名古屋工業大學開發出利用冷媒、滅火劑等使用的五氟乙烷(Pentafluoroethane; HFC-125) 在室溫下高效率合成出氟樹脂基礎原料-四氟乙烯(Tetrafluoroethylene; TFE)之技術。HFC-125作為氟氯碳化物的替代品已被廣泛使用,但近年來為降低環境負荷而須逐步淘汰。透過新開發的手法,HFC-125可望予以「升級再利用」,將廢棄物轉換成高附加價值的工業原料。
目前TFE是透過氯二氟甲烷(Chlorodifluoromethane; R-22) 在高溫下熱分解產生的次氟甲基(Difluorocarbene;CF2)進行二聚合化學反應進行製造,除了需要大量的能源之外,另有產生鹽酸等副產物的課題待解決。
對此,名古屋工業大學應用穩定、便宜且方便操作的HFC-125作為原料,進行簡便且綠色環保之TFE合成手法開發。研究團隊將HFC-125溶於甲苯中,並在低溫下與具有體積龐大結構的鉀鹼「六甲基二矽氮化鉀(KHMDS)」進行反應,成功高效率地合成TFE,且不產生副產物。
研究團隊更將新技術應用於可連續進行化學反應的「流動合成(Flow Synthesis)」系統,確立了在溫室條件下將HFC-125轉換成TFE的技術。流動合成法可透過流程並行化與連續運作,實現製程規模擴大,展現出工業化應用的潛力。生成的氟化鉀也易於回收,因此在資源循環的觀點亦具有優勢。由於TFE的製造簡易化,可望促進新氟類聚合物或高機能材料的研發,名古屋工業大學也將持續推動新技術在學術研究與產業應用的進一步發展。