RÉACTIVITÉ EXTRÊME
Par son extrême réactivité, le fluor révéla plusieurs applications tout à fait particulières. En sidérurgie, des produits fluorés sont utilisés fréquemment car ils abaissent le point de fusion et rendent les minerais plus fluides. Mais suite à ces utilisations, des résidus fluorés sont abondamment générés, produits hautement toxiques. Les industries ont donc engloutient des sommes colossales pour trouver des utilisations à ces fluorures, et ils continuent de le faire.
En juillet 2001, se tenait à Bordeaux (France) le 13e Symposium européen sur la Chimie du Fluor, où l'on retrouvait plus de 400 scientifiques en provenance de 26 pays. Il y avait bien entendu, une forte participation industrielle. Plusieurs recherches sont en cours sur le fluor et les produits fluorés, et cela dans des domaines bien différents de la prévention de la carie.
Comme vous verrez, la prévention de la carie est peut-être l'utilisation la plus connue, mais ... On compte plus de 600,000 composés contenant au moins un atome de fluor et la chimie du fluor est en pleine expansion: des produits fluorés permettent des avancées dans des domaines extrêmement variés.
Un tableau montrant les utilisations des fluorures dans l'industrie.
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De nos jours, le fluor est de plus en plus utlisé. On le retrouve spécialement dans le domaine pharmaceutique et agrochimique.
AGROCHIMIE
En agrochimie, environ une molécule active sur deux contien un ou plusieurs atomes de fluor. En agriculture, ces molécules fluorées sont utilisées comme herbicides, fongicides, pesticides (pour tuer les rats et les coquerelles/blattes!) et insecticides.
Le fluorure de souffre sert de fumigène (Vikane) pour les produits récoltés (maïs, riz, blé,...) contre les termites. On apprécie la vaporisation de pesticides fluorés sur les récoltes car ils demeurent sur la plante. Ce qui le fait devenir une vraie menace de contamination de nos aliments.
PHARMACEUTIQUE
Il est couramment utilisé dans les médicaments pour en prolonger la «durée tablette», il repousse donc la date d'expiration, augmentant la probabilité que la drogue trouve preneur, et par conséquent, accroissant le profit du fabricant et du revendeur.
Popularité pharmaceutique de cet élément toxique
Présent dans le Larium, drogue antimalaria; à la base de plusieurs antibiotiques, incluant le nouveau Linezolid; responsable de la très grande popularité du Prozac (chlorhydrate de fluoxétène), l'antidépresseur; et bien entendu retrouvé dans le Efavirenz, drogue de la thérapie combinée du SIDA.
EN MÉDECINE
On a même découvert plusieurs molécules fluorées à propriétés anti-cancéreuses !!! (fluoro-5 uracyle, fluoronavelbine). On retrouve le fluor également dans des anti-inflammatoires, antibiotiques, neuroleptiques et antihypertenseurs. Elles servent comme marqueur lors de l'examen des os et du métabolisme des tumeurs en radiodiagnostique. Les tranquilisants fluorés sont de leur côté, très reconnus. Les perfluorocarbures sont utilisés en chirurgie vitréorétienienne lors de décollements de la rétine.
L'acide hydrofluorosilique est utilisée pour la stérilisation d'équipements.
Le polymère fluoré PTFE se trouve dans les implants (ligaments artificiels, cœurs artificiels et soins des brûlures) ainsi que dans divers ustensiles (cathéters, tubes capillaires, seringues hypodermiques).
DENTISTERIE
Bon, vous le savez, presque tous les dentifrices sur le marché sont à présent fluorés. Mais on a ajouté les gouttes, des pastilles, de la soie dentaire et des cure-dents tous fluorés.
En dentisterie, on utilise des produits fluorés sous formes de gels et de vernis. Un nouveau matériau d'obturation de la carie dentaire, la Définite (mis au point par la société Degussa en Allemagne), arrive sur le marché. Ce matériau, de par sa composition, relargue des ions de fluor dans la bouche, et est capable de se "recharger" en fluor par l'alimentation ou la pâte dentifrice.
TRANSFUSION SANGUINE
En raison de la grande solubilité des gaz tels que l'oxygène dasns les hydrocarbures perfluorés, des substituts fluorés du sang sont proposés pour permettre des transfusions d'urgence. Les fluorocarbures combinent un ensemble de propriétés uniques, inertie chimique et biologique, capacité à solubiliser les gaz, faible tension de surface, etc., qui les qualifient comme d’efficaces transporteurs d’oxygène in vivo, dénués de la complexité inhérente aux solutions d’hémoglobine.
