全氟正戊烷的应用

背景及概述^[1]

全氟正戊烷(perfluom-n-pentane)分子式为C5F12，分子量288.04，CAS为678-26-2。沸点29.2"12，熔点-120℃。

应用^[2]

全氟正戊烷主要用于超声波诊断中的造影剂。它和C6F14及其它氢氟烃组成的液体还可用于清洁脱脂、气溶胶成分及调色粉的调料等用途。

其应用举例如下：用于制备一种泡沫隔热材料，步骤为：1)按质量份数比称取原料；2)在装有搅拌器、温度计的反应釜中，将PS、滑石粉、铝粉和硬脂酸钙混合；3)加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷却搅拌，再加入液体石蜡、二甲苯烷二异氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化钛，升温搅拌；4)加入三氧化二锑、抗氧剂1010和ABS，混合后倒入模具中于室温下发泡固化并于室温置放1-5天即得。产品相对密度0.026-0.03，热导率0.01-0.03W/(m·K)；孔隙率95-99%，压缩强度2.8-3.2MPa；弯曲强度0.3-0.7MPa，泡孔直径0.1-0.3mm；热变形温度120-140℃，悬臂梁冲击强度100-120J/m，氧指数34%-40%。

制备^[1]

全氟正戊烷制备方法主要有三种：

(1)由二哌啶基甲烷(C5Hl0N)2CH2通过电化学氟化制备，可同时生产N。

该方法主要问题是电力消耗高，全氟正戊烷的选择性低，产生大量的和全氟正戊烷沸点相近的全氟异戊烷，该副产物使产品在医药上使用时产生大量问题。

(2)以氟化钴为催化剂，对正戊烷进行全氟化制备。该方法主要问题是反应温度很高，在150～300℃之间，因此其反应设要求很高。产品如在医药上使用，钴这种金属成分必须彻底除去。

(3)以四氟乙烯和六氟丙烯为原料制得全氟2-戊烯，再经氟化制备。该方法费用较低，而且不需要特殊的提纯方法就能得到高纯度的全氟正戊烷。以四氟乙烯和六氟丙烯为原料制备全氟正戊烷要经过两个反应过程：

得到的2一C5Fl2有顺式和反式两种原子排列方式，但在氟化过程中都能转化为产品。氟化反应中的F2是2-C5F10摩尔数的2～l0倍，如果F'太少，就会产生二聚反应，副产物的量会增大。氟化反应所用溶剂应对氟化起惰性或积极作用且不会引起和n-C5F12共沸，因此可用n-C5Fl2作溶剂，可以作溶剂的还有全氟聚醚和全氟氯烃。溶剂可以有效地散热，并且是防止C-C键断裂的主要成分，溶剂的用量是2 C5Fl0质量的5～l0倍。反应可以间歇操作或连续操作，但连续操作更好。

具体步骤为：将六氟丙烯和氟氯化铝催化剂[m(六氟丙烯)：m(氟氯化铝)=7～8：1]加入镍质高压釜中，同时通人四氟乙烯[n(C2F4)：n(c3F6)=1.02：1]，同时控制反应温度-20～20℃，反应压力最高0.5MPa，得到的2-C5Fl0中顺式和反式比例约为7。将得到的2-C5Fl0和溶剂加人镍质高压釜，并开动搅拌。然后连续通人一定量的和溶剂，同时控制一定的反应温度和反应压力。其中F2至少是2-C5Fl0的2倍摩尔数，应温度是-20～25℃，反应压力是常压0.5MPa(绝压，以下均指绝压)。

主要参考资料

[1] 全氟正戊烷的开发研究

[2] CN201511002040.0一种泡沫隔热材料的制备工艺