Mercoledì, Agosto 03 2011 04: 35

Fluorocarburi

Vota questo gioco
(Voto 1)

I fluorocarburi sono derivati ​​da idrocarburi mediante la sostituzione di fluoro per alcuni o tutti gli atomi di idrogeno. Gli idrocarburi in cui alcuni degli atomi di idrogeno sono sostituiti da cloro o bromo in aggiunta a quelli sostituiti da fluoro (p. es., clorofluoroidrocarburi, bromofluoroidrocarburi) sono generalmente inclusi nella classificazione dei fluorocarburi, ad esempio il bromoclorodifluorometano (CClBrF2).

Il primo fluorocarburo economicamente importante fu il diclorodifluorometano (CCl2F2), introdotto nel 1931 come refrigerante di tossicità molto inferiore rispetto all'anidride solforosa, all'ammoniaca o al clorometano, che erano i refrigeranti attualmente popolari.

si utilizza

In passato i fluorocarburi venivano usati come refrigeranti, propellenti per aerosol, solventi, agenti schiumogeni, estintori e intermedi polimerici. Come discusso di seguito, le preoccupazioni circa gli effetti dei clorofluorocarburi nell'esaurimento dello strato di ozono nell'atmosfera superiore hanno portato al divieto di queste sostanze chimiche.

triclorofluorometano ed dicloromonofluorometano erano precedentemente usati come propellenti per aerosol. triclorofluorometano attualmente funziona come agente detergente e sgrassante, refrigerante e agente espandente per schiume poliuretaniche. Viene utilizzato anche negli estintori e nell'isolamento elettrico e come fluido dielettrico. Il dicloromonofluorometano viene utilizzato nella fabbricazione di bottiglie di vetro, nei fluidi di scambio termico, come refrigerante per macchine centrifughe, come solvente e come agente espandente.

Diclorotetrafluoroetano è un solvente, diluente, detergente e sgrassante per circuiti stampati. Viene utilizzato come agente schiumogeno negli estintori, come refrigerante nei sistemi di raffreddamento e condizionamento dell'aria, nonché per la raffinazione del magnesio, per inibire l'erosione del metallo nei fluidi idraulici e per rinforzare le bottiglie. dichlorodifluoromethane veniva utilizzato anche per la fabbricazione di bottiglie di vetro; come aerosol per cosmetici, vernici e insetticidi; e per la depurazione dell'acqua, del rame e dell'alluminio. Tetrafluoruro di carbonio è un propellente per razzi e per la guida satellitare, e tetrafluoroetilene viene utilizzato nella preparazione di propellenti per aerosol di prodotti alimentari. Cloropentafluoroetano è un propellente nelle preparazioni alimentari aerosol e un refrigerante per elettrodomestici e condizionatori mobili. clorotrifluorometano, clorodifluorometano, trifluorometano, 1,1-difluoroetano ed 1,1,-clorodifluoroetano sono anche refrigeranti.

Molti dei fluorocarburi sono usati come intermedi chimici e solventi in vari settori, come il tessile, il lavaggio a secco, la fotografia e la plastica. Inoltre, alcuni hanno funzioni specifiche come inibitori di corrosione e rilevatori di perdite. Teflon viene utilizzato nella produzione di materie plastiche per alte temperature, indumenti protettivi, tubi e lastre per laboratori chimici, isolanti elettrici, interruttori automatici, cavi, fili e rivestimenti antiaderenti. Clorotrifluorometano è usato per indurire i metalli, e 1,1,1,2-tetracloro-2,2-difluoroetano ed diclorodifluorometano sono utilizzati per rilevare crepe superficiali e difetti metallici.

Alotano, isoflurano ed enflurano sono usati come anestetici per inalazione.

Rischi ambientali

Negli anni '1970 e '1980 si sono accumulate prove del fatto che i fluorocarburi stabili e altre sostanze chimiche come il bromuro di metile e l'1,1,1-tricloroetano si diffonderebbero lentamente verso l'alto nella stratosfera una volta rilasciati, dove un'intensa radiazione ultravioletta potrebbe causare il rilascio di atomi di cloro liberi da parte delle molecole. Questi atomi di cloro reagiscono con l'ossigeno come segue:

Cl+O3 = ClO + O2

ClO + O = Cl + O2

O + o3 = 2O2

Poiché gli atomi di cloro vengono rigenerati nella reazione, sarebbero liberi di ripetere il ciclo; il risultato netto sarebbe un significativo impoverimento dell'ozono stratosferico, che protegge la terra dalle dannose radiazioni ultraviolette solari. L'aumento delle radiazioni ultraviolette comporterebbe un aumento del cancro della pelle, influenzerebbe i raccolti e la produttività delle foreste e influenzerebbe l'ecosistema marino. Gli studi sull'atmosfera superiore hanno mostrato aree di riduzione dell'ozono nell'ultimo decennio.

