perfluoroalcoxialcano

Los perfluoroalcoxialcanos ( PFA ) son fluoropolímeros . Son copolímeros de tetrafluoroetileno (C₂F₄ ₎ y perfluoroéteres ( _C₂F₃ORf , donde Rf ^es un grupo perfluorado como el trifluorometilo (CF₃ _{) ). Las} propiedades de estos polímeros son similares a las del politetrafluoroetileno ⁽ PTFE). En comparación con _el PTFE, el PFA tiene mejores propiedades antiadherentes y mayor resistencia química, a costa de una menor resistencia al rayado. ^{[ 2 ]}

A diferencia del PTFE, los sustituyentes alcoxi permiten que el polímero se procese en estado fundido. ^{[ 3 ]} A nivel molecular, los polímeros de PFA tienen una longitud de cadena menor y un mayor entrelazamiento de cadena que otros fluoropolímeros. También contienen un átomo de oxígeno en las ramificaciones. Esto da como resultado materiales más translúcidos y con una resistencia mejorada al flujo y a la fluencia, con una estabilidad térmica cercana o superior a la del PTFE. ^{[ 4 ]} Por lo tanto, el PFA es el preferido cuando se requiere un servicio prolongado en entornos hostiles que implican estrés químico, térmico y mecánico. El PFA ofrece alta resistencia a la fusión, estabilidad a altas temperaturas de procesamiento, excelente resistencia al agrietamiento y al estrés, y un bajo coeficiente de fricción. ^{[ 1 ]} Propiedades de procesamiento mejoradas similares se encuentran en el etileno propileno fluorado (FEP), el copolímero de tetrafluoroetileno y hexafluoropropileno . ^{[ 5 ]} Sin embargo, el FEP es diez veces menos capaz de soportar la flexión repetida sin fracturarse que el PFA. ^{[ 1 ]}

La PFA se utiliza comúnmente como material para tuberías y accesorios para productos químicos agresivos, así como para el revestimiento anticorrosivo de recipientes en la industria de procesamiento químico. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen la construcción de depuradores de gas, reactores, recipientes de contención y tuberías. ^{[ 6 ]} En centrales termoeléctricas de carbón, se utiliza para revestir intercambiadores de calor. Al canalizar gas crudo a través de un aparato revestido con PFA, la corriente de gas puede enfriarse por debajo de su temperatura de condensación sin dañar el intercambiador de calor. Su uso contribuye a aumentar la eficiencia de toda la planta. ^{[ 7 ]}

La PFA también se utiliza para fabricar equipos de muestreo en química analítica y para estudios geoquímicos o ambientales in situ , especialmente cuando es fundamental evitar la contaminación química por iones metálicos en concentraciones traza. Asimismo, se emplea como aislamiento en aplicaciones de cableado eléctrico de alta temperatura.

El PFA se produce como un copolímero de tetrafluoroetileno y un perfluoroéter , generalmente perfluoro(metil vinil éter) . La preparación de los precursores de perfluoroéter es más compleja que la de los vinil éteres parcialmente fluorados, que pueden obtenerse a partir de la reacción de tetrafluoroetileno con alcóxidos .

RO ⁻ + F ₂ C=CF ₂ → F ₂ C=CFOR + F ⁻

Sin embargo, la inestabilidad de los α- fluoroalcoholes hace que la preparación de la mayoría de los perfluoroalcóxidos sea poco práctica. En cambio, la producción de perfluoroéteres vinílicos puede lograrse mediante la pirólisis de una sal de perfluoro(2-alcoxicarboxilato). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Esta reacción, denominada deshalocarbonilación, procede mediante la eliminación de CO₂ del carboxilato, formando un _intermedio carbaniónico que posteriormente sufre una eliminación de fluoruro para formar el alqueno. ^{[ 10 ]} El éter vinílico también puede prepararse directamente a partir de un fluoruro de acilo utilizando carbonato de sodio : ^{[ 11 ]}

ROCF(CF ₃ )COF + Na ₂ CO ₃ → ROCF=CF ₂ + 2 CO ₂ + 2 NaF

Las marcas comerciales comunes incluyen Teflon-PFA, Hostaflon-PFA y Chemfluor. ^{[ 12 ]} Chemours afirma ser el único productor estadounidense de PFA en su planta Fayetteville Works en el norte del condado de Bladen . ^{[ 13 ]}

Los monómeros de estos polímeros de perfluoroalcoxialcano, al igual que otras sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas , están ampliamente distribuidos en el medio ambiente debido a la producción y liberación de estos productos químicos por parte del ser humano; son tan duraderos que se les denomina " sustancias químicas eternas "; y presentan riesgos para la salud que aún no se comprenden del todo. ^{[ 14 ]}

En 2023, la EPA de Estados Unidos propuso "la primera norma (nacional de EE. UU.) para limitar los PFA en el agua potable"; aunque solo se abordaron seis de los más de 12 000 productos químicos de este tipo. ^{[ 15 ]}

• Fluoropolímero
• perfluoroéter