全氟-2-甲基-3-戊酮的合成及應(yīng)用研究進(jìn)展

陶 楊 宋蔚昌 馬悅鑫 朱雨濤 劉 兵 陳華峰 唐浩東

(1.浙江諾亞氟化工有限公司，浙江 紹興312300; 2.浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310032)

0 前言

20世紀(jì)70年代，美國(guó)科學(xué)家Stolarski和Cicerone等[1]通過(guò)對(duì)大氣臭氧層的研究，發(fā)現(xiàn)溴氟烷烴(哈龍)類(lèi)和全氯氟烴(CFCs)類(lèi)滅火劑在滅火時(shí)會(huì)分解生成Cl·和Br·自由基，單個(gè)游離的自由基可破壞約10萬(wàn)個(gè)O3分子。鑒于此，國(guó)際社會(huì)發(fā)起了淘汰ODS(消耗臭氧層物質(zhì))、保護(hù)臭氧層的運(yùn)動(dòng)，《蒙特利爾議定書(shū)》等多項(xiàng)法案及其修正案要求終止哈龍滅火劑的生產(chǎn)[2]。我國(guó)也于1993年1月由公安部和國(guó)家環(huán)保局聯(lián)合制定《中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國(guó)家方案》，從1998年《中國(guó)消防行業(yè)哈龍整體淘汰計(jì)劃》實(shí)施至今，實(shí)現(xiàn)了哈龍滅火劑(Halon 1211和1301)完全停產(chǎn)，停止了非必要場(chǎng)所的哈龍生產(chǎn)和使用[4]。第三代滅火劑主要是指氫氟烴(HFC)和氫氟醚(HFE)，美國(guó)環(huán)保署(EPA)1989年提供資金開(kāi)始進(jìn)行HFC的合成和性能測(cè)試。這兩類(lèi)化合物不破壞臭氧層，性能與CFCs相似，大氣停留時(shí)間短，化合物穩(wěn)定，但部分物質(zhì)GWP(全球變暖潛能值)仍較高，屬于溫室氣體，故需進(jìn)一步尋找替代物。

全氟-2-甲基-3-戊酮(perfluoro-2-methyl-3-pentanone)，俗稱(chēng)全氟乙基異丙基酮或全氟己酮，分子式為CF3CF2C(O)CF(CF3)2，是一種新型的哈龍?zhí)娲铩７悬c(diǎn)為49.2 ℃，汽化熱為88 kJ/kg(是水的1/25)，極易氣化[5]，因此，能像氣體滅火劑那樣用于滅火抑爆。全氟己酮的ODP=0，GWP=1[6]，大氣壽命為3～5 d[7-8]，對(duì)臭氧無(wú)破壞作用，其溫室效應(yīng)微弱，適用于潔凈場(chǎng)所[9]。 全氟己酮安全余量高，幾乎無(wú)毒性，不致癌[10]。此外，其對(duì)合金無(wú)腐蝕，對(duì)橡膠等無(wú)化學(xué)反應(yīng)，因此，可在常壓下用普通容器進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，能作為溶劑和清洗劑使用[11-12]。由于其具有滅火濃度小和滅火效率高等優(yōu)點(diǎn)，全氟己酮滅火劑在2001年一經(jīng)美國(guó)3M公司推出后便迅速得到各國(guó)環(huán)保部門(mén)和消防行業(yè)的認(rèn)可，先后在各國(guó)注冊(cè)和使用，并在召開(kāi)第二十一屆溫哥華冬奧會(huì)時(shí)被指定為唯一的氣體滅火劑[13]。但是就生產(chǎn)成本和原料來(lái)源而言，目前生產(chǎn)全氟己酮的工藝路線都不是很理想，使得全氟己酮滅火劑價(jià)格昂貴，因此，尋找出更高效的催化劑體系以及摸索出更適合工業(yè)化生產(chǎn)的全氟己酮合成工藝路線和條件，爭(zhēng)取大幅降低生產(chǎn)成本，對(duì)于全氟己酮的合成具有重大意義[14]。

