Was ist Tetrafluorethylen?
Tetrafluorethylen (TFE) ist eine organische Verbindung (Fluorkohlenstoff) mit Kohlenstoff-Fluor-Bindungen.
Es hat die Summenformel C2F2, wobei alle Wasserstoffatome des Ethylens durch Fluoratome ersetzt sind. Seine Bezeichnung nach der IUPAC-Nomenklatur ist Tetrafluorethen und seine CAS-Registrierungsnummer lautet 116-14-3. Andere Bezeichnungen sind Perfluorethylen, 1,1,2,2-Tetrafluorethylen und TFE.
Es ist ein farbloses, bei Raumtemperatur geruchloses Gas mit einem Molekulargewicht von 100,02, einem Schmelzpunkt von -131,15 °C und einem Siedepunkt von -75,9 °C. Es hat eine Dichte von 1,519 g/cm3 (-76 °C). Es ist ein extrem entzündliches und brennbares Gas und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.
Anwendungen von Tetrafluorethylen
Tetrafluorethylen wird hauptsächlich als Rohstoff für Fluorpolymere und fluorhaltige Verbindungen verwendet.
Eines der bekanntesten Fluorpolymere ist Polytetrafluorethylen (PTFE), d.h. Teflon. Teflon wird aufgrund seiner Hitzebeständigkeit, chemischen Beständigkeit, Schmierfähigkeit und Antihafteigenschaften häufig verwendet.
In der Industrie wird es z. B. zur Beschichtung von Ausrüstungsteilen, Maschinenteilen und elektrischen Teilen in der chemischen Industrie verwendet. Zu den Haushaltsprodukten gehören Beschichtungen für Bratpfannen.
Andere Fluorpolymere sind PFA (Polyfluorethylentetrafluorid/Perfluoralkoxyethylen-Copolymerisationsharz) und PFEP (Polyfluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerisationsharz). Teflon wird in der chemischen Industrie als Auskleidungsmaterial und Chemikalienflaschen, in der Maschinenindustrie als Gleitlager und in der Elektroindustrie als Halbleiter und Drahtbeschichtung verwendet.
Funktionsweise von Tetrafluorethylen
Die Funktionsweisen von Tetrafluorethylen wird anhand von Produktionsmethoden und Eigenschaften erläutert:
1. Herstellungsmethode von Tetrafluorethylen
Tetrafluorethylen kann hauptsächlich durch Chloroform und Fluorwasserstoff synthetisiert werden. In diesem Fall besteht der Reaktionsmechanismus darin, dass Chloroform mit Fluorwasserstoff unter Bildung von Chlordifluormethan reagiert, das sich anschließend thermisch unter Bildung von TFE zersetzt.
Bei der Laborsynthese wird PTFE durch Pyrolyse unter vermindertem Druck hergestellt. Es kann auch durch die thermische Zersetzung von Pentafluorpropionsäure gewonnen werden.
2. Chemische Eigenschaften von Tetrafluorethylen
Tetrafluorethylen ist eine ungesättigte Kohlenstoff-Fluorid-Verbindung, was es zu einer nukleophilen und hochreaktiven organischen Verbindung macht. Es reagiert auch als Dienophil in der Diels-Alder-Reaktion. Wie bereits erwähnt, lässt sich aus der Verbindung durch Polymerisation leicht Polytetrafluorethylen (PTFE) herstellen.
Bei der Hydrolyse entsteht giftiger Fluorwasserstoff (HF). Außerdem reagiert es explosiv mit Metallen wie Natrium und Kalium und mit metallorganischen Verbindungen. Bei der Reaktion mit Brom entsteht eine farblose ölige Flüssigkeit (Dibromtetrafluorethan).
Arten von Tetrafluorethylen
Tetrafluorethylen selbst ist ein Gas und wird, wie bereits erwähnt, industriell für die Herstellung von Polymeren verwendet. Es wird jedoch im Allgemeinen nicht als eigenständiges Gas verkauft, sondern überwiegend in Form von polymerem PTFE (Polytetrafluorethylen).
Polymeres PTFE ist, wie bereits erwähnt, ein Harz und kann in einer Vielzahl von Formen und Anwendungen verwendet werden. PTFE, das als Reagenz oder Rohstoff verkauft wird, hat in der Regel die Form eines weißen Pulvers und kann bei Raumtemperatur gelagert werden.