Fluorocarbons hutokana na hidrokaboni kwa uingizwaji wa florini kwa baadhi au atomi zote za hidrojeni. Hidrokaboni ambamo baadhi ya atomi za hidrojeni hubadilishwa na klorini au bromini pamoja na zile zinazobadilishwa na florini (kwa mfano, klorofluorohydrocarbons, bromofluorohydrocarbons) kwa ujumla hujumuishwa katika uainishaji wa fluorocarbons—kwa mfano, bromochlorodifluoromethane (CClBrF).2).
Fluorocarbon ya kwanza muhimu kiuchumi ilikuwa dichlorodifluoromethane (CCl2F2), ambayo ilianzishwa mwaka wa 1931 kama friji ya sumu ya chini zaidi kuliko dioksidi ya sulfuri, amonia au kloromethane, ambazo zilikuwa friji maarufu kwa sasa.
matumizi
Hapo awali, fluorocarbons zilitumika kama vijokofu, vichochezi vya erosoli, vimumunyisho, mawakala wa kupulizia povu, vizima-moto na viambata vya polima. Kama ilivyojadiliwa hapa chini, wasiwasi juu ya athari za klorofluorocarbons katika kuharibu safu ya ozoni katika anga ya juu imesababisha kupigwa marufuku kwa kemikali hizi.
Trichlorofluoromethane na dikloromonofluoromethane hapo awali zilitumika kama vichochezi vya erosoli. Trichlorofluoromethane kwa sasa hufanya kazi kama wakala wa kusafisha na kuondoa mafuta, jokofu, na wakala wa kupulizia kwa povu za polyurethane. Pia hutumiwa katika vizima moto na insulation ya umeme, na kama maji ya dielectric. Dichloromonofluoromethane hutumika katika utengenezaji wa chupa za glasi, katika vimiminika vya kubadilishana joto, kama jokofu kwa mashine za katikati, kama kutengenezea na kama wakala wa kupuliza.
Dichlorotetrafluoroethane ni kutengenezea, kiyeyushaji, na kusafisha na kupunguza mafuta kwa bodi za saketi zilizochapishwa. Inatumika kama wakala wa kutoa povu katika vizima-moto, jokofu katika mifumo ya baridi na hali ya hewa, na vile vile kusafisha magnesiamu, kuzuia mmomonyoko wa chuma katika maji ya majimaji, na kuimarisha chupa. Dichlorodifluoromethane pia ilitumika kwa utengenezaji wa chupa za glasi; kama erosoli ya vipodozi, rangi na wadudu; na kwa ajili ya kusafisha maji, shaba na alumini. Tetrafluoridi ya kaboni ni propellant kwa roketi na kwa uongozi wa satelaiti, na tetrafluoroethilini hutumika katika utayarishaji wa propellants kwa erosoli za bidhaa za chakula. Chloropentafluoroethane ni propellant katika maandalizi ya chakula cha erosoli na jokofu kwa vifaa vya nyumbani na viyoyozi vya rununu. Chlorotrifluoromethane, chlorodifluoromethane, trifluoromethane, 1,1-difluoroethane na 1,1,-chlorodifluoroethane pia ni friji.
Fluorocarbon nyingi hutumiwa kama viingilizi vya kemikali na vimumunyisho katika tasnia mbalimbali, kama vile nguo, drycleaning, upigaji picha na plastiki. Kwa kuongezea, chache zina kazi maalum kama vizuizi vya kutu na vigundua uvujaji. Teflon hutumika katika utengenezaji wa plastiki za joto la juu, nguo za kinga, neli na karatasi kwa maabara za kemikali, vihami vya umeme, vivunja mzunguko, nyaya, waya na mipako ya kupambana na fimbo. Chlorotrifluoromethane hutumiwa kwa ugumu wa metali, na 1,1,1,2-tetrachloro-2,2-difluoroethane na dichlorodifluoromethane hutumiwa kugundua nyufa za uso na kasoro za chuma.
Halothane, isoflurane na enflurane hutumika kama anesthesia ya kuvuta pumzi.