CRÊMES SOLAIRES
Le fluor est également utilisé dans les crêmes solaires rehaussant le facteur SPF et réduit la sensation «graisseuse». Il est une des raisons des réactions allergènes de certaines personnes à ces produits. De plus, il est reconnu que les rayons UV brisent certains fluoroquinolones ainsi que le PTFE (polytetrafluoroéthylène - Teflon, Gore-tex, etc.).
EN ALIMENTATION
Des produits fluorés permettent la synthèse de nouvelles molécules à propriétés hautement sélectives, notamment dans les fluoroaromatiques, les dérivés de l'acide triflique, les composés fluorosulfurés qui reçoivent de nombreuses applications comme pour les stéroïdes, les édulcorants (sucres) et vitamines.
Le fluor est utilisé dans l'industrie de la bière pour contrôler la fermentation secondaire (propriété désinfectante).
Si votre animal de compagnie souffre de maux bizarres, c'est qu'on ajoute du fluor dans ses croquettes...
RÉFRIGÉRANTS
Les chlorofluorométhanes et éthanes, appelés aussi «fréons» ou «foranes» ont une grande stabilité en température et pression. Ils ont donc été utilisés comme fluides réfrigérants dans les machines frigorifiques ou comme gaz propulseurs et aérosols.
Ce fut un grand défi pour les chimistes de trouver des remplaçants aux chorofluoricarbones (CFC) qui étaient devenus les responsables majeurs de la diminution de la couche d'ozone à cause de leurs utilisation extensive ces dernières années. Des recherches de groupes universitaires et industriels ont permis de proposer de nouvelles formulations et substituts (HFC, fluoroesters) qui ont fortement ralenti ce type de dégration de notre atmosphère.
EN ÉLECTRONIQUE
Quand au fluor on l'utilise sous la forme du groupe -CF3 qui présente des propriétés électroniques particulières. En effet dans le cas de -CF3, on note une effet inductif attracteur particulièrement important. En microélectronique, le fluor et les gaz fluorés tels que ClF3 et Nf3 occupent une place stratégique dans la chaîne de production des «wafers» de silicium, car ils permettent l'élimination de toute trace d'impuretés à la surface du semi-conducteur qui seraient sinon des obstacles pour le bon fonctionnement de nos ordinateurs.
30% des résidus industriels dans les fabriques de semiconducteurs sont des fluorures.
Des fluorures minéraux, tels que CaF2, associés à des lasers ultraviolets permettront sous peu d'effectuer des lithographies à l'échelle nanométrique ((10-9 m). Ce qui multipliera par plusieurs puissances de 10 le stockage d'informations (de nouveaux CDs et DVDs).
SÉPARATION ISOTOPIQUE DE L'URANIUM
La séparation isotopique de l'uranium par diffusion gazeuse utilise les propriétés de l'hexafluorure d'uranium UF6, ce qui permit la réussite du projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale.
UTILISATIONS DOMESTIQUE
Les détachants renferment des fluorures dont l'acide hydrofluorosilique. Il en va de même avec la plupart des détergents (fluorure de sodium). On recouvre de polymère les fers à repasser.
REVÊTEMENT ANTI-ADHÉRENT
Le fluor est utilisé dans la producton de matières plastiques à faible coefficient de friction. Le revêtement anti-adhérent des poêles (env. 4 g de polymère) et des casseroles est constitué de polytétrafluoréthène mieux connu sous la marque Teflon®, découvert par hasard en 1938 par R.J. Plunket. Plunkett qui travaille sur le fluide frigorigène Freon* (dichlorofluorométhane, fluorochlorométhane), découvre qu'un échantillon s'est spontanément polymérisé en un solide blanc et cireux. Ce nouveau matériau présente une résistance à pratiquement tous les produits chimiques ou solvants connus, sa surface est tellement glissante que presque aucune substance ne peut y adhérer. Il ne gonfle pas sous l'effet de l'humidité et il ne se dégrade pas ou ne se fragilise pas après une exposition prolongée à la lumière du soleil. Son point de fusion est de 327°C et contrairement aux thermoplastiques classiques (polyéthylène, polypropylène, PVC qui peuvent être injectés) son modelage nécessite d'avoir recours aux procédés de frittage et d'extrusion.
Les polymères fluorés ont une remarquable résistance à la corrosion et ainsi servent dans plusieurs utilisations révolutionnaires: conditionnement des produits très réactifs, récipients culinaires «n'attachant pas», matériaux pour implantation cardio-vasculaires, membranes échangeuses d'ions pour électrolyse (chlore/soude) par exemple.
