«Фторорганические мономеры» - Реферат

Содержание

Введение 3

1. Общая характеристика процессов галогенирования 4

2. Техника безопасности в процессах галогенирования 9

3. Фторорганические мономеры 10

Список литературы 12

---

Введение

Производство органических веществ зародилось очень давно, но первоначально оно базировалось на переработке растительного или животного сырья – выделение ценных веществ (сахар, масла) или их расщепление (мыло, спирт и др.). Органический синтез, т. е. получение более сложных веществ из сравнительно простых, зародился в середине XIX века на основе побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших ароматические соединения. Затем, уже в XX веке как источники органического сырья все большую роль стали играть нефть и природный газ, добыча, транспорт и переработка которых более экономичны, чем для каменного угля. На этих трех видах ископаемого сырья главным образом и базируется промышленность органического синтеза. В процессах их физического разделения, термического или каталитического расщепления (коксование, крекинг, пиролиз, риформинг, конверсия) получают пять групп исходных веществ для синтеза многих тысяч других соединений:

1. Парафины (от метана СН4 до углеводородов С15 – С40);

2. Олефины (С2Н4, С3Н6, С4Н8, С5Н10);

3. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин);

4. Ацетилен;

5. Оксид углерода и синтез-газ (смесь СО и Н2).

В своем развитии промышленность органического синтеза разделилась на ряд отраслей (технология красителей, лекарственных веществ, пластических масс, химических волокон и др.), среди которых важное место занимает промышленность основного органического и нефтехимического синтеза. Термин «основной» (или «тяжелый») органический синтез охватывает производство многотонажных продуктов, служащих основой для всей остальной органической технологии. В свою очередь, термин «нефтехимический» синтез появился в связи с преобразованием технологии органических веществ на нефтяное сырье и в обычном смысле слова (исключая получение неорганических веществ и полимеров) охватывает первичную химическую переработку углеводородов нефтяного происхождения. В этом плане он является частью основного органического синтеза, чем и обусловлено их объединенное начало.

---

Выдержка из текста работы

Из фторорганических мономеров важное практическое значение имеют тетрафторэтилен и монохлортрифторэтилен.

1. Тетрафторэтилен CF2=CF2 (газ; т. конд. -76,30С при атмосферном давлении) получают в промышленности рассмотренным ранее методом пи-ролиза, совмещенным с конденсацией. Сырьем служит дифтормонохлор-метан (фреон-22), который при 650 – 7000С превращается в тетрафторэти-лен с выделением HCI:

.

2CHCIF2 2CF2∙ → CF=CF

Отщепление фтора ввиду высокой энергии связи C-F наблюдается только в небольшой степени (0,5 – 4%). Побочными продуктами пиролиза являются фторолефины более высокой молекулярной массы (C3F6 и C4F8), а также продукты теломеризации тетрафторэтилена с хлоридом водорода:

nCF2=CF2 + HCI → H-[-CF2-CF2-]n-CI, n – 2 17

Достаточно хороший выход тетрафторэтилена (около 90%) достигается при проведении пиролиза в графитовых, серебряных или платиновых труб-ках, а также при неполной (25 – 40%) конверсии дифтормонохлорметана.

При полимеризации тетрафторэтилена образуется политетрафторэти-лен, впервые выпущенный в 1947 г. Под названием тефлон и получивший наименование фторопласт-4:

nCF2=CF2 → (-CF2-CF2-)n

Этот полимер обладает уникальной химической стойкостью и высокой тер-мостойкостью, что и определяет области его применения. Он используется для изготовления различных деталей в химической аппаратуре в качестве термостойкого диэлектрика.

2. Монохлортрифторэтилен CCIF=CF2 является газом (т. конд. -26,80С при атмосферном давлении). Промышленный способ его получения состо-ит во взаимодействии спиртового раствора 1,1,2-трифтортрихлорэтана (фреон-113) с цинком, предварительно активированным соляной кислотой:

CCI2F-CCIF2 + Zn → CCIF=CF2 + ZnCI2

Выход продукта близок к теоретическому, но большой расход цинка за-ставил искать другие пути отщепления хлора. Сообщается, что действием водорода на гидрирующих катализаторах (Cu, Co) можно отщепит хлор и получить CCIF=CF2 с высоким выходом (77 – 96%):

CCI2F-CCIF2 + H2 CCIF=CF2 + 2HCI

Монохлортрифторэтилен полимеризуется в присутствии инициаторов радикально-цепных реакций в полихлортрифторэтилен (фторопласт-3):

nCCIF=CF2 → (-CCIF-CF2-)n

По химической инертности этот полимер близок к политетрафторэти-лену, но уступает ему по термостойкости. Он обладает хорошими диэлек-трическими свойствами и легко перерабатывается в изделия обычными ме-тодами литья и прессования; пригоден для нанесения защитных покрытий.

При термической деструкции полихлортрифторэтилена образуются жидкие продукты, обладающие смазочными свойствами. Еще лучше полу-чать их теломеризацией монохлотрифторэтилена с галогенопроизводными (хлороформом, тетрахлорметаном) в присутствии инициаторов:

nCCIF=CF2 + CHCI3 → CI3C-[-CCIF-CF2-]n-H

С целью замещения остаточных атомов водорода обрабатывают масло трифторидом кобальта и разгоняют на фракции разной вязкости. По сма-зочным свойствам, химической и термической стойкости эти фракции по-добны фторуглеродам и применяются для тех же целей.

Другими важными фторорганическими мономерами являются винилфторид, винилиденфторид и гексафторпропилен.

3. Винилфторид CH2=CHF получают присоединением фторида водоро-да к ацетилену в присутствии катализаторов, например сулемы и хлорида бария, нанесенных на активный уголь. Побочным продуктом является эти-лиденфторид:

CH≡CH + HF → CH2=CHF CH3-CHF2

4. Винилиденфторид CH2=CF2 получают дехлорированием 1,1-дифтор-1,2-дихлорэтана при помощи цинка:

CH2CI-CCIF2 + Zn → CH2=CF2 + ZnCI2

Он нашел важное применение для получения фторкаучуков, обладаю-щих высокой термической и химической стойкостью. Для этого винилиден-фторид сополимеризуют с тетрафторэтиленом, перфторпропиленом или монохлортрифторэтиленом.

5. Гексафторпропилен (перфторпропилен) вместе с перфтор-н-бутеном и перфторциклобутаном образуется при пиролизе тетрафторэтилена или его полимера:

При полимеризации и сополимеризации перфторпропилен дает продук-ты, обладающие ценными техническими свойствами.

---

Заключение

При полимеризации и сополимеризации перфторпропилен дает продук-ты, обладающие ценными техническими свойствами.

---

Список литературы

1. Габриэлян О. С., Остроумов И. Г. Химия. М., Дрофа, 2008;

2. Чичибабин А. Е. Основные начала органической химии. М., Госхимиздат, 1963. – 922 с.;

3. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М., Химия. 1988. – 592 с.;

4. Паушкин Я. М., Адельсон С. В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехимического синтеза. М., 1973. – 448 с.;

5. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. М., «Химия», 1968.

---