Hatari za Mazingira
Katika miaka ya 1970 na 1980, ushahidi ulikusanya kwamba fluorocarboni thabiti na kemikali zingine kama vile methyl bromidi na 1,1,1-trikloroethane zingeenea polepole kwenda juu kwenye angavu ilipotolewa, ambapo mionzi mikali ya urujuanimno inaweza kusababisha molekuli kutoa atomi za klorini bila malipo. Atomi hizi za klorini huguswa na oksijeni kama ifuatavyo:
Cl + O3 = ClO + O2
ClO + O = Cl + O2
O+O3 = 2O2
Kwa kuwa atomi za klorini huzaliwa upya katika mmenyuko, zingekuwa huru kurudia mzunguko; matokeo ya jumla yatakuwa upungufu mkubwa wa ozoni ya stratospheric, ambayo huilinda dunia kutokana na mionzi hatari ya jua ya urujuanimno. Kuongezeka kwa mionzi ya ultraviolet kungesababisha kuongezeka kwa saratani ya ngozi, kuathiri mavuno ya mazao na uzalishaji wa misitu, na kuathiri mfumo wa ikolojia wa baharini. Uchunguzi wa anga ya juu umeonyesha maeneo ya uharibifu wa ozoni katika miaka kumi iliyopita.
Kutokana na wasiwasi huu, kuanzia mwaka wa 1979 karibu bidhaa zote za erosoli zenye klorofluorocarbon zimepigwa marufuku duniani kote. Mnamo 1987, makubaliano ya kimataifa, Itifaki ya Montreal juu ya Vitu Vinavyopunguza Tabaka la Ozoni, yalitiwa saini. Itifaki ya Montreal inadhibiti uzalishaji na matumizi ya vitu vinavyoweza kusababisha uharibifu wa ozoni. Ilianzisha makataa ya 1996 ya kukomesha kabisa uzalishaji na matumizi ya klorofluorocarbons katika nchi zilizoendelea. Nchi zinazoendelea zina miaka 10 ya ziada kufikia utiifu huo. Udhibiti pia ulianzishwa kwa haloni, tetrakloridi kaboni, 1,1,1-trikloroethane (methylklorofomu), hidroklorofluorocarbons (HCFCs), hidrobromofluorocarbons (HBFCs) na bromidi ya methyl. Baadhi ya matumizi muhimu ya kemikali hizi yanaruhusiwa pale ambapo hakuna njia mbadala zinazowezekana za kiufundi na kiuchumi.
Hatari
Fluorocarbons, kwa ujumla, ni chini ya sumu kuliko hidrokaboni zinazofanana za klorini au brominated. Sumu hii ya chini inaweza kuhusishwa na uthabiti mkubwa wa dhamana ya CF, na labda pia na umumunyifu wa chini wa lipoid wa nyenzo zenye florini zaidi. Kwa sababu ya kiwango chao cha chini cha sumu, imewezekana kuchagua fluorocarbons ambazo ni salama kwa matumizi yao yaliyokusudiwa. Na kwa sababu ya historia ya matumizi salama katika programu hizi, kumekua kimakosa imani maarufu kwamba fluorocarbons ni salama kabisa chini ya hali zote za mfiduo.
Kwa kiasi fulani, fluorocarbons tete humiliki mali ya narcotic sawa na, lakini dhaifu kuliko, iliyoonyeshwa na hidrokaboni za klorini. Kuvuta pumzi kwa papo hapo kwa 2,500 ppm trichlorotrifluoroethane husababisha ulevi na upotezaji wa uratibu wa psychomotor kwa wanadamu; hii hutokea kwa 10,000 ppm (1%) na dichlorodifluoromethane. Kama dichlorodifluoromethane inavutwa kwa 150,000 ppm (15%), matokeo ya kupoteza fahamu. Zaidi ya vifo 100 vimeripotiwa kutokana na kunusa fluorocarbons kwa kunyunyizia vyombo vya erosoli vyenye d.ichlorodifluoromethane kama propellant ndani ya mfuko wa karatasi na kuvuta pumzi. Katika Mkutano wa Marekani wa Wataalamu wa Usafi wa Viwanda wa Kiserikali (ACGIH) TLV wa 1,000 ppm, athari za narcotic hazipatikani na wanadamu.
