
含氟化合物(防水劑),先進還是毒藥?
全氟辛基磺酸結構圖,巨大的氟原子妥妥的包裹著里面的碳原子
我們知道,含碳表面活性劑之所以能體現出超低的表面張力,乃是因為甲基的表面張力超低,有機硅表面活性劑的表面張力更低,實際是因為硅氧鍵的柔韌性,所以能將更多的甲基朝向外面。所以,有機硅的性能并沒有起到革命性的提升。
而含氟表面活性劑完全不一樣,氟是電負性最強的元素,電子在氟化合物的腦子里,就是“你的就是我的,我的還是我的”,使得氟原子非常難以被極化,氟碳鏈極性比碳氫鏈小。因此,含氟表面活性劑各分子之間的范德華力很弱,這使得它的表面張力尤其低。一般含碳表面活性劑的表面張力達到30,有機硅最低可以達到21,而含氟表面活性劑最低可以達到15。
3M也是一家偉大的創新公司
1949年,美國3M公司合成了一種新型化合物:全氟辛基磺酸(PFOS),并用于他們的品牌:斯科奇嘉德防油防水劑(Scotchgard),一時間紅遍全美。使用了Scotchgard防水劑的服裝表面可以產生“荷葉效應”,不沾水也不沾油,水滴或者油滴在處理后的服裝上面,就好像露珠在荷葉上一樣。從此含氟表面活性劑開始成為各個追求創新的化學公司研發的焦點。
在織物等基材上產生荷葉效應,是含氟表面活性劑的亮點
1999年,美國環境保護署開始對PFOS的毒性展開調查,原來,這些含氟表面活性劑持久性極強,是最難分解的有機污染物之一,在濃硫酸中煮一小時也不分解。它們很容易在動物體內沉積,據美國環保署、歐洲、日本及我國研究機構的研究結果表明:PFOS及其衍生物通過呼吸道吸入和飲用水、食物的攝入等途徑,而很難被生物體排出,尤其最終富集于人體、生物體中的血、肝、腎、腦中??磥硖€定的東西也不好啊。
鳥類的不同器官中已經出現PFOS、PFOA等含氟物的沉積
2000年,3M公司和幾家美國公司宣布停產PFOS、PFOA等含氟產品,現在這些含氟類產品還在世界范圍內生產,主要生產地是咱們中國。
歐美發達國家現在似乎有點精神過敏,凡是有可能對人體產生傷害的,一律禁止。這是審慎的態度還是喪失了一些發展機會,值得思考
看起來氟化工的名聲不太好,雖然有很多的新發明,但是幾乎是出來一個被槍斃一個,氟利昂、PFOS姑且不論,就連不粘鍋也受到了質疑。這其中有一些是誤解,有一些是真正對環境的破壞。我要說,這是人類發展的必經階段,還是那句話,我們不可能回到過去了,發展中遇到的問題只能用繼續發展來解決。當然,總結過往的經驗是必要的。
其實,氟化學品已經在更多的領域發揮著重要作用呢,它們就在我們身邊。
新能源汽車的出現對鋰電池提出了更高的要求,六氟磷酸鋰電解液目前很火爆
因為含氟化學品特別穩定,并且可以降低液晶的粘度,平板電腦、手機、電視機、電腦的液晶顯示器里都有含氟化學品
諾氟沙星,又稱氟哌酸,治療各種炎癥
氟西汀,又一種含氟藥物,用于治療抑郁癥
百分之三十的農藥都是含氟的,氟元素可以增加農藥的耐久性、滲透性,含氟農藥還具有高度的選擇性,是接下來的開發重點
將氟元素引入橡膠,可以提高橡膠的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐候性
我國的氟化工在過去十幾年里發展非常迅速,產品產能已經超過600萬噸/年,產量占全球近55%,銷售額占全球約33%。但是問題也很大,一方面出現了產能過剩,氟化氫和氟化鋁等產品表觀消費量甚至不足產能規模的一半;另一方面,我國的氟化工還是聚焦在生產低端的基礎原材料,高端新興產品匱乏,因此附加值不高;更潛在的危機是,發達國家禁止生產的氟化學品,我們仍然在繼續生產,相關法律法規嚴重跟不上,因為我們知道,這些產品是遲早要被禁用的。
氟化工基本的結構圖
我國的氟化工發展如此迅速,主要是依托我國浙江省的螢石資源,前面我們提到過這個段子:“世界螢石在中國,中國螢石在浙江,浙江螢石在金華,金華螢石在武義。”
現在我們認識到,正是這些“似乎”隨處可見的螢石資源,導致我們的氟化工項目蜂擁而上,造成了產能過剩。我們還發現,全球范圍內,螢石是一種稀缺資源,一些發達國家早已停止開采螢石礦。所幸的是,現在浙江省已經禁止開采螢石礦。
我們希望,我們的開發是一種有序的健康的發展。雖說市場是個好東西,可以自由調控。但是,新建設-市場淘汰-再建設,這個過程中又有多少的資源浪費呢?

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