1 全氟己酮的合成

全氟己酮的合成工藝有很多，目前適合工業(yè)化生產(chǎn)的主要有3種[15-22]。最早的合成路線由蘇聯(lián)科學(xué)家提出，采用六氟環(huán)氧丙烷(HFPO)和六氟丙烯(HFP，CF2=CFCF3)作為原料，在20～30 ℃和在氟化銫催化下一步反應(yīng)得到全氟己酮，但此合成路線僅用于制取化工中間體并沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。直至2001年，隨著環(huán)保要求提高，ODS遭淘汰，美國(guó)3M公司公開(kāi)了以五氟丙酰氟(C2F5COF)和六氟丙烯為原料、縮醚為反應(yīng)介質(zhì)，在帕爾(PARR)反應(yīng)器中，在無(wú)水條件下利用氟化鉀催化合成得到全氟己酮，替代哈龍等作滅火劑，全氟己酮的合成與應(yīng)用才日益得到廣泛關(guān)注。近幾年，隨著研究的深入，大多以六氟丙烯二聚體(全氟-2-甲基-2-戊烯)為原料，先通過(guò)六氟丙烯齊聚反應(yīng)得到六氟丙烯二聚體，再用次氯酸鹽作為氧化劑制得環(huán)氧化物(全氟-2-甲基-2,3-環(huán)氧戊烷)，最后在堿金屬氟化物的催化作用下發(fā)生重排異構(gòu)化得到全氟己酮。

1.1 六氟環(huán)氧丙烷和六氟丙烯反應(yīng)

以六氟環(huán)氧丙烷和六氟丙烯為原料，CsF為催化劑，常溫(20～30 ℃)下反應(yīng)可以得到全氟己酮，反應(yīng)式見(jiàn)圖1。此工藝在1978年由前蘇聯(lián)科學(xué)家提出[13]，由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備等多方面的限制，合成產(chǎn)物中全氟己酮只占30%左右，選擇性很差，并且副反應(yīng)較多，全氟乙基己基酮(三聚體氧化物)占40%左右，全氟乙基壬酮(四聚體氧化物)占10%左右。研究表明：六氟環(huán)氧丙烷的環(huán)氧鍵易斷裂形成羰基，在堿金屬氟化物如氟化鉀、氟化銫等催化劑提供氟離子時(shí)，由于O原子的電負(fù)性很大，羰基在吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)和吸電子共軛效應(yīng)的共同作用下，β位的C原子具有得電子特性，易形成[CF3CF2COF]2-負(fù)離子化合物，同時(shí)，α位的氟離子與堿金屬陽(yáng)離子形成堿金屬氟化物和五氟丙酰氟。但起催化作用的氟離子利用率并不高。

圖1 六氟環(huán)氧丙烷+六氟丙烯合成法

針對(duì)此工藝存在的缺陷，苗廣州[24]在專(zhuān)利CN106316809中提供一種制備全氟己酮的新方法，即在冠醚類(lèi)相轉(zhuǎn)移催化劑(18-冠-6和15-冠-5)和含氟鹽存在的條件下，于60～80 ℃在帶攪拌的壓力反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)。由該方法制備得到的產(chǎn)物收率可達(dá)88%～91%，且自動(dòng)化程度高，易達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)要求。該方法具有原子利用率高、操作簡(jiǎn)便、成本低以及易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。研究表明：冠醚作為催化助劑能夠捕捉金屬氟化鹽中帶正電的部分，與金屬陽(yáng)離子結(jié)合，使氟離子成為裸陰離子，極大地增加了催化劑的活性。

1.2 五氟丙酰氟和六氟丙烯反應(yīng)

以五氟丙酰氟和六氟丙烯為原料制備全氟己酮，其工藝過(guò)程是向配備有攪拌器、加熱器和熱電偶的干凈的PARR反應(yīng)器中加入噴霧干燥的無(wú)水氟化鉀和二乙二醇二甲醚。攪拌反應(yīng)器中的無(wú)水氟化鉀和二乙二醇二甲醚，同時(shí)將C2F5COF(質(zhì)量分?jǐn)?shù)～95.0%)加入密封的反應(yīng)器中。然后加熱反應(yīng)器及反應(yīng)物，當(dāng)溫度達(dá)到70 ℃時(shí)，加入CF2=CFCF3和C2F5COF的混合物，溫度維持在70 ℃，壓力為1 MPa，反應(yīng)器中的產(chǎn)物冷卻并用單板蒸餾可獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.6%的全氟己酮，以C2F5COF計(jì)算收率為79.8%，以CF2=CFCF3計(jì)算收率為89.8%，此為美國(guó)3M公司商品名為Novec 1230的生產(chǎn)工藝[15]，將粗產(chǎn)物水洗、蒸餾并通過(guò)與硅膠接觸干燥，可得到產(chǎn)物純度為99%且含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的六氟丙烯二聚體[24]。五氟丙酰氟和六氟丙烯合成法機(jī)理見(jiàn)圖2。