Madhara ya sumu kutokana na kufichuliwa mara kwa mara, kama vile uharibifu wa ini au figo, hayajatolewa na fluoromethanes na fluoroethanes. Fluoroalkenes, kama vile tetrafluoroethilini, hexafluoropropen or klorotrifluoroethilini, inaweza kutoa uharibifu wa ini na figo katika wanyama wa majaribio baada ya kufichuliwa kwa muda mrefu na mara kwa mara kwa viwango vinavyofaa.
Hata sumu kali ya fluoroalkenes ni ya kushangaza katika baadhi ya matukio. Perfluoroisobutylene ni mfano bora. Pamoja na LC50 ya 0.76 ppm kwa mfiduo wa saa 4 kwa panya, ni sumu zaidi kuliko fosjini. Kama fosjini, hutoa uvimbe mkali wa mapafu. Kwa upande mwingine, floridi ya vinyl na floridi ya vinylidene ni fluoroalkanes ya sumu ya chini sana.
Sawa na mivuke mingine mingi ya kutengenezea na dawa za kupunguza maumivu ya upasuaji, fluorocarbons tete zinaweza pia kutokeza arrhythmia ya moyo au kukamatwa katika hali ambapo kiasi kikubwa cha adrenaline kinatolewa kwa njia isiyo ya kawaida (kama vile hasira, hofu, msisimko, jitihada kali). Viwango vinavyohitajika ili kutoa athari hii ni zaidi ya zile zinazopatikana wakati wa matumizi ya viwandani ya nyenzo hizi.
Katika mbwa na nyani, wote wawili klorodifluoromethane na dichlorodifluoromethane kusababisha unyogovu wa kupumua mapema, bronchoconstriction, tachycardia, unyogovu wa myocardial na hypotension katika viwango vya 5 hadi 10%. Chlorodifluoromethanie, kwa kulinganisha na dichlorodifluoromethane, haisababishi arrhythmias ya moyo kwa nyani (ingawa hufanya katika panya) na haipunguzi kufuata kwa mapafu kwa nyani.
Hatua za usalama na afya. Fluorokaboni zote zitatengana na joto zikiwekwa kwenye mwali au chuma chenye joto kali. Bidhaa za mtengano wa klorofluorokaboni zitajumuisha hidrofloriki na asidi hidrokloriki pamoja na kiasi kidogo cha fosjini na floridi ya kabonili. Kiwanja cha mwisho ni imara sana kwa hidrolisisi na hubadilika haraka kwa asidi hidrofloriki na dioksidi kaboni mbele ya unyevu.
Fluorocarbons tatu muhimu zaidi kibiashara (trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane na trichlorotrifluoroethane) wamejaribiwa kwa mutagenicity na teratogenicity na matokeo hasi. Chlorodifluoromethane, ambayo ilizingatiwa kama kichocheo kinachowezekana cha erosoli, ilipatikana kuwa ya kubadilika-badilika katika majaribio ya utajeni wa bakteria. Majaribio ya kukabiliwa na hatari ya maisha yote yalitoa ushahidi fulani wa kasinojeni kwa panya dume walioathiriwa na 50,000 ppm (5%), lakini si 10,000 ppm (1%). Athari haikuonekana kwa panya wa kike au kwa aina nyingine. Shirika la Kimataifa la Utafiti wa Saratani (IARC) limeiweka katika Kundi la 3 (ushahidi mdogo wa kansa katika wanyama), Kulikuwa na baadhi ya ushahidi wa teratogenicity katika panya wazi kwa 50,000 ppm (5%), lakini si katika 10,000 ppm (1% ), na hakukuwa na ushahidi katika sungura hadi 50,000 ppm.
Waathiriwa wa mfiduo wa fluorocarbon wanapaswa kuondolewa kutoka kwa mazingira yaliyochafuliwa na kutibiwa kwa dalili. Adrenaline haipaswi kusimamiwa, kwa sababu ya uwezekano wa kushawishi arrhythmias ya moyo au kukamatwa.
