الأربعاء، أغسطس 03 2011 04: 35

الفلوروكربونات

قيم هذا المقال
(1 صوت)

مشتق الفلوروكربونات من الهيدروكربونات عن طريق استبدال الفلور لبعض أو كل ذرات الهيدروجين. يتم تضمين الهيدروكربونات التي يتم فيها استبدال بعض ذرات الهيدروجين بالكلور أو البروم بالإضافة إلى تلك التي تم استبدالها بالفلور (على سبيل المثال ، كلورو فلورو هيدروكربونات ، بروموفلورو هيدروكربونات) بشكل عام في تصنيف مركبات الكربون الفلورية - على سبيل المثال ، بروموكلورو ثنائي فلورو الميثان (CClBrF2).

كان أول فلوروكربون مهم اقتصاديًا هو ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان (CCl2F2) ، الذي تم تقديمه في عام 1931 كمبرد ذي سمية أقل بكثير من ثاني أكسيد الكبريت أو الأمونيا أو الكلوروميثان ، والتي كانت من مواد التبريد الشائعة حاليًا.

استخدام

في الماضي ، كانت مركبات الكربون الفلورية تستخدم كمبردات ، ودوافع ضبابية ، ومذيبات ، وعوامل نفخ الرغوة ، ومطفأة حريق ، ومواد وسيطة من البوليمر. كما نوقش أدناه ، أدت المخاوف بشأن تأثيرات مركبات الكربون الكلورية فلورية في استنفاد طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي إلى حظر هذه المواد الكيميائية.

Trichlorofluoromethane و ثنائي كلورو مونوفلورو ميثان كانت تستخدم سابقًا كوقود دفع ضبابي. Trichlorofluoromethane يعمل حاليًا كعامل تنظيف وإزالة الشحوم ، ومبرد ، وعامل نفخ لرغاوي البولي يوريثان. كما أنها تستخدم في طفايات الحريق والعزل الكهربائي وكسائل عازل. يستخدم ثنائي كلورو مونوفلورو ميثان في صناعة الزجاجات وفي سوائل التبادل الحراري وكمبرد لآلات الطرد المركزي وكمذيب وكعامل نفخ.

ثنائي كلورو رباعي فلورو الإيثان هو عامل مذيب ومخفف ومنظف وإزالة الشحوم لألواح الدوائر المطبوعة. يتم استخدامه كعامل رغوة في طفايات الحريق ، ومبرد في أنظمة التبريد وتكييف الهواء ، وكذلك لتكرير المغنيسيوم ، لمنع تآكل المعادن في السوائل الهيدروليكية ، ولتعزيز الزجاجات. ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان كانت تستخدم أيضًا في تصنيع العبوات الزجاجية ؛ كأيروسول لمستحضرات التجميل والطلاء والمبيدات الحشرية ؛ ولتنقية المياه والنحاس والألمنيوم. رباعي فلوريد الكربون هو دافع للصواريخ ولتوجيه الأقمار الصناعية ، و رباعي فلورو إيثيلين يستخدم في تحضير الوقود الدافع لهباء المنتجات الغذائية. الكلوروبنتافلورويثين هي مادة دافعة في محضرات الأيروسول ومبرد للأجهزة المنزلية ومكيفات الهواء المتنقلة. كلورو ثلاثي فلورو الميثان ، كلورو ثنائي فلورو الميثان ، ثلاثي فلورو الميثان ، 1,1،XNUMX-ديفلورو الإيثان و 1,1،XNUMX ، -كلورو ثنائي فلورو الإيثان هي أيضا المبردات.

يتم استخدام العديد من مركبات الكربون الفلورية كوسائط كيميائية ومذيبات في صناعات متنوعة ، مثل المنسوجات والتنظيف الجاف والتصوير والبلاستيك. بالإضافة إلى ذلك ، القليل منها له وظائف محددة مثل مثبطات التآكل وكاشفات التسرب. تفلون يستخدم في تصنيع المواد البلاستيكية ذات درجة الحرارة العالية والملابس الواقية والأنابيب والألواح للمختبرات الكيميائية والعوازل الكهربائية وقواطع الدائرة والكابلات والأسلاك والطلاءات المضادة للالتصاق. كلورو ثلاثي فلورو ميثان يستخدم لتصلب المعادن ، و 1,1,1,2،2,2،XNUMX،XNUMX-رباعي كلورو -XNUMX،XNUMX-ديفلوروإيثان و ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان تستخدم للكشف عن الشقوق السطحية وعيوب المعادن.

هالوثان ، إيزوفلورين و إنفلوران تستخدم كمخدر استنشاق.

