Тетрафторэтан — общее название двух изомеров: 1,1,2,2-тетрафторэтана и 1,1,1,2-тетрафторэтана. Оба изомера относятся к фторорганическим соединениям и являются фторуглеводородами этанового ряда. Оба изомера служат альтернативной заменой озоноразрушающим хлорфторуглеродам .

Свойства

1,1,2,2-тетрафторэтан CF ₂ H — CF ₂ H (R 134, HFC 134). Озоноразрушающий потенциал (ODP) равен нулю, то есть он не разрушает озоновый слой. Температура кипения (-26,3° C). Торговая марка (СССР, РФ) — хладон-134. Хладон-134 служит основой озонобезопасного смесевого хладоагента СМ-1 (массовый состав, %: хладон-134 — 62,9; -32,6; н-бутан -4,5), который близок к хладону-12 ( дифтордихлорметану ) по теплофизическим характеристикам и хорошо растворяется в минеральном масле.

1,1,1,2-тетрафторэтан CF ₃ —CFH ₂ (R-134a, HFC-134a). Торговая марка (СССР, РФ) — хладон-134a, торговая марка США — фреон-134a. Символ a обозначает асимметрию молекулы тетрафторэтана — 1,1,2,2-тетрафторэтан — симметричен, 1,1,1,2-тетрафторэтан — асимметричен.

Получение

Метод синтеза 1,1,2,2-тетрафторэтана — каталитическое гидрирование тетрафторэтилена :

${\displaystyle {\mathsf {CF_{2}{\text{=}}CF_{2}+H_{2}\rightarrow CHF_{2}{\text{-}}CHF_{2}}}}$

Метод синтеза 1,1,1,2-тетрафторэтана включает каталитическое гидрофторирование трихлорэтилена в две стадии :

${\displaystyle {\mathsf {CCl_{2}{\text{=}}CHCl+3HF\rightarrow CF_{3}{\text{-}}CH_{2}Cl+2HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CF_{3}{\text{-}}CH_{2}Cl+HF\rightarrow CF_{3}{\text{-}}CH_{2}F+HCl}}}$

Альтернативными методами синтеза 1,1,1,2-тетрафторэтана являются способы, основанные на фторировании органических соединений обеднённым гексафторидом урана. В качестве исходного органического сырья можно использовать 1,1-дифторэтилен (фтористый винилиден) :

${\displaystyle {\mathsf {CF_{2}{\text{=}}CH_{2}+UF_{6}\rightarrow CF_{3}{\text{-}}CH_{2}F+UF_{4}}}}$

или 1,1,1-трифторэтан (хладон-143a):

${\displaystyle {\mathsf {CF_{3}{\text{-}}CH_{3}+UF_{6}\rightarrow CF_{3}{\text{-}}CH_{2}F+UF_{4}+HF}}}$

Химическая совместимость

Тетрафторэтан совместим с большинством традиционно используемых конструкционных материалов, за исключением магния, свинца, цинка, и алюминиевых сплавов с содержанием магния более 2 %. Тесты на хранение R134a в присутствии воды показали хорошую гидролизную устойчивость на металлах, таких как алюминий, латунь, медь, ферритовая сталь и нержавеющая сталь V2A .

При действии тетрафторэтана на следующие пластмассы или эластомеры — наблюдается незначительное набухание: полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC), полиамид (PA), поликарбонат (PC), эпоксидная смола, политетрафторэтилен (PTFE), полиацетал (POM), хлорпренкаучук (CR), акрилнитрил-бутадиенкаучук (NBR) и гидрированный акрилнитрил-бутадиенкаучук (HNBR). Для уплотнений применимы материалы группы этилен-пропилен-диен-каучука (EPDM). Уплотнения из фторкаучука для R134a не рекомендуются. При выборе материала для уплотнений холодильных установок следует соблюдать их совместимость с планируемым к использованию смазочным материалом, в частности, полиэфирное масло может оказаться несовместимым с маслобензостойкой резиной, которая сама по себе устойчива к тетрафторэтану. Также следует учитывать фактор возможного охлаждения уплотнения; например, химически инертный поливинилхлорид при отрицательных температурах теряет эластичность.

R134a совместим с рядом уплотняющих материалов, например: как «Хайпалон 48», «Буна-Н», «Нордел», «Неопрен», а также со шлангами, футерованными внутри нейлоном (полиамидом) или неопреном.

Воздействие на окружающую среду

Молекула тетрафторэтана (хладоагент R134a) имеет меньшие размеры, чем молекула тетрафторметана (хладоагент R12), что делает более значительной опасность утечек. При попадании воздуха в систему и сжатии могут образовываться горючие смеси .

Из-за значительного потенциала глобального потепления GWP рекомендуется применять тетрафторэтан в герметичных холодильных системах. Влияние тетрафторэтана на парниковый эффект в 1300 раз сильнее, чем у СО ₂ .

Например, выброс в атмосферу одной заправки тетрафторэтана из бытового холодильника (около 140 г) соответствует выбросу 170 кг СО ₂ . Так как в Европе в среднем 448 г. СО ₂ образуется при производстве 1 кВт×ч энергии, таким образом этот выброс соответствует производству 350 кВт×ч энергии.

Примечания