A causa di questa preoccupazione, a partire dal 1979 quasi tutti i prodotti aerosol contenenti clorofluorocarburi sono stati vietati in tutto il mondo. Nel 1987 è stato firmato un accordo internazionale, il Protocollo di Montreal sulle sostanze che riducono lo strato di ozono. Il protocollo di Montreal controlla la produzione e il consumo di sostanze che possono causare l'impoverimento dell'ozono. Ha stabilito una scadenza del 1996 per eliminare completamente la produzione e il consumo di clorofluorocarburi nei paesi sviluppati. I paesi in via di sviluppo hanno altri 10 anni per raggiungere la conformità. Sono stati stabiliti controlli anche per halon, tetracloruro di carbonio, 1,1,1-tricloroetano (metilcloroformio), idroclorofluorocarburi (HCFC), idrobromofluorocarburi (HBFC) e bromuro di metile. Alcuni usi essenziali di queste sostanze chimiche sono consentiti laddove non siano disponibili alternative tecnicamente ed economicamente fattibili.

Pericoli

I fluorocarburi sono, in generale, meno tossici dei corrispondenti idrocarburi clorurati o bromurati. Questa minore tossicità può essere associata alla maggiore stabilità del legame CF, e forse anche alla minore solubilità lipoide dei materiali più altamente fluorurati. A causa del loro basso livello di tossicità, è stato possibile selezionare fluorocarburi sicuri per gli usi previsti. E a causa della storia dell'uso sicuro in queste applicazioni, è erroneamente cresciuta la credenza popolare che i fluorocarburi siano completamente sicuri in tutte le condizioni di esposizione.

In una certa misura, i fluorocarburi volatili possiedono proprietà narcotiche simili, ma più deboli, a quelle mostrate dagli idrocarburi clorurati. Inalazione acuta di 2,500 ppm di triclorotrifluoroetano induce intossicazione e perdita di coordinazione psicomotoria nell'uomo; questo avviene a 10,000 ppm (1%) con diclorodifluorometano. Se diclorodifluorometano viene inalato a 150,000 ppm (15%) , ne risulta la perdita di coscienza. Sono stati segnalati oltre 100 decessi dall'annusare di fluorocarburi spruzzando contenitori di aerosol contenenti diclorodifluorometano come propellente in un sacchetto di carta e inalandolo. Alla Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH) TLV di 1,000 ppm, gli effetti narcotici non sono sperimentati dagli esseri umani.

Gli effetti tossici da esposizione ripetuta, come danni al fegato o ai reni, non sono stati prodotti dai fluorometani e dai fluoroetani. I fluoroalcheni, come tetrafluoroetilene, esafluoropropilene or clorotrifluoroetilene, può produrre danni al fegato e ai reni negli animali da esperimento dopo un'esposizione prolungata e ripetuta a concentrazioni appropriate.

Anche la tossicità acuta dei fluoroalcheni è sorprendente in alcuni casi. Perfluoroisobutilene è un esempio eccezionale. Con una L.C50 di 0.76 ppm per esposizioni di 4 ore per i ratti, è più tossico del fosgene. Come il fosgene, produce un edema polmonare acuto. D'altra parte, il fluoruro di vinile e il fluoruro di vinilidene sono fluoroalcani a bassissima tossicità.

Come molti altri vapori di solventi e anestetici chirurgici, i fluorocarburi volatili possono anche produrre aritmia cardiaca o arresto cardiaco in circostanze in cui una quantità anormalmente elevata di adrenalina viene secreta endogena (come rabbia, paura, eccitazione, sforzo intenso). Le concentrazioni necessarie per produrre questo effetto sono ben al di sopra di quelle normalmente incontrate durante l'uso industriale di questi materiali.

Nei cani e nelle scimmie, entrambi clorodifluorometano ed diclorodifluorometano causare depressione respiratoria precoce, broncocostrizione, tachicardia, depressione miocardica e ipotensione a concentrazioni dal 5 al 10%. Clorodifluorometanoe, rispetto a diclorodifluorometano, non causa aritmie cardiache nelle scimmie (sebbene lo faccia nei topi) e non diminuisca la compliance polmonare nelle scimmie.