خطر بيئي

في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، تراكمت الأدلة على أن مركبات الكربون الفلورية المستقرة والمواد الكيميائية الأخرى مثل بروميد الميثيل و 1970،1980،1,1,1 ثلاثي كلورو الإيثان ستنتشر ببطء إلى الأعلى في الستراتوسفير بمجرد إطلاقها ، حيث يمكن أن تتسبب الأشعة فوق البنفسجية الشديدة في إطلاق الجزيئات ذرات الكلور الحرة. تتفاعل ذرات الكلور هذه مع الأكسجين على النحو التالي:

الكلور + O3 = ClO + O2

ClO + O = Cl + O2

أو + أو3 = 2O2

بما أن ذرات الكلور تتجدد في التفاعل ، فإنها ستكون حرة في تكرار الدورة ؛ والنتيجة النهائية ستكون استنفادًا كبيرًا لأوزون الستراتوسفير ، الذي يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية الضارة. ستؤدي الزيادة في الأشعة فوق البنفسجية إلى زيادة الإصابة بسرطان الجلد ، وتؤثر على غلة المحاصيل وإنتاجية الغابات ، وتؤثر على النظام البيئي البحري. أظهرت الدراسات التي أجريت على الغلاف الجوي العلوي مناطق استنفاد الأوزون في العقد الماضي.

نتيجة لهذا القلق ، ابتداءً من عام 1979 ، تم حظر جميع منتجات الهباء الجوي تقريبًا المحتوية على مركبات الكربون الكلورية فلورية في جميع أنحاء العالم. في عام 1987 ، تم التوقيع على اتفاقية دولية ، بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون. يتحكم بروتوكول مونتريال في إنتاج واستهلاك المواد التي يمكن أن تسبب استنفاد طبقة الأوزون. وقد حددت عام 1996 موعدًا نهائيًا للتخلص التدريجي تمامًا من إنتاج واستهلاك مركبات الكربون الكلورية فلورية في البلدان المتقدمة. البلدان النامية لديها 10 سنوات إضافية للوصول إلى الامتثال. كما تم وضع ضوابط للهالونات ورابع كلوريد الكربون و 1,1,1،XNUMX،XNUMX ثلاثي كلورو الإيثان (كلوروفورم الميثيل) ، ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (HCFCs) ، ومركبات الكربون الهيدروبرومية فلورية (HBFCs) وبروميد الميثيل. يُسمح ببعض الاستخدامات الأساسية لهذه المواد الكيميائية في حالة عدم وجود بدائل مجدية تقنيًا واقتصاديًا.

المخاطر

تعتبر مركبات الكربون الفلورية ، بشكل عام ، أقل سمية من الهيدروكربونات المكلورة أو المبرومة المقابلة. قد تترافق هذه السمية المنخفضة مع ثبات أكبر لرابطة CF ، وربما أيضًا مع انخفاض قابلية الذوبان في الدهون في المواد عالية الفلور. بسبب انخفاض مستوى سميتها ، كان من الممكن اختيار مركبات الكربون الفلورية الآمنة للاستخدامات المقصودة. وبسبب تاريخ الاستخدام الآمن في هذه التطبيقات ، فقد نشأ عن طريق الخطأ اعتقاد شائع بأن مركبات الكربون الفلورية آمنة تمامًا في جميع ظروف التعرض.

إلى حد ما ، تمتلك مركبات الكربون الفلورية المتطايرة خصائص مخدرة مشابهة لتلك التي تظهرها الهيدروكربونات المكلورة ، ولكنها أضعف منها. استنشاق حاد 2,500 جزء في المليون ثلاثي كلورو ثلاثي فلورو الإيثان يسبب التسمم وفقدان التنسيق الحركي لدى البشر ؛ يحدث هذا عند 10,000 جزء في المليون (1٪) مع ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان. إذا ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان يتم استنشاقه بمعدل 150,000 جزء في المليون (15٪) ، مما يؤدي إلى فقدان الوعي. تم الإبلاغ عن أكثر من 100 حالة وفاة بسبب استنشاق مركبات الكربون الفلورية عن طريق رش حاويات الأيروسول التي تحتوي على مادة د.إيك كلورو ثنائي فلورو الميثان كمادة دافعة في كيس ورقي والاستنشاق. في المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) TLV البالغ 1,000 جزء في المليون ، لم يختبر البشر الآثار المخدرة.