Tetrafluoroethilini
Hatari kuu za tetrafluoroethilini monoma ni kuwaka kwake juu ya viwango mbalimbali (11 hadi 60%) na mlipuko unaowezekana. Tetrafluoroethilini isiyozuiliwa inawajibika kwa upolimishaji wa moja kwa moja na/au dimerization, ambayo miitikio yote miwili ni ya kupita kiasi. Kupanda kwa shinikizo katika chombo kilichofungwa kunaweza kusababisha mlipuko, na idadi kama hiyo imeripotiwa. Inafikiriwa kuwa athari hizi za hiari huanzishwa na uchafu amilifu kama vile oksijeni.
Tetrafluoroethilini haitoi hatari kubwa ya sumu kwa kila sekunde, LC50 kwa mfiduo wa saa 4 wa panya kuwa 40,000 ppm. Panya wanaokufa kutokana na mfiduo hatari huonyesha sio tu uharibifu wa mapafu, lakini pia mabadiliko ya kuzorota katika figo, ya mwisho pia yanaonyeshwa na fluoroalkenes nyingine lakini si fluoroalkanes.
Hatari nyingine inahusiana na uchafu wa sumu unaotengenezwa wakati wa utayarishaji au pyrolysis ya tetrafluoroethilini, haswa. octafluoroisobutylene, ambayo ina takriban ukolezi hatari wa 0.76 ppm kwa saa 4 za kukaribia panya. Vifo vichache vimeelezewa kutokana na kufichuliwa na "boilers hizi za juu". Kwa sababu ya hatari zinazowezekana, majaribio ya kawaida ya tetrafluoroethilini haipaswi kufanywa na watu wasio na ujuzi.
Hatua za usalama na afya. Tetrafluoroethilini husafirishwa na kusafirishwa kwa mitungi ya chuma chini ya shinikizo la juu. Chini ya hali kama hizi, monoma inapaswa kuzuiwa ili kuzuia upolimishaji wa hiari au dimerization. Silinda zinapaswa kuwekewa vifaa vya kupunguza shinikizo, ingawa haipaswi kupuuzwa kuwa vifaa kama hivyo vinaweza kuchomekwa na polima.
Teflon (polytetrafluoroethilini) huunganishwa na upolimishaji wa tetrafluoroethilini na kichocheo cha redox. Teflon sio hatari kwa joto la kawaida. Hata hivyo, ikiwa ni joto hadi 300 hadi 500 ° C, bidhaa za pyrolysis ni pamoja na fluoride hidrojeni na octafluoroisobutylene. Kwa joto la juu, 500 hadi 800 ° C, floridi ya carbonyl hutolewa. Zaidi ya 650 °C, tetrafluoride kaboni na dioksidi kaboni huzalishwa. Inaweza kusababisha homa ya polima, ugonjwa wa mafua. Sababu ya kawaida ya ugonjwa ni sigara inayowaka iliyochafuliwa na vumbi la Teflon. Edema ya mapafu pia imeripotiwa.
Anesthetics ya fluorocarbon. Halothane ni anesthetic ya zamani ya kuvuta pumzi, ambayo hutumiwa mara nyingi pamoja na oksidi ya nitrojeni. Isoflurane na enflurane zinakuwa maarufu zaidi kwa sababu zina athari chache zilizoripotiwa kuliko halothane.
Halothane hutoa anesthesia katika viwango vya juu ya 6,000 ppm. Mfiduo wa 1,000 ppm kwa dakika 30 husababisha makosa katika majaribio ya tabia ambayo hayatokei kwa 200 ppm. Hakuna ripoti za ngozi, macho au mwasho wa kupumua au uhamasishaji. Hepatitis imeripotiwa katika viwango vya chini ya anesthetic, na kali - wakati mwingine mbaya - hepatitis imetokea kwa wagonjwa ambao wameathiriwa mara kwa mara na viwango vya anesthetic. Sumu ya ini haijapatikana kutokana na mfiduo wa kikazi isoflurane or enflurane. Hepatitis imetokea kwa wagonjwa walio wazi kwa 6,000 ppm ya enflurane au zaidi; kesi pia zimeripotiwa kutokana na matumizi ya isoflurane, lakini jukumu lake halijathibitishwa.
