Os compostos organofluorados na pesquisa de novos materiais

Os compostos orgânicos contendo ligações carbono-flúor possuem características únicas derivadas da força incomum da ligação C-F, de diferenças marcadas na eletronegatividade e polarização, mas menor diferença no tamanho do flúor em relação ao hidrogênio. Isso confere às moléculas alta estabilidade térmica e oxidativa, baixa polaridade e pouca tensão superficial.

Os perfluorcarbonos são um conjunto de moléculas em que todas as ligações C-H são substituídas por C-F. Da mesma forma, clorofluorcarbonos são moléculas nas quais alguns hidrogênios são substituídos por F e outros por Cl. Ambos os tipos de moléculas têm aplicações diferentes, mas seu alto potencial contaminante os levou a serem regulamentados internacionalmente e a tentar limitar sua produção.

As moléculas orgânicas nas quais apenas uma porcentagem de átomos de H foi substituída por F são conhecidas como hidrofluorcarbonos. Eles têm um potencial contaminante menor e propriedades diferentes dos hidrocarbonetos. Eles apresentam uma solubilidade característica dependente da temperatura em solventes orgânicos, o que permite uma fácil separação. Atualmente, pesquisas abundantes são realizadas em vários aspectos da química do flúor, encontrando aplicações em áreas tão diversas quanto a catálise ou a biomedicina.

Uma área de pesquisa muito ativa é a busca por catalisadores fluorados de transferência de fase contendo metais de transição ou terras raras, pois têm a capacidade de catalisar vários tipos de reações e facilitar o processo de recuperação do catalisador. Também são interessantes os catalisadores do tipo éter-coroa ou porfirina substituídos por uma cadeia perfluorada. 

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As características dos hidrofluorcarbonos também são exploradas para gerar vários tipos de compostos de inclusão, por exemplo, a partir de zeólitos ou calixarenos. Ao variar a localização dos substituintes de flúor, o objetivo é desenhar moléculas que atuam como sensores de macrociclos e estruturas metal-orgânicas.

Polímeros contendo substituintes fluorados também possuem propriedades únicas, encontrando muitas aplicações diversas, como cristais líquidos, semicondutores, materiais isolantes e células de combustível, entre outras.

Na FUJIFILM Wako, temos um amplo catálogo de moléculas fluoradas. Se deseja obter mais informações, entre em contato conosco aqui.

Solução de dispersão Nafion 5% (323-86702)

Nafion é um copolímero de ácido perfluorossulfônico e politetrafluoretileno. Caracteriza-se por possuir propriedades iônicas, motivo pelo qual sua aplicação como condutor de prótons para células de combustível com membranas eletrolíticas poliméricas é pesquisada graças à sua alta estabilidade química e resistência mecânica. A fim de melhorar o desempenho do polímero, a adição de diferentes moléculas é pesquisada para melhorar sua capacidade de retenção de água e sua condutividade em altas temperaturas.

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4,4'-Difluorobenzofenona (042-20562)

Esta molécula aromática é usada na síntese de polímeros tipo PEEK [poli(éter-éter-cetona)]. Esses polímeros consistem em uma cadeia principal aromática unida por ligações éter e cetona e são caracterizados por sua alta estabilidade térmica e alta resistência mecânica e química. A adição de substituintes de sulfito às unidades aromáticas poliméricas está sendo estudada para desenvolver materiais alternativos ao Nafion para uso em membranas eletrolíticas.

Bibliografia:

1. Berger, R., Resnati, G., Metrangolo, P., Weber, E., & Hulliger, J. (2011). Organic fluorine compounds: a great opportunity for enhanced materials properties. Chemical Society Reviews, 40(7), 3496-3508.
2. Smitha, B., Sridhar, S., & Khan, A. A. (2005). Solid polymer electrolyte membranes for fuel cell applications—a review. Journal of membrane science, 259(1-2), 10-26