الآثار السامة من التعرض المتكرر ، مثل تلف الكبد أو الكلى ، لم تنتج عن الفلوروميثان والفلوروإيثان. الفلوروألكينات ، مثل رباعي فلورو إيثيلين, سداسي فلورو بروبيلين or كلورو تريفلورو إيثيلين ، يمكن أن يسبب تلفًا في الكبد والكلى في حيوانات التجارب بعد التعرض لفترات طويلة ومتكررة لتركيزات مناسبة.

حتى السمية الحادة للفلوروألكينات تثير الدهشة في بعض الحالات. بيرفلوروأيزوبوتيلين هو مثال بارز. مع LC50 0.76 جزء في المليون للتعرض لمدة 4 ساعات للجرذان ، فهو أكثر سمية من الفوسجين. مثل الفوسجين ، ينتج عنه وذمة رئوية حادة. من ناحية أخرى ، فإن فلوريد الفينيل وفلوريد فينيلدين عبارة عن فلوروألكانات ذات سمية منخفضة للغاية.

مثل العديد من أبخرة المذيبات والمخدرات الجراحية الأخرى ، قد تؤدي مركبات الكربون الفلورية المتطايرة أيضًا إلى عدم انتظام ضربات القلب أو توقف القلب في ظل ظروف يتم فيها إفراز كمية كبيرة بشكل غير طبيعي من الأدرينالين داخليًا (مثل الغضب ، والخوف ، والإثارة ، والمجهود الشديد). التركيزات المطلوبة لإنتاج هذا التأثير أعلى بكثير من تلك التي تحدث عادة أثناء الاستخدام الصناعي لهذه المواد.

في الكلاب والقرود ، كلاهما كلورو ثنائي فلورو الميثان و ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان يسبب تثبيط تنفسي مبكر ، تضيق القصبات ، تسرع القلب ، تثبيط عضلة القلب وانخفاض ضغط الدم بتركيزات من 5 إلى 10٪. كلورو ثنائي فلورو الميثانه ، بالمقارنة مع ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان ، لا يسبب عدم انتظام ضربات القلب في القرود (على الرغم من أنه يحدث في الفئران) ولا يقلل من الامتثال الرئوي في القرود.

تدابير السلامة والصحة. ستخضع جميع مركبات الكربون الفلورية للتحلل الحراري عند تعرضها للهب أو المعدن الأحمر الساخن. سوف تشتمل منتجات تحلل مركبات الكربون الكلورية فلورية على حمض الهيدروفلوريك وحمض الهيدروكلوريك إلى جانب كميات أصغر من الفوسجين وفلوريد الكربونيل. المركب الأخير غير مستقر للغاية للتحلل المائي ويتغير بسرعة إلى حمض الهيدروفلوريك وثاني أكسيد الكربون في وجود الرطوبة.

أهم ثلاث مركبات كربونية فلورية من الناحية التجارية (ثلاثي كلورو فلورو ميثان, ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان و ثلاثي كلورو ثلاثي فلورو الإيثان) تم اختبارها من أجل إحداث الطفرات والتأثيرات المسخية مع نتائج سلبية. كلورو ثنائي فلورو ميثان، التي تلقت بعض الاهتمام باعتبارها دافعًا محتملًا للهباء الجوي ، وجد أنها مطفرة في اختبارات الطفرات البكتيرية. أعطت اختبارات التعرض مدى الحياة بعض الأدلة على السرطنة في ذكور الفئران المعرضة لـ 50,000 جزء في المليون (5٪) ، ولكن ليس 10,000 جزء في المليون (1٪). لم يلاحظ التأثير في إناث الجرذان أو في الأنواع الأخرى. قامت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) بتصنيفها في المجموعة 3 (دليل محدود على السرطنة في الحيوانات) ، كان هناك بعض الأدلة على المسخية في الفئران المعرضة لـ 50,000 جزء في المليون (5٪) ، ولكن ليس عند 10,000 جزء في المليون (1٪). ) ، ولم يكن هناك دليل على الأرانب حتى 50,000 جزء في المليون.

يجب إبعاد ضحايا التعرض للفلوروكربون من البيئة الملوثة ومعالجتهم بأعراض. لا ينبغي إعطاء الأدرينالين ، بسبب احتمالية التسبب في عدم انتظام ضربات القلب أو توقفه.

Tetrafluoroethylene

المخاطر الرئيسية ل رباعي فلورو إيثيلين المونومر هو قابليته للاشتعال على نطاق واسع من التركيزات (11 إلى 60٪) وقابلية الانفجار المحتملة. يتسم رباعي فلورو إيثيلين غير المحظور بكونه عرضة للبلمرة العفوية و / أو الثنائيات ، وكلاهما يكون طارد للحرارة. يمكن أن يؤدي ارتفاع الضغط الناتج في حاوية مغلقة إلى حدوث انفجار ، وقد تم الإبلاغ عن عدد من هذه الحالات. يُعتقد أن هذه التفاعلات العفوية تبدأ من الشوائب النشطة مثل الأكسجين.

