Perfluoro(2-metil-3-pentanona)

Summary

El perfluoro(2-metil-3-pentanona) es una cetona fluorada con la fórmula estructural CF3CF2C(=O)CF(CF3)2, es un análogo totalmente fluorado de la etil isopropil cetona. Se utiliza como líquido refrigerante electrónico y fluido de protección contra incendios comercializado por 3M bajo marcas como Novec 1230, Novec 649 y FK-5-1-12. También se le conoce como “agua sin agua” o “agua seca”.

 
Perfluoro(2-metil-3-pentanona)
Nombre IUPAC
1,1,1,2,2,4,5,5,5-Nonafluoro-4-(trifluoromethil)penta-3-ona
General
Otros nombres FK-5-1-12 (nombre ISO),
C6K,
perfluoro(2-methil-3-pentanona),
cetona de heptafluoroisopropilo pentafluoroetilo,
agua seca
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular CF3CF2C(=O)CF(CF3)2
Identificadores
Número CAS 756-13-8[1]
ChemSpider 2062563
PubChem 2782408
FC(F)(F)C(F)(C(=O)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)F
InChI=1S/C6F12O/c7-2(4(10,11)12,5(13,14)15)1(19)3(8,9)6(16,17)18
Key: RMLFHPWPTXWZNJ-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Densidad 1610 kg/; 1,61 g/cm³
Masa molar 315,975753 g/mol
Presión de vapor 40.4 kPa @ 25 °C
Viscosidad 0.64 cP
Conductividad térmica 0,059 W/m-K
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Aplicaciones

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3M produce perfluoro(2-metil-3-pentanona) bajo diferentes nombres comerciales: Novec 1230 y Novec 649. Estos dos productos tienen diferentes grados de pureza (>99% y >99,9%, respectivamente)[2]​ destinados a diferentes aplicaciones industriales.

Novec 1230 y FK-5-1-12

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Novec 1230 se utiliza como agente gaseoso de supresión de incendios en escenarios donde la supresión de incendios a base de agua (por ejemplo, desde un rociador contra incendios) sería poco práctica o donde podría dañar equipos o propiedades costosos, como museos, salas de servidores, bancos, salas blancas y hospitales. Funciona eliminando rápidamente el calor para extinguir un incendio antes de que comience; además, su densidad le permite desplazar el aire y, por lo tanto, privar al fuego de oxígeno. Novec 1230 se puede utilizar tanto en sistemas de inundación total/parcial/localizada como en aplicaciones de tipo pulverizador direccional; también se utiliza en extintores portátiles para aplicaciones especializadas. La patente del Novec 1230 como extintor de incendios finalizó el 19 de julio de 2020.[3]​ Desde que expiró la patente, varias empresas han lanzado al mercado productos equivalentes bajo el nombre químico FK-5-1-12.

Recientemente, se ha encontrado un uso activo en forma microencapsulada[4][5]​ en la fabricación de materiales compuestos extintores de incendios.[6]​ Samsung SDI está utilizando este producto para extinguir incendios en las primeras etapas de los sistemas modulares de almacenamiento de alta capacidad (ESS) basados en baterías de iones de litio para paneles solares y vehículos eléctricos. En agosto de 2019, Samsung SDI anunció oficialmente[7]​ su inversión de 169 millones de dólares en materiales compuestos de extinción de incendios basados en Novec 1230 microencapsulado. La empresa informó posteriormente que se aprobaron las pruebas UL9540A para este producto.

Novec 649

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Novec 649 es un fluido de transferencia de calor de baja temperatura. Intel y SGI lo han utilizado como fluido de inmersión total en un sistema de refrigeración de centro de datos de prueba de concepto.[8]​ Debido a su relativamente bajo punto de ebullición de 49°C, se utiliza como fluido de transferencia de calor en sistemas de enfriamiento por inmersión de dos fases. Dentro de estos sistemas se utiliza enfriamiento por evaporación para eliminar el exceso de calor generado por la tecnología sumergida. Luego, el calor se elimina del Novec 649 vaporoso mediante un circuito de condensación que generalmente utiliza agua fría. También se está considerando el uso de Novec 649 para enfriar sensores fotomultiplicadores de silicio (SiPM) a −40 grados Celsius (−40 °F) en configuración monofásica como parte de la mejora de alta luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones.[9]