On obtient cette matière synthétique, qu'est le Teflon, par polymérisation du tétrafluoréthène, (CF2= CF2) : n CF2 = CF2 ...[-CF2 - CF2 -]n ... Le polymère obtenu est très dur, il est inerte et il résiste à des températures élevées. Les autres substances n'adhèrent guère à ce polymère. Grâce à ses propriétés, il est très approprié pour être utilisé comme revêtement anti-adhérent dans les poêles à frire. D'autres applications pour ce polymère sont entre autres des combinaisons spatiales, des combinaisons pour des conducteurs de voitures de course et les revêtements des parois de cuves de réacteurs dans l'industrie chimique.
Les principales résines fluorocarbonées sont le PTFE (polytétrafluoroéthylène), le FEP (éthylène-propylène fluoré), le PFA (perfluoroalkoxy), le PVDF (polyfluorovinylidène), ETFE (copolymère modifié d'éthylène et de tétrafluoroéthylène) et l'ECTFE (éthylène/chlorotri-fluoroéthylène).
Les résines fluorocarbonées ont une résistance vis à vis de pratiquement tous les produits chimiques. Cette propriété est due d'une part à la force de la liaison C-F et d'autre part au fait que la chaîne polyéthylénique est "enrobée" dans une gangue d'atomes de fluor qui la protège. En 1990, DuPont produisait 52 milliers de tonnes de résines fluorocarbonées.
MÉCANIQUE
Le polymère fluoré PTFE sert à fabriquer des mécanismes qui n'ont pas besoin d'être lubrifiés ainsi que des joints il intervient dans l'isolement des accessoires de direction assistée, dans les transmissions automatiques et les absorbeurs de chocs, dans les câbles de commande des freins il sert à la fabrication de joints résistant au kérosène et aux lubrifiants, de tuyauteries de pression et de parties du moteur. Une automobile européenne de type moyen en contient environ 100 g.
INDUSTRIE DU VERRE
L'acide fluoridrique (HF) est traditionnellement utilisé pour opacifier le verre dans les ampoules électriques et dans d'autres produits. Les verres fluorés à base de métaux lourds sont vu leur utilisation proposée comme fibres lasers, amplificateurs optiques ou guides d'ondes pour microlasers en télécommunication.
Le fluorure de calcium est utilisé pour le verre opale et le fibre de verre.
PÉTROCHIMIE
Le fluor ici aussi a fait des bonds gigantesques. Il permet la préparation de carbocations stables et l'isomérisation d'hydrocarbures pour la production de carburants à haut indice d'octane.
DOMAINES DE L'ÉNERGIE
Et oui, on retrouvera le fluor dans des piles à combustible, composantes de batteries (électrodes en fluorures de graphite, passivation d'anode par fluoration de surface, électrolytes fluorés) électrolytes solides à base de conducteurs ioniques de l'ion F- dérivant de la fluorine ou de la tysonite. Des produits fluorés sont utilisés pour l'isolation des cables de haute tension (copolymère éthylène/chlorotrifluoroéthylène).
Le polymère fluoré PTFE se retrouve dans le revêtement intérieur des tuyauteries, dans des pompes destinées aux industries chimiques, pharmaceutiques et alimentaires dans le revêtement des fibres de verre tissées dans les isolants pour les câbles et les fils.
ENVIRONNEMENT
Le polymère fluoré PTFE se retrouve au sein des procédés de recyclage (désulfuration des gaz issus des centrales thermiques, filtres à poussières dans les procédés industriels...).
EN TEXTILE
Des produits fluorés tensio-actifs sont employés pour la protection des surfaces de tissus, moquettes, cuirs (fluorure d'hydrogène utilisé en tannage) et servent à rendre des matériaux ininflammables (mousses extinctrices).
Le polymère fluoré PTFE sert dans les membranes textiles destinées à l'habillement, comme composant dans les fixations de ski. On en trouve environ 20 g dans un anorak. Le tissu Gore-Tex® est obtenu par collage d'un textile sur une membrane en Teflon* expansé et présente une protection contre les intempéries tout en laissant échapper la vapeur d'eau émise par le corps.
PRODUITS INDUSTRIELS
Les fluoropolymères, fluoroélastomères et fluorosilicones sont de haute fonctionnalité et offrent une résistance remarquable aux huiles, solvants et essences.
Il y a des solides fluorés qui ont des propriétés spécifiques: catalyseurs, pigments colorés, capteurs chimiques, biomatériaux.