لا يمثل رباعي فلورو إيثيلين الكثير من مخاطر السمية الحادة في حد ذاته ، LC50 لجرذان التعرض لمدة 4 ساعات 40,000،XNUMX جزء في المليون. لا تظهر الفئران التي تموت من التعرض المميت أضرارًا في الرئتين فحسب ، بل تظهر أيضًا تغيرات تنكسية في الكلى ، كما تظهر الأخيرة أيضًا بواسطة الفلوروكينات الأخرى ولكن ليس بالفلورو ألكانات.

هناك خطر آخر يتعلق بالشوائب السامة المتكونة أثناء التحضير أو الانحلال الحراري لرباعي فلورو إيثيلين ، على وجه الخصوص ثماني فلورو أيزو بوتيلين، الذي يحتوي على تركيز مميت تقريبي يبلغ 0.76 جزء في المليون فقط لتعرض الفئران لمدة 4 ساعات. تم وصف عدد قليل من الوفيات من التعرض لهذه "الغلايات العالية". بسبب المخاطر المحتملة ، لا ينبغي إجراء تجارب عرضية مع رباعي فلورو إيثيلين من قبل غير المهرة.

تدابير السلامة والصحة. يتم نقل وشحن رباعي فلورو إيثيلين في أسطوانات فولاذية تحت ضغط عالٍ. في ظل هذه الظروف ، يجب تثبيط المونومر لمنع البلمرة العفوية أو الثنائيات. يجب تزويد الأسطوانات بأجهزة تخفيف الضغط ، على الرغم من أنه لا ينبغي التغاضي عن إمكانية توصيل هذه الأجهزة بالبوليمر.

تفلون (polytetrafluoroethylene) عن طريق بلمرة رباعي فلورو إيثيلين مع محفز الأكسدة والاختزال. التفلون ليس خطرا في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك ، إذا تم تسخينها إلى 300 إلى 500 درجة مئوية ، فإن منتجات الانحلال الحراري تشمل فلوريد الهيدروجين وثماني فلورو أيزوبوتيلين. في درجات حرارة أعلى ، من 500 إلى 800 درجة مئوية ، يتم إنتاج فلوريد الكربونيل. فوق 650 درجة مئوية ، يتم إنتاج رابع فلوريد الكربون وثاني أكسيد الكربون. يمكن أن يسبب حمى دخان البوليمر ، وهو مرض شبيه بالإنفلونزا. السبب الأكثر شيوعًا للمرض هو إشعال السجائر الملوثة بغبار التفلون. كما تم الإبلاغ عن وذمة رئوية.

أدوية التخدير بالفلوروكربون. هالوثان هو مخدر استنشاق قديم ، وغالبًا ما يستخدم مع أكسيد النيتروز. الأيزوفلورين و إنفلوران أصبحت أكثر شيوعًا لأن آثارها الجانبية المبلغ عنها أقل من هالوثان.

ينتج هالوثان التخدير بتركيزات تزيد عن 6,000 جزء في المليون. يؤدي التعرض لـ 1,000 جزء في المليون لمدة 30 دقيقة إلى حدوث شذوذ في الاختبارات السلوكية التي لا تحدث عند 200 جزء في المليون. لا توجد تقارير عن تهيج أو حساسية في الجلد أو العين أو الجهاز التنفسي. تم الإبلاغ عن التهاب الكبد بتركيزات تحت التخدير ، وقد حدث التهاب الكبد الوخيم - المميت في بعض الأحيان - في المرضى الذين تعرضوا بشكل متكرر لتركيزات التخدير. لم يتم العثور على سمية الكبد من التعرض المهني ل الأيزوفلورين or إنفلوران. حدث التهاب الكبد في المرضى الذين تعرضوا لـ 6,000 جزء في المليون من إنفلوران أو أعلى ؛ تم الإبلاغ أيضًا عن حالات من استخدام الأيزوفلورين ، ولكن لم يتم إثبات دوره.