Los compuestos tradicionales basados en perfluorocarbonos (PFC) utilizados para refrigeración, como Fluorinert, muestran un potencial de calentamiento global (PCG) elevado, normalmente entre 5.000 y 10.000 veces mayor que el del CO 2.[2]​ Se eligió Novec 649 como un buen reemplazo debido a que tiene propiedades termofísicas similares a Fluorinert FC-72 (perfluorohexano, C6F14) y al mismo tiempo exhibe un potencial de calentamiento global muy bajo de 1.[2][10]

Seguridad ambiental

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Novec 649/1230 no agota la capa de ozono (ODP 0) y tiene un potencial de calentamiento global de 1 (en 100 años), equivalente al del dióxido de carbono.[11]​ El Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (SGA) clasifica este producto químico como H412: Nocivo para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos.[12]​ La fotólisis en la luz solar, la hidrólisis y lahidratación pueden ser un sumidero significativo de Novec 649/1230 en el medio ambiente.[13]​ Su vida atmosférica estimada es muy corta, de entre 4 y 15 días.[14]

Novec 649/1230 está clasificada como una sustancia PFAS. En diciembre de 2022, 3M anunció que cesaría la producción de todos los productos PFAS para 2025, incluido Novec 649/1230.[15]​ Se degrada a ácido trifluoroacético (TFA) mediante degradación fotolítica bajo la luz solar.

Referencias

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  1. Número CAS
  2. a b c «3M Novec 649 as a replacement of C6F14 in liquid cooling systems». CERN. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  3. «Use of fluorinated ketones in fire extinguishing compositions». Google Patents. 3M Innovative Properties Co. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  4. Alexandra, Sertsova; Sergei, Krasilnikov; Lee, Sang-Sup; Kim, Jong-Sang (31 de octubre de 2019). «The Effect of Epoxy Resin on the Properties of Encapsulated Fire Extinguishing Agent». Fire Science and Engineering (en inglés) 33 (5): 19-27. ISSN 1738-7167. doi:10.7731/KIFSE.2019.33.5.019. 
  5. «WO2020189900A1». worldwide.espacenet.com. Consultado el 28 de agosto de 2021. 
  6. Пожаротушащий композиционный материал на основе микрокапсулированного Novec 1230 (en inglés), 21 de junio de 2020, archivado desde el original el 23 de octubre de 2021, consultado el 28 de agosto de 2021 .
  7. Su-hyun, Song (24 de octubre de 2019). «Samsung SDI demonstrates fire-safe ESS». The Korea Herald (en inglés). Consultado el 28 de agosto de 2021. 
  8. «Intel and SGI test full-immersion cooling for servers». ITworld. Archivado desde el original el 10 de abril de 2014. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  9. «Silicon Photomultipliers in the Scintillating Fibre Tracker at the LHCb experiment». CERN. Consultado el 10 de abril de 2021. 
  10. «3M Novec fluids as alternative to perfluorocarbons for detector cooling at CERN». CERN. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  11. «Environmental properties of Novec 1230 Fluid». 3M. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  12. «COMPOUND SUMMARY 3-Pentanone, 1,1,1,2,2,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluoromethyl)-». PubChem. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  13. «Hydrolysis and Atmospheric Oxidation Reactions of Perfluorinated Carboxylic Acid Precursors». University of Toronto. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  14. «Technical Brief, Environmental properties of Novec 1230 Fluid». 3M. Consultado el 8 de abril de 2021. 
  15. «3M to Exit PFAS Manufacturing by the End of 2025». 

Enlaces externos

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  • Sitio web de 3M Novec 1230
  • Página del producto 3M Novec 649
  • Resumen técnico, Propiedades ambientales del fluido Novec 1230
  • Hojas de datos del fluido Novec 649
  • Hoja de datos de seguridad (MSDS) para Novec 1230
  • Patente para Novec 1230
  • La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos sustituye a los agentes de inundación total
  • 3M Novec 649 como sustituto del C6F14 en sistemas de refrigeración líquida