圖2 五氟丙酰氟+六氟丙烯合成法機(jī)理

3M公司的全氟己酮合成工藝要求催化劑和溶劑嚴(yán)格無(wú)水，且全氟己酮的產(chǎn)率取決于合成條件和溶劑中水分的含量，3M公司的全氟己酮合成工藝見(jiàn)圖3。

圖3 3M公司的全氟己酮合成工藝

Fenichev等[25]進(jìn)一步提出了在無(wú)溶劑情況下，使用高選擇性合成全氟己酮的有效催化劑，研究了各種結(jié)構(gòu)的全氟化合物與四氟乙烯和六氟丙烯在無(wú)溶劑的有效催化劑存在下的反應(yīng)產(chǎn)物。所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及其異構(gòu)體組成通過(guò)核磁共振氟譜(19F-NMR)表征鑒定。

1.3 六氟丙烯二聚體反應(yīng)[26-29]

將催化劑次氯酸鈉溶解在溶劑乙腈中并加入帶攪拌的PARR反應(yīng)器中，將反應(yīng)器密封且連接至真空/壓力歧管。將歧管和反應(yīng)器抽空至壓力為4 kPa后向反應(yīng)器中通入原料六氟丙烯，待壓力達(dá)到124 kPa后，以400 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物，溫度控制器設(shè)定在50 ℃開(kāi)始加熱反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物。放熱后，將反應(yīng)器內(nèi)物質(zhì)保持在50 ℃，同時(shí)將HFP連續(xù)加入至反應(yīng)器中以保持壓力約517 kPa。通過(guò)停止HFP流入反應(yīng)器以終止反應(yīng)。將反應(yīng)器及反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，并拆除反應(yīng)器。將反應(yīng)器內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至分液漏斗中進(jìn)行分離，此法二聚體的產(chǎn)率為89%。

研究表明：全氟烯烴與一般易進(jìn)行親電加成的烯烴不同，由于氟的電負(fù)性很大，具有強(qiáng)吸電性，故更容易發(fā)生親核加成，即氟離子先進(jìn)攻雙鍵中帶有部分正電荷的碳原子，同時(shí)采用非質(zhì)子極性溶劑來(lái)削弱供體的電吸引力，以增強(qiáng)催化劑的活性。

將一定量的(CH3CH2)2NOH、二甲基乙酰胺加入三口燒瓶中，然后加入用上述方法制備的全氟-2-甲基-2-戊烯，在70 ℃下持續(xù)攪拌8 h進(jìn)行反應(yīng)。分離、純化后得到全氟-2-甲基-2,3-環(huán)氧乙烷。將由乙二醇二甲醚、三乙胺和氟化鉀配制的催化劑體系加入燒瓶中，然后加入上述制備的全氟-2-甲基-2,3-環(huán)氧戊烷，在20 ℃下持續(xù)攪拌反應(yīng)5 h，分離純化即得全氟己酮。六氟丙烯二聚體合成法見(jiàn)圖4，六氟丙烯二聚體法堿金屬氟化物催化機(jī)理見(jiàn)圖5。