Utafiti mmoja wa wanyama kuhusu sumu ya ini haukupata madhara ya sumu katika panya mara kwa mara waliowekwa wazi kwa 100 ppm ya halothane hewani; utafiti mwingine uligundua nekrosisi ya ubongo, ini na figo kwa 10 ppm, kulingana na uchunguzi wa hadubini ya elektroni. Hakuna madhara yaliyopatikana kwa panya walioathiriwa na 1,000 ppm ya enflurane kwa saa 4/siku kwa takriban siku 70; kupunguzwa kidogo kwa uzani wa mwili ndio athari pekee iliyopatikana wakati waliwekwa wazi kwa 3,000 ppm kwa masaa 4/siku, siku 5 / wiki kwa hadi wiki 78. Katika utafiti mwingine, kupoteza uzito mkubwa na vifo vilivyotokana na uharibifu wa ini vilipatikana katika panya wazi kwa kuendelea hadi 700 ppm ya enflurane hadi siku 17; katika utafiti huo huo, hakuna athari zilizoonekana kwa panya au nguruwe za Guinea zilizowekwa wazi kwa wiki 5. Pamoja na isoflurane, mfiduo unaoendelea wa panya hadi 150 ppm na zaidi hewani ulisababisha kupungua kwa uzito wa mwili. Athari sawa zilionekana katika nguruwe za Guinea, lakini sio panya, kwa 1,500 ppm. Hakuna athari kubwa iliyoonekana kwa panya waliofichuliwa kwa saa 4/siku, siku 5/wiki kwa wiki 9 kwa hadi 1,500 ppm.
Hakuna ushahidi wa mutagenicity au kasinojeni ulipatikana katika tafiti za wanyama za enflurane au isoflurane, au katika masomo ya epidemiological ya halothane. Tafiti za awali za epidemiolojia zinazopendekeza athari mbaya za uzazi kutoka kwa halothane na dawa nyingine za ganzi za kuvuta pumzi hazijathibitishwa kwa mfiduo wa halothane katika tafiti zilizofuata.
Hakuna ushahidi dhabiti wa athari za fetasi ulipatikana kwa panya walio na mwangaza wa halothane hadi 800 ppm, na hakuna athari kwa uzazi na mfiduo unaorudiwa hadi 1,700 ppm. Kulikuwa na sumu ya mwili (lakini si teratogenicity) kwa 1,600 ppm na zaidi. Katika panya, kulikuwa na sumu ya mwili kwa 1,000 ppm lakini sio 500 ppm. Uchunguzi wa uzazi wa enflurane haukupata madhara yoyote kwa uzazi wa panya katika viwango vya hadi 10,000 ppm, na baadhi ya ushahidi wa upungufu wa manii katika 12,000 ppm. Hakukuwa na ushahidi wa teratogenicity katika panya waliofichuliwa hadi 7,500 ppm au katika panya hadi 5,000 ppm. Kulikuwa na ushahidi mdogo wa kiinitete/foetotoxicity katika panya wajawazito walioathiriwa na 1,500 ppm. Pamoja na isoflurane, mfiduo wa panya dume hadi 4,000 ppm kwa masaa 4/siku kwa siku 42 haukuwa na athari kwenye uzazi. Hakukuwa na athari za foetotoxic katika panya wajawazito waliofichuliwa kwa 4,000 ppm kwa masaa 4 / siku kwa wiki 2; mfiduo wa panya wajawazito hadi 10,500 ppm ulisababisha upungufu mdogo wa uzito wa fetasi. Katika utafiti mwingine, kupungua kwa ukubwa wa takataka na uzito wa mwili wa fetasi na athari za ukuaji zilipatikana katika vijusi vya panya vilivyowekwa kwa 6,000 ppm ya isoflurane kwa saa 4 / siku katika siku 6 hadi 15 za ujauzito; hakuna athari zilizopatikana kwa 60 au 600 ppm.
Jedwali la Fluorocarbons
Jedwali 1 - Taarifa za kemikali.
Jedwali 2 - Hatari za kiafya.
Jedwali 3 - Hatari za kimwili na kemikali.
Jedwali 4 - Tabia za kimwili na kemikali.