Composti Perfluorurati: Caratteristiche, Applicazioni e Sintesi
I composti perfluorurati (PFC) sono formati da catene di carbonio legate solo con atomi di fluoro. Questi composti, noti anche come fluorocarburi o perfluorocarburi, hanno una formula generale di CnF2n+2, simile ai comuni alcani con formula general CnH2n+2.
Gli PFC sono composti sintetici che risalgono agli anni ’50 e rappresentano un gruppo di sostanze organiche con proprietà uniche e molteplici utilizzi.
Proprietà
A causa della forza del legame carbonio-fluoro, i composti perfluorurati mostrano inerzia chimica e stabilità termica. Queste caratteristiche li rendono adatti per una vasta gamma di applicazioni industriali e di consumo, grazie alle loro straordinarie proprietà di idrorepellenza, antiaderenza, resistenza al fuoco, alle alte temperature e agli agenti atmosferici.
Applicazioni
I composti perfluorurati hanno varie applicazioni che includono l’uso come componenti di agenti antincendio, nel finissaggio di tessuti per uniformi militari e abbigliamento sportivo, come additivi per l’olio motore, nelle vernici, nei liquidi di raffreddamento, negli inchiostri e nei prodotti idrorepellenti.
Sintesi
Inizialmente, i composti perfluorurati venivano ottenuti tramite una reazione tra il fluoro e gli idrocarburi, permettendo di ottenere solo gli omologhi inferiori come il tetrafluorometano CF4, l’esafluoroetano C2F6 e l’ottafluoropropano C3H8. Tuttavia, durante il progetto Manhattan per la creazione delle prime bombe atomiche, si rese necessario sviluppare liquidi di raffreddamento adatti all’esafluoruro di uranio.
Il chimico Fowler della DuPont ideò un processo di produzione dei composti perfluorurati attraverso la reazione in fase vapore del fluoruro di cobalto (III) con l’idrocarburo.
Classificazione e Contaminazione
Tra i composti perfluorurati si trovano gli acidi perfluorocarbossilici (PFCAs) e i perfluoroalchilsolfonati, con particolare attenzione al perfluoroottansolfonato (PFOS) che era presente in prodotti antimacchia. Questi composti sono classificati in “catena lunga” e “catena corta” in base alle differenze di tossicità e bioaccumulo. I composti a catena lunga sono considerati particolarmente pericolosi a causa della loro persistenza nell’ambiente, tossicità e capacità di bioaccumulo, che può causare problemi alla salute come il cancro e danni al sistema immunitario.
Recenti scoperte hanno evidenziato la presenza di questi composti nell’acqua potabile degli Stati Uniti e addirittura negli alligatori americani e nei coccodrilli africani. Questo scenario sottolinea la necessità di condurre ulteriori ricerche per sviluppare composti con caratteristiche simili ai fluorocarburi, ma con un impatto ambientale minore.