場(chǎng)支撐力度下滑。短線(xiàn)來(lái)看,氙氣市場(chǎng)或止跌維穩為主,氦氣市場(chǎng)或將偏弱勢持穩調整為主。
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2024-07-23