On a découvert de nouveaux matériaux à propriétés contrôlées au niveau nanométriques tels que nanocomposites à base de silanes fluorés et de silice, de métal et polymères fluorés à propriétés ultra-hydrophobes, de membranes sélectives pour filtration de gaz formés de tensio-actifs fluorés dans des films polymères.
D'autres produits fluorés sont maintenant commercialisés comme traitements de surface à des fins de protection (de la corrosion) de monuments anciens (la statue de la Liberté, récemment rénovée, est complètement recouverte de Teflon), couches anti-graffiti et anti-reflets, absorbeurs UV et protection automobile. On se sert également du fluor dans des composés servant à la protection du bois.
Le fluor, du fait de sa forte électronégativité, contribue à localiser les charges et à limiter l'indice de réfractation. Il est donc utilisé de plus en plus dans les pigments inorganiques servant dans l'industrie du bâtiment, peintures, encres, plastiques,...). Grâce à lui, les pigments sont plus stables, même à des températures supérieures à 340°C. En fait, le fluor contribue à réduire les dispersions d'énergies liées aux photons. Les pigments colorés et fluorés vont posséder un indice de réfraction élevé, corrélé à une force de teinte importante et une forte absorption dans le visible alors que l'on recherche par exemple dans le cas des absorbeurs UV.
Le fluor est utilisé dans la fabrication du ciment (durcissement), des tuiles de céramiques (opacifiant des émaux) et dans la purification de la fonte.
Le polymère fluoré PTFE servit à la conception de la première bombe atomique car il était la seule matière plastique capable de résister à l'extrême corrosivité de l'hexafluorure d'uranium.
Ajouté dans des produits pour la soudure, à l'argent entre autre.
Utilisé en pyrothenie.
Présent dans plusieurs abrasifs.
GAZ DE COMBAT
Le gaz neurotoxique SARIN ne pourrait être aussi mortel sans le fluor qu'il contient (Isopropyl-Méthyl-Phosphoryl-Fluoride). Il n'est pas le seul: SOMAN: Pinacolyl methlphosphonofluoridate, DYFLOS (DI-isopropyl fluorophosphate), FLUOROURACIL, FLUOROACETAMIDE (Compound 1081), HYDROFLUOROSILICIC ACID (fluorosilicic acid, hydrofluoric acid), SODIUM FLUOROCETATE (Compound 1080), SODIUM SILICOFLUORIDE.
SOLVANTS
Le fluor est couramment utilisé dans les solvants.
Dihydrofluorure de N,N’,N’tris(poly-oxyéthylène)Nhexadécylpropylène-diamine – Fluorhydrate de nicométhanol; pyridylméthanol-3 – Fluorure d’aluminium – Fluorure d’ammonium – Fluorure de calcium – Fluorure d’étain (II) – Fluorure de magnésium
Fluorure de potassium – Fluorure de sodium – Hydrofluorure de cétylamine (hydrofluorure d’hexadécylamine) – Hydrofluorure d’octadécénylamine – Monofluorphosphate d’ammonium – Monofluorphosphate de calcium – Monofluorphosphate de potassium – Monofluorphosphate de sodium – Olaflur (Dihydrofluorure de bis(hydroxyéthyl) aminopropyl N-hydroxyéthyl-octadécylamine) – Silicofluorure d’ammonium – Silicofluorure de magnésium – Silicofluorure de potassium – Silicofluorure de sodium
Fluorides Ammonium hydrogenfluoride
Ammonium hydrogenfluoride (NH4HF2) is used for aluminium anodization, metal surface treatment, manufacture of wood preservatives, glass processing, building protection, mineral oil/ natural gas drilling, cleaning of industrial plants, in breweries and in the electronic industry.
Barium fluoride
Barium fluoride (BaF2) is used in aluminium-metallurgy, enamel and glazing frits production, and The production of welding agents.
Calcium fluoride (synth.)
Calcium fluoride (CaF2) is used in aluminium-metallurgy, brake lining, glass manufacturing, enamel and glazing frits production, dental application, and the production of welding agents.
Cryolite, synth. powder
Cryolite, synth powder (Na3AlF6) is used in aluminium-metallurgy, for the production of abrasives, enamel, glazing frits and glass, soldering agents, welding agents, blasting and phyrotechnics, and for metal surface treatment.
Fluoroboric acid
Fluoroboric acid (HBF4) is used in the chemical industry and for galvanotechnolgy.
Hydrofluoric acid
Hydrofluoric acid, techn. (HF) is used for aluminium electrolysis, aluminium anodization, mineral oil/gas drilling, glass processing, metal surface treatment , chemical industry, cleaning of industrial plants, building protection and nuclear technology.
