678-26-2 / 全氟正戊烷的應用

背景及概述^[1]

全氟正戊烷(perfluom-n-pentane)分子式為C5F12，分子量288.04，CAS為678-26-2。沸點29.2"12，熔點-120℃。

應用^[2]

全氟正戊烷主要用于超聲波診斷中的造影劑。它和C6F14及其它氫氟烴組成的液體還可用于清潔脫脂、氣溶膠成分及調色粉的調料等用途。

其應用舉例如下：用于制備一種泡沫隔熱材料，步驟為：1)按質量份數比稱取原料；2)在裝有攪拌器、溫度計的反應釜中，將PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣混合；3)加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷卻攪拌，再加入液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化鈦，升溫攪拌；4)加入三氧化二銻、抗氧劑1010和ABS，混合后倒入模具中于室溫下發泡固化并于室溫置放1-5天即得。產品相對密度0.026-0.03，熱導率0.01-0.03W/(m·K)；孔隙率95-99%，壓縮強度2.8-3.2MPa；彎曲強度0.3-0.7MPa，泡孔直徑0.1-0.3mm；熱變形溫度120-140℃，懸臂梁沖擊強度100-120J/m，氧指數34%-40%。

制備^[1]

全氟正戊烷制備方法主要有三種：

(1)由二哌啶基甲烷(C5Hl0N)2CH2通過電化學氟化制備，可同時生產N。

該方法主要問題是電力消耗高，全氟正戊烷的選擇性低，產生大量的和全氟正戊烷沸點相近的全氟異戊烷，該副產物使產品在醫藥上使用時產生大量問題。

(2)以氟化鈷為催化劑，對正戊烷進行全氟化制備。該方法主要問題是反應溫度很高，在150～300℃之間，因此其反應設要求很高。產品如在醫藥上使用，鈷這種金屬成分必須徹底除去。

(3)以四氟乙烯和六氟丙烯為原料制得全氟2-戊烯，再經氟化制備。該方法費用較低，而且不需要特殊的提純方法就能得到高純度的全氟正戊烷。以四氟乙烯和六氟丙烯為原料制備全氟正戊烷要經過兩個反應過程：

得到的2一C5Fl2有順式和反式兩種原子排列方式，但在氟化過程中都能轉化為產品。氟化反應中的F2最好是2-C5F10摩爾數的2～l0倍，如果F'太少，就會產生二聚反應，副產物的量會增大。氟化反應所用溶劑應對氟化起惰性或積極作用且不會引起和n-C5F12共沸，因此可用n-C5Fl2作溶劑，可以作溶劑的還有全氟聚醚和全氟氯烴。溶劑可以有效地散熱，并且是防止C-C鍵斷裂的主要成分，溶劑的用量最好是2 C5Fl0質量的5～l0倍。反應可以間歇操作或連續操作，但連續操作更好。

具體步驟為：將六氟丙烯和氟氯化鋁催化劑[m(六氟丙烯)：m(氟氯化鋁)=7～8：1]加入鎳質高壓釜中，同時通人四氟乙烯[n(C2F4)：n(c3F6)=1.02：1]，同時控制反應溫度-20～20℃，反應壓力最高0.5MPa，得到的2-C5Fl0中順式和反式比例約為7。將得到的2-C5Fl0和溶劑加人鎳質高壓釜，并開動攪拌。然后連續通人一定量的和溶劑，同時控制一定的反應溫度和反應壓力。其中F2至少是2-C5Fl0的2倍摩爾數，應溫度最好是-20～25℃，反應壓力最好是常壓0.5MPa(絕壓，以下均指絕壓)。

主要參考資料

[1] 全氟正戊烷的開發研究

[2] CN201511002040.0一種泡沫隔熱材料的制備工藝