圖4 六氟丙烯二聚體合成法

圖5 六氟丙烯二聚體法堿金屬氟化物催化機(jī)理

此工藝反應(yīng)條件溫和，收率較高，但合成路線長(zhǎng)，需要使用大量溶劑且為間歇反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。針對(duì)此問(wèn)題，專(zhuān)利[30]提出用全氟-2-甲基-2-戊烯和一定量空氣或氧氣在活性炭負(fù)載的堿性氟化物催化下一步或兩步氣相反應(yīng)直接生成全氟-2-甲基-3-戊酮。無(wú)須考慮溶劑與產(chǎn)品的分離以及溶劑與催化劑的重復(fù)使用和回收處理等問(wèn)題，同時(shí)避免使用乙腈等有毒溶劑和次氯酸鈉等有毒氧化劑，大幅降低生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化制備過(guò)程，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。二聚體法胺類(lèi)催化機(jī)理見(jiàn)圖6。

圖6 二聚體法胺類(lèi)催化機(jī)理

1.4 其他合成路線

George和Moore等[19-21]通過(guò)用體積比為9 ∶1的三氟乙酸和濃H2SO4處理正己醇，在23 ℃下攪拌過(guò)夜，制備部分氟化的前體酯，然后再在1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷中用氟氣氟化得到全氟化酯，并通過(guò)使用三板Snyder柱將酯中溶劑除去，最后將產(chǎn)物用KF和三乙二醇二甲醚處理便得到粗氟化酮。反應(yīng)式見(jiàn)圖7。

圖7 離解全氟代羧酸酯合成法

此工藝產(chǎn)物純度不高，且合成路線較長(zhǎng)，氟化過(guò)程較難控制，因此會(huì)大大提高生產(chǎn)成本。研究表明：直接氟化可以減少副反應(yīng)的發(fā)生并且可以得到高產(chǎn)率的目標(biāo)氟化產(chǎn)物，但是得到的是全氟化羧酸酯(不是全氟化酰基氟化物)。由于全氟化酯在與親核試劑如甲醇反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)物是衍生自?；痛见}的混合物，因此，全氟羧酸酯不如相應(yīng)的?；锘蛲鳛橹虚g體，部分全氟化酯可能難以分離。全氟化酯的副反應(yīng)在制備縮聚物方面特別有限。因此，必須采取額外步驟將全氟化酯轉(zhuǎn)化為更有用的全氟化?；锘蛲?/p>

Martini等[22]采用全氟羧酸的堿金屬鹽在非質(zhì)子極性溶劑中通入等物質(zhì)量的?；?，在100～150 ℃反應(yīng)得到化學(xué)和熱穩(wěn)定性高的全氟酮，見(jiàn)圖8。

圖8 全氟羧酸鹽+全氟羰基酸氟化物合成法

其中全氟羧酸的堿金屬鹽可通過(guò)與堿金屬氫氧化物水溶液或堿金屬碳酸鹽水溶液反應(yīng)來(lái)制備。在此過(guò)程中形成的堿金屬氟化物不會(huì)對(duì)進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)生不利影響。反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，壓力對(duì)此反應(yīng)的影響不大，缺點(diǎn)在于兩種原料都不易獲得，酰氟難以收集和保存且毒性很大。

研究表明：酮的形成可由甲酸或草酸的堿金屬鹽或礦物氧酸鹽的作用引起，其中心原子是元素周期表第IIIA至VIIA族的元素。所述鹽將所用的全氟羧酸氟化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的全氟羧酸的堿金屬鹽。后者在反應(yīng)條件下脫羧，可形成相應(yīng)的全氟烷基陽(yáng)離子或全氟乙烯基醚，該中間體在形成的堿金屬氟化物存在下與另一分子的全氟羧酸氟化物反應(yīng)，得到所需的全氟烷基酮。

Michael等[23]通過(guò)在玻璃壓力反應(yīng)器中加入全氟羧酸的堿金屬鹽和全氟酸酐，與溶劑三甘醇二甲醚混合加熱至230 ℃，攪拌0.5 h，冷卻至室溫，排出氣體產(chǎn)物后得到全氟酮，見(jiàn)圖9。

圖9 全氟羧酸鹽+全氟酸酐合成法

在反應(yīng)中，添加18-冠-6來(lái)絡(luò)合鉀離子，從而加快反應(yīng)，提高收率。與上述全氟羧酸鹽和?；锓磻?yīng)一樣，此工藝同樣存在原料不易獲取的問(wèn)題。研究表明：金屬鹽的全氟羧酸根陰離子經(jīng)歷脫羧反應(yīng)以產(chǎn)生全氟烷基陰離子，全氟烷基陰離子與酸酐反應(yīng)形成酮和另一種全氟羧酸根陰離子，然后開(kāi)始新的催化循環(huán)。此外，與酸酐碳原子相鄰的碳原子必須是氟化的，否則將不會(huì)發(fā)生圖9的反應(yīng)。