Misure di sicurezza e salute. Tutti i fluorocarburi subiranno una decomposizione termica se esposti a fiamme o metallo incandescente. I prodotti di decomposizione dei clorofluorocarburi includeranno acido fluoridrico e acido cloridrico insieme a quantità minori di fosgene e fluoruro di carbonile. L'ultimo composto è molto instabile all'idrolisi e si trasforma rapidamente in acido fluoridrico e anidride carbonica in presenza di umidità.

I tre fluorocarburi commercialmente più importanti (triclorofluorometano, diclorodifluorometano ed triclorotrifluoroetano) sono stati testati per mutagenicità e teratogenicità con esito negativo. Clorodifluorometano, che ha ricevuto una certa considerazione come possibile propellente per aerosol, è risultato essere mutageno nei test di mutagenicità batterica. I test di esposizione a vita hanno fornito alcune prove di cancerogenicità nei ratti maschi esposti a 50,000 ppm (5%), ma non a 10,000 ppm (1%). L'effetto non è stato osservato nelle femmine di ratto o in altre specie. L'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) lo ha classificato nel Gruppo 3 (prove limitate di cancerogenicità negli animali). C'è stata qualche evidenza di teratogenicità nei ratti esposti a 50,000 ppm (5%), ma non a 10,000 ppm (1% ), e non c'erano prove nei conigli fino a 50,000 ppm.

Le vittime dell'esposizione al fluorocarburo devono essere rimosse dall'ambiente contaminato e trattate sintomaticamente. L'adrenalina non deve essere somministrata, a causa della possibilità di indurre aritmie cardiache o arresto.

tetrafluoroetilene

I principali rischi di tetrafluoroetilene monomero sono la sua infiammabilità in un ampio intervallo di concentrazioni (dall'11 al 60%) e la potenziale esplosività. Il tetrafluoroetilene non inibito è soggetto a polimerizzazione e/o dimerizzazione spontanea, entrambe reazioni esotermiche. Il conseguente aumento di pressione in un contenitore chiuso può provocare un'esplosione, e ne sono state segnalate diverse. Si pensa che queste reazioni spontanee siano avviate da impurità attive come l'ossigeno.

Il tetrafluoroetilene non presenta di per sé un rischio tossico acuto, il LC50 per un'esposizione di 4 ore di ratti pari a 40,000 ppm. I ratti che muoiono per esposizioni letali mostrano non solo danni ai polmoni, ma anche cambiamenti degenerativi nel rene, quest'ultimo mostrato anche da altri fluoroalcheni ma non dai fluoroalcani.

Un altro pericolo riguarda le impurità tossiche formatesi durante la preparazione o la pirolisi del tetrafluoroetilene, in particolare ottafluoroisobutilene, che ha una concentrazione letale approssimativa di soli 0.76 ppm per un'esposizione di 4 ore di ratti. Sono stati descritti alcuni incidenti mortali dovuti all'esposizione a questi "alti bollenti". A causa dei potenziali pericoli, gli esperimenti casuali con il tetrafluoroetilene non dovrebbero essere intrapresi da persone non qualificate.

Misure di sicurezza e salute. Il tetrafluoroetilene viene trasportato e spedito in bombole di acciaio ad alta pressione. In tali condizioni il monomero dovrebbe essere inibito per prevenire la polimerizzazione o la dimerizzazione spontanea. Le bombole dovrebbero essere dotate di dispositivi di decompressione, sebbene non si debba trascurare il fatto che tali dispositivi potrebbero ostruirsi con il polimero.

Teflon (politetrafluoroetilene) viene sintetizzato dalla polimerizzazione del tetrafluoroetilene con un catalizzatore redox. Il teflon non è pericoloso a temperatura ambiente. Tuttavia, se viene riscaldato da 300 a 500 °C, i prodotti di pirolisi includono acido fluoridrico e ottafluoroisobutilene. A temperature più elevate, da 500 a 800 °C, viene prodotto fluoruro di carbonile. Al di sopra di 650 °C vengono prodotti tetrafluoruro di carbonio e anidride carbonica. Può causare febbre da fumi di polimero, una malattia simil-influenzale. La causa più comune di malattia è da sigarette accese contaminate da polvere di teflon. È stato riportato anche edema polmonare.

Anestetici al fluorocarbonio. Alotano è un vecchio anestetico per inalazione, spesso utilizzato in combinazione con il protossido di azoto. isoflurano ed enflurano stanno diventando più popolari perché hanno meno effetti collaterali segnalati rispetto a alotano.

