Tetrafluoroetilene: sintesi, usi

Il tetrafluoroetilene (TFE) è un perfuoroalchene  avente formula CF2=CF2 che viene largamente utilizzato nell’industria dei polimeri. La sua struttura è analoga a quella dell’etene in cui i quattro atomi di idrogeno sono sostituiti da altrettanti atomi di fluoro.

E’ un gas incolore e inodore infiammabile e poco solubile in acqua. Quando riscaldato fino alla decomposizione  emette fumi di fluorocarburi altamente tossici.  L’esposizione acuta per inalazione può provocare irritazione delle vie respiratorie e edema polmonare

Sintesi del tetrafluoroetilene

Esso  è ottenuto a partire dalla reazione tra metano e cloro ad una temperatura tra i 100 e i 150°C. Il gel di allumina o l’ ossido di zinco su silice costituiscono i catalizzatori:
CH4(g) + 3 Cl2(g) → CHCl3(g) + 3 HCl(g)

Dalla reazione si forma triclorometano noto come cloroformio e cloruro di idrogeno.

Il triclorometano è fatto reagire con fluoruro di idrogeno in presenza di sali clorofluoroclorurato di antimonio (III) e antimonio (V) quali catalizzatori per dare clorodifluorometano e cloruro di idrogeno:
CHCl3(g) + 2 HF → CHClF2(g) + 2 HCl(g)

Il clorodifluorometano è sottoposto a pirolisi a pressione atmosferica e ad una temperatura tra 650 e gli 800 °C secondo una reazione endotermica di equilibrio:
CHClF2(g) ⇄ CF2=CF2(g) + 2 HCl(g)      ΔH = + 127.6 kJ/mol

Il tetrafluoroetilene prodotto deve essere raffreddato rapidamente a circa 500°C sia per evitare che la reazione proceda in senso inverso che per evitare la reazione esplosiva di decomposizione del tetrafluoroetilene:
CF2=CF2(g) ⇄ CF4(g) + C(s)         ΔH = – 282 kJ/mol

Usi

E’ utilizzato nella produzione di  fluoroelastomeri e fluoropolimeri. Il tetrafluoroetilene costituisce il monomero di partenza del politetrafluoroetilene noto come teflon scoperto per caso nel 1938 da Roy J. Plunkett mentre lavorava nel New Jersey per DuPont

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