Hydrogen fluoride
Hydrogen fluoride (HF) is used in the chemical industry, petrochemical industry, and for nuclear technology.
Lithium cryolite
Lithium Cryolite (Li3AlF6) is used for the production of abrasives, welding agents and soldering agents.
Potassium cryolite
Potassium cryolite (K3AIF6) is used for the production of welding agents, blasting and phyrotechnics, and for the production of abrasives.
Potassium fluoroaluminate
Potassium fluoroaluminate (KalF4) is used for the production of welding agents, production of soldering agents, and for the production of abrasives.
Potassium fluoroborate
Potassium fluoroborate (KBF4) is used in aluminium-metallurgy, for the production of abrasives, soldering agents and ceramics, and in the chemical industry.
Potassium hydrogenfluoride
Potassium hydrogenfluoride (KHF2) is used in the chemical industry, manufacture of woodpreservatives glass processing, glass manufacturing, and for the production of soldering agents.
Sodium fluoride
Sodium fluoride (NaF) is used in the leather industry, for dental applications, for the enamel, glass and ceramic production, for the production of welding and soldering agents, and in aluminiummetallurgy.
Sodium fluoride (DAB 10/EP-Grade)
Sodium fluoride (DAB 10/EP-Grade) is used for Dental applications as active fluorocomponent for tooth decay prevention in toothpaste, chewing gum, mouth rinsing agent, dental floss (impregnation), drinking water fluoridation and other tentifrices.
Sodium fluoride (USP 27)
Sodium fluoride (USP 27)is used for Dental applications as active fluorocomponent for tooth decay prevention in toothpaste, chewing gum, mouth rinsing agent, dental floss (impregnation), drinking water fluoridation and other tentifrices.
Sodium hydrogenfluoride
Sodium hydrogenfluoride (NaHF2) is used in the galvanotechnology, textile industry and the chemical industry.
IF5 Iodine pentafluoride
IF5 Like some interhalogen fluorides, Iodine pentafluoride (IF5) is used as a fluorinating agent in organic synthesis. The main application of IF5 is in the production of alkyl iodides containing fluorine.
1 Hexafluoropropylene ( HFP )
2 Tetrafluoropropanol) (TFP)
3 Octafluorocyclobutane
4 Hexafluoroacetone ( HFA )
5 Vinylidene Fluoride (VdF)
6 Freon 22
7 1H,1H,5H-Octafluoropentanol (OFP)
8 Perfluoro Octanoic Acid
9 Sodium Fluopropanate
Fluorides Ammonium hydrogenfluoride Ammonium hydrogenfluoride (NH4HF2) is used for aluminium anodization, metal surface treatment, manufacture of wood preservatives, glass processing, building protection, mineral oil/ natural gas drilling, cleaning of industrial plants, in breweries and in the electronic industry. Barium fluoride Barium fluoride (BaF2) is used in aluminium-metallurgy, enamel and glazing frits production, and The production of welding agents. Calcium fluoride (synth.) Calcium fluoride (CaF2) is used in aluminium-metallurgy, brake lining, glass manufacturing, enamel and glazing frits production, dental application, and the production of welding agents. Cryolite, synth. powder Cryolite, synth powder (Na3AlF6) is used in aluminium-metallurgy, for the production of abrasives, enamel, glazing frits and glass, soldering agents, welding agents, blasting and phyrotechnics, and for metal surface treatment. Fluoroboric acid Fluoroboric acid (HBF4) is used in the chemical industry and for galvanotechnolgy. Hydrofluoric acid Hydrofluoric acid, techn. (HF) is used for aluminium electrolysis, aluminium anodization, mineral oil/gas drilling, glass processing, metal surface treatment , chemical industry, cleaning of industrial plants, building protection and nuclear technology. Hydrogen fluoride Hydrogen fluoride (HF) is used in the chemical industry, petrochemical industry, and for nuclear technology. Lithium cryolite Lithium Cryolite (Li3AlF6) is used for the production of abrasives, welding agents and soldering agents. Potassium cryolite Potassium cryolite (K3AIF6) is used for the production of welding agents, blasting and phyrotechnics, and for the production of abrasives. Potassium fluoroaluminate Potassium fluoroaluminate (KalF4) is used for the production of welding agents, production of soldering agents, and for the production of abrasives. Potassium fluoroborate Potassium fluoroborate (KBF4) is used in aluminium-metallurgy, for the production of abrasives, soldering agents and ceramics, and in the chemical industry.
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