中昊晨光院張鳴等[32]以六氟丙烯和氧氣為原料，40～80 ℃在250～269 nm的紫外線照射下通過(guò)堿金屬氟化鹽的催化得到全氟-2-甲基-3-戊酮。此合成工藝具有原料易得、反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)堿洗和水洗后可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61%的全氟己酮。缺點(diǎn)是要嚴(yán)格控制水分，微量的水分都會(huì)嚴(yán)重影響反應(yīng)效果，產(chǎn)生大量不需要的副產(chǎn)物，甚至腐蝕設(shè)備，目前難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

2 全氟己酮的應(yīng)用

2.1 滅火劑[33-36]

鹵代烴滅火劑是最常用的含溴化合物，例如溴三氟甲烷(CF3Br，Halon 1301)和溴氯二氟甲烷(CF2ClBr，Halon 1211)。這種含溴的鹵化碳在滅火方面非常有效，并且可以從便攜式流動(dòng)設(shè)備或者通過(guò)手動(dòng)或通過(guò)某種火災(zāi)檢測(cè)方法激活的自動(dòng)房間淹沒(méi)系統(tǒng)分配。但是，這些化合物與臭氧消耗有關(guān)。《蒙特利爾議定書(shū)》及其隨附的修正案等多項(xiàng)法案都要求停止對(duì)Halon 1211和Halon 1301的生產(chǎn)。 哈龍滅火劑和一些替代物的GWP對(duì)比見(jiàn)圖10。

圖10 哈龍滅火劑和一些替代物的GWP對(duì)比

在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)逐步或完全替代常用的含溴滅火劑。這種替代品應(yīng)具有較低的臭氧消耗潛力，應(yīng)有能力撲滅、控制或防止火災(zāi)或火焰，例如A類(lèi)(垃圾，木材或紙張)、B類(lèi)(易燃液體或油脂)和/或C類(lèi)(電氣設(shè)備)火；應(yīng)該是“清潔滅火劑”，即不導(dǎo)電、不揮發(fā)或不含氣體、不留殘留物。替代物的毒性也較低，尤其不能在空氣中形成可燃混合物，具有用于滅火應(yīng)用的可接受的熱化學(xué)穩(wěn)定性，并且具有較短的大氣壽命和較低的全球變暖潛能值。而全氟己酮具備上述優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為最有潛力的滅火劑。

2.2 清洗劑和溶劑[37-41]

眾所周知，被污染物品浸入溶劑液體或蒸汽中(或用其清洗)的溶劑應(yīng)是清潔的，通常涉及一個(gè)或多個(gè)浸漬、沖洗或干燥階段的應(yīng)用。溶劑可以在環(huán)境溫度下使用(通常通過(guò)超聲波攪拌)或在高達(dá)溶劑沸點(diǎn)的高溫下使用。溶劑清洗在傳統(tǒng)上單獨(dú)或與一種或多種助溶劑氯化溶劑混合使用(氯氟烴如1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷和氯碳化合物如1,1,1-三氯乙烷)，這種溶劑最初被認(rèn)為對(duì)環(huán)境無(wú)害，但現(xiàn)在已經(jīng)與臭氧消耗有關(guān)。

溶劑清洗的一個(gè)主要問(wèn)題是從清洗系統(tǒng)進(jìn)入大氣的溶劑蒸汽的損失(特別是在高溫下使用溶劑時(shí))。雖然通常會(huì)盡量小心減少這種損失(例如，通過(guò)良好的設(shè)備設(shè)計(jì)和蒸汽回收系統(tǒng))，但實(shí)際上大多數(shù)的清洗應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致溶劑蒸汽進(jìn)入大氣中。因此，在此領(lǐng)域中需要開(kāi)發(fā)替代品，用于替代或替換常用清潔溶劑。這種替代品應(yīng)具有較低的臭氧消耗潛力，應(yīng)具有適用于各種溶劑清潔應(yīng)用的沸程，并且應(yīng)具有溶解烴基和氟碳基的能力。當(dāng)然，替代物的毒性也較低，沒(méi)有閃點(diǎn)，具有用于清潔應(yīng)用的可接受的穩(wěn)定性，并且具有較短的大氣壽命和較低的全球變暖潛能值。而全氟己酮都具有以上這些優(yōu)點(diǎn)，符合作為優(yōu)秀清洗劑的品質(zhì)要求。此外，全氟己酮可以溶解各類(lèi)全氟聚醚化合物，是一種優(yōu)異的溶劑。