وجدت إحدى الدراسات التي أجريت على الحيوانات عن سمية الكبد عدم وجود آثار سامة في الفئران التي تعرضت مرارًا وتكرارًا لـ 100 جزء في المليون من الهالوثان في الهواء ؛ وجدت دراسة أخرى نخرًا في المخ والكبد والكلى عند 10 جزء في المليون ، وفقًا لملاحظات المجهر الإلكتروني. لم يتم العثور على أي آثار في الفئران التي تعرضت لـ 1,000 جزء في المليون من إنفلوران لمدة 4 ساعات / يوم لمدة 70 يومًا تقريبًا. كان الانخفاض الطفيف في زيادة وزن الجسم هو التأثير الوحيد الذي تم العثور عليه عندما تعرضوا لـ 3,000 جزء في المليون لمدة 4 ساعات / يوم ، 5 أيام / أسبوع لمدة تصل إلى 78 أسبوعًا. في دراسة أخرى ، تم العثور على فقدان الوزن الشديد والوفيات مع تلف الكبد في الفئران التي تعرضت باستمرار لـ 700 جزء في المليون من enflurane لمدة تصل إلى 17 يومًا. في نفس الدراسة ، لم تظهر أي آثار في الفئران أو خنازير غينيا التي تعرضت لمدة 5 أسابيع. مع الأيزوفلورين ، أدى التعرض المستمر للفئران إلى 150 جزء في المليون وما فوق في الهواء إلى انخفاض زيادة وزن الجسم. شوهدت تأثيرات مماثلة في خنازير غينيا ، ولكن ليس على الفئران ، عند 1,500 جزء في المليون. لم يلاحظ أي تأثير معنوي في الفئران المعرضة 4 ساعات / يوم ، 5 أيام / أسبوع لمدة 9 أسابيع حتى 1,500 جزء في المليون.

لم يتم العثور على أي دليل على الطفرات الجينية أو السرطنة في الدراسات التي أجريت على الحيوانات على الإنفلوران أو الأيزوفلورين ، أو في الدراسات الوبائية للهالوثان. لم يتم التحقق من الدراسات الوبائية المبكرة التي تشير إلى الآثار التناسلية السلبية للهالوثان وغيره من أدوية الاستنشاق للتعرض للهالوثان في الدراسات اللاحقة.

لم يتم العثور على دليل مقنع على تأثيرات الجنين في الفئران التي تعرضت للهالوثان حتى 800 جزء في المليون ، ولا يوجد تأثير على الخصوبة مع التعرض المتكرر حتى 1,700 جزء في المليون. كان هناك بعض السمية الجنينية (ولكن ليس المسخية) عند 1,600 جزء في المليون وأكثر. في الفئران ، كان هناك سمية جنينية عند 1,000 جزء في المليون ولكن ليس 500 جزء في المليون. لم تجد الدراسات الإنجابية للإنفلوران أي آثار على الخصوبة لدى الفئران بتركيزات تصل إلى 10,000 جزء في المليون ، مع بعض الأدلة على وجود خلل في الحيوانات المنوية عند 12,000 جزء في المليون. لم يكن هناك دليل على وجود مسخ في الفئران التي تعرضت لما يصل إلى 7,500 جزء في المليون أو في الفئران عند 5,000 جزء في المليون. كان هناك دليل طفيف على سمية الجنين / الجنين في الفئران الحوامل المعرضة ل 1,500 جزء في المليون. مع إيزوفلورين ، لم يكن لتعرض ذكور الفئران بمعدل يصل إلى 4,000 جزء في المليون لمدة 4 ساعات / يوم لمدة 42 يومًا أي تأثير على الخصوبة. لم تكن هناك تأثيرات سامة للجنين في الفئران الحوامل المعرضة عند 4,000 جزء في المليون لمدة 4 ساعات / يوم لمدة أسبوعين ؛ أدى تعرض الفئران الحوامل إلى 2 جزء في المليون إلى خسارة طفيفة في وزن جسم الجنين. في دراسة أخرى ، تم العثور على انخفاض حجم القمامة ووزن جسم الجنين وتأثيرات النمو في أجنة الفئران التي تعرضت لـ 10,500 جزء في المليون من الأيزوفلورين لمدة 6,000 ساعات / يوم في الأيام 4 إلى 6 من الحمل. لم يتم العثور على آثار عند 15 أو 60 جزء في المليون.

طاولات الفلوروكربونات

الجدول 1 - المعلومات الكيميائية.

الجدول 2 - المخاطر الصحية.

الجدول 3 - المخاطر الفيزيائية والكيميائية.

الجدول 4 - الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

 

الرجوع

عرض 6365 مرات تم إجراء آخر تعديل يوم الأحد ، 07 آب (أغسطس) 2011 02:21
المزيد في هذه الفئة: «الاثيرات جلايكول ايثرات »

"إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "

المحتويات