L'alotano produce anestesia a concentrazioni superiori a 6,000 ppm. L'esposizione a 1,000 ppm per 30 minuti provoca anomalie nei test comportamentali che non si verificano a 200 ppm. Non ci sono segnalazioni di irritazione o sensibilizzazione della pelle, degli occhi o delle vie respiratorie. L'epatite è stata segnalata a concentrazioni sub-anestetiche e l'epatite grave, talvolta fatale, si è verificata in pazienti ripetutamente esposti a concentrazioni di anestetico. Non è stata riscontrata tossicità epatica da esposizioni professionali a isoflurano or enflurano. L'epatite si è verificata in pazienti esposti a 6,000 ppm di enflurano o superiori; sono stati segnalati casi anche dall'uso di isoflurano, ma il suo ruolo non è stato dimostrato.

Uno studio sugli animali sulla tossicità epatica non ha rilevato effetti tossici nei ratti esposti ripetutamente a 100 ppm di alotano nell'aria; un altro studio ha rilevato necrosi cerebrale, epatica e renale a 10 ppm, secondo le osservazioni al microscopio elettronico. Nessun effetto è stato riscontrato nei topi esposti a 1,000 ppm di enflurano per 4 ore/giorno per circa 70 giorni; una leggera riduzione dell'aumento di peso corporeo è stato l'unico effetto riscontrato quando sono stati esposti a 3,000 ppm per 4 ore/giorno, 5 giorni/settimana fino a 78 settimane. In un altro studio, nei topi esposti ininterrottamente a 700 ppm di enflurano per un massimo di 17 giorni, sono state riscontrate gravi perdite di peso e decessi con danno epatico; nello stesso studio non sono stati osservati effetti in ratti o cavie esposti per 5 settimane. Con l'isoflurano, l'esposizione continua dei topi a 150 ppm e oltre nell'aria ha causato un ridotto aumento di peso corporeo. Effetti simili sono stati osservati nelle cavie, ma non nei ratti, a 1,500 ppm. Nessun effetto significativo è stato osservato nei topi esposti 4 ore/giorno, 5 giorni/settimana per 9 settimane fino a 1,500 ppm.

Nessuna evidenza di mutagenicità o cancerogenicità è stata trovata negli studi sugli animali con enflurano o isoflurano o negli studi epidemiologici sull'alotano. I primi studi epidemiologici che suggerivano effetti riproduttivi avversi da alotano e altri anestetici per inalazione non sono stati verificati per l'esposizione ad alotano in studi successivi.

Nessuna prova convincente di effetti fetali è stata trovata nei ratti con esposizioni di alotano fino a 800 ppm e nessun effetto sulla fertilità con esposizioni ripetute fino a 1,700 ppm. C'era una certa fetotossicità (ma non teratogenicità) a 1,600 ppm e oltre. Nei topi, c'era fetotossicità a 1,000 ppm ma non a 500 ppm. Gli studi sulla riproduzione dell'enflurano non hanno riscontrato effetti sulla fertilità nei topi a concentrazioni fino a 10,000 ppm, con qualche evidenza di anormalità dello sperma a 12,000 ppm. Non c'è stata evidenza di teratogenicità nei topi esposti fino a 7,500 ppm o nei ratti fino a 5,000 ppm. C'è stata una lieve evidenza di embrio/fetotossicità nelle ratte gravide esposte a 1,500 ppm. Con isoflurano, l'esposizione di topi maschi fino a 4,000 ppm per 4 ore/giorno per 42 giorni non ha avuto alcun effetto sulla fertilità. Non sono stati osservati effetti fetotossici in topi gravidi esposti a 4,000 ppm per 4 ore/giorno per 2 settimane; l'esposizione di ratte gravide a 10,500 ppm ha prodotto una minore perdita di peso corporeo fetale. In un altro studio, nei feti di topi esposti a 6,000 ppm di isoflurano per 4 ore al giorno nei giorni da 6 a 15 di gravidanza sono stati riscontrati una riduzione delle dimensioni della cucciolata e del peso corporeo del feto ed effetti sullo sviluppo; non sono stati riscontrati effetti a 60 o 600 ppm.

Tabelle di fluorocarburi

Tabella 1 - Informazioni chimiche.

Tabella 2 - Rischi per la salute.

Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.

Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.

 

Di ritorno

Leggi 6362 volte Ultima modifica domenica 07 agosto 2011 02:21
Altro in questa categoria: «Eteri Eteri glicolici »

" DISCLAIMER: L'ILO non si assume alcuna responsabilità per i contenuti presentati su questo portale Web presentati in una lingua diversa dall'inglese, che è la lingua utilizzata per la produzione iniziale e la revisione tra pari del contenuto originale. Alcune statistiche non sono state aggiornate da allora la produzione della 4a edizione dell'Enciclopedia (1998)."

Contenuti