2.3 鎂熔煉保護(hù)氣[42-46]

鎂合金在熔煉和壓鑄的熱處理過(guò)程中易氧化和燃燒，這是其在發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)程中的最大阻礙。目前，減少鎂合金燃燒消耗采用的主要方法有合金元素法、溶劑保護(hù)法和氣體保護(hù)法。合金元素法作為阻燃方法簡(jiǎn)便易行，同時(shí)能夠有效改善合金的組成，最大的缺點(diǎn)是它削弱了鎂合金的力學(xué)性能，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。溶劑保護(hù)法，雖然保護(hù)效果很好，但在保護(hù)過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放一些有毒有害氣體，如HCl、Cl2等，這會(huì)給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)很多不便。氣體保護(hù)法，是目前最常用的鎂熔煉阻燃保護(hù)法，SF6和SO2是工業(yè)上最常用的鎂熔煉保護(hù)氣，但二氧化硫氣體具有很強(qiáng)的腐蝕性，泄露會(huì)引起嚴(yán)重的污染；SF6無(wú)色，無(wú)嗅，無(wú)毒，但SF6帶來(lái)的溫室效應(yīng)是二氧化碳?xì)怏w的兩萬(wàn)多倍，對(duì)于全球變暖存在巨大的威脅。由于《京都議定書(shū)》和鎂協(xié)IMA等多項(xiàng)文件及組織逐步對(duì)SF6的限制，各國(guó)已經(jīng)在2015年完成了對(duì)SF6零排放的環(huán)保目標(biāo)。

根據(jù)鎂熔煉保護(hù)測(cè)試，全氟己酮作為保護(hù)氣體在鎂冶煉工業(yè)生產(chǎn)中的效果優(yōu)于SF6，同樣作為鎂冶煉保護(hù)氣，全氟己酮的化學(xué)性質(zhì)更加活潑，更容易發(fā)生反應(yīng)在熔體表面形成一層致密的氟化鎂薄膜，并且全氟己酮具有更高的含氟率，因此與其他含氟量低的鎂冶煉保護(hù)氣相比，熔體的表面會(huì)有更多的氟元素，MgF2保護(hù)薄膜更容易形成。在起到相同保護(hù)作用的條件下，全氟己酮使用量更少，全氟己酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03%左右時(shí)就可以保護(hù)鎂合金不被氧化。全氟己酮對(duì)熔融鎂的保護(hù)機(jī)理見(jiàn)圖11。

圖11 全氟己酮對(duì)熔融鎂的保護(hù)機(jī)理

3 結(jié)語(yǔ)

全氟己酮毒性低、安全性好、便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸且對(duì)材料和設(shè)備影響小，憑借其優(yōu)異的物理和化學(xué)特性在滅火劑、清洗劑和溶劑以及鎂熔煉保護(hù)氣的應(yīng)用方面已彰顯出巨大的開(kāi)發(fā)潛力。不同于其他氟代烷烴滅火劑，其具有更低的溫室效應(yīng)潛能值，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景和極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

但從目前的工業(yè)化生產(chǎn)路線來(lái)看，存在著收率不高、需要使用有毒催化劑及溶劑、需消耗大量氧化劑等缺點(diǎn)，在很大程度上約束了其廣泛的應(yīng)用。因此，需要緊緊抓住機(jī)會(huì)，改進(jìn)現(xiàn)有的工藝路線并在催化劑選擇方面取得突破，爭(zhēng)取大幅降低生產(chǎn)成本，相信很快能夠?qū)崿F(xiàn)全氟己酮的產(chǎn)業(yè)化，為環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn)。