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Le 1,1-Difluoroéthylène (Fluorure de vinylidène / VDF), identifié en chimie industrielle, en synthèse de fluoropolymères et en génie fluorochimique par la formule moléculaire C2H2F2, est un composé organique synthétique appartenant à la classe des alcènes fluorés et des organofluorés.
Le 1,1-Difluoroéthylène, étant un gaz incolore et extrêmement inflammable présentant une légère odeur éthérée à température ambiante, se distingue par une réactivité élevée et une capacité de polymérisation.
Le 1,1-Difluoroéthylène joue un rôle stratégique dans l'industrie chimique principalement en tant que monomère dans la synthèse de fluoropolymères, d'intermédiaire dans la production de résines fluorosiliconées à haute résistance thermique et chimique, et d'agent de traitement dans les réacteurs de polymérisation de haute technologie.
Numéro d'enregistrement CAS : 75-38-7.
Numéro CE / EINECS : 200-867-7.
PubChem CID : 6369.
Numéro UN Marchandises Dangereuses : UN 1959 (Classe 2.1 : Gaz inflammable).
Masse moléculaire : 64,03 g/mol.
Synonymes : 1,1-Difluoroéthylène, 1,1-Difluoroéthène, Fluorure de vinylidène, Difluorure de vinylidène, 1,1-DFE, Éthène, 1,1-difluoro-, VDF, Fluoroéthylène, Dérivé du fluorure de vinyle.
Propriétés Clés, Physico-chimie et Identifiants
Masse volumique : Masse volumique du liquide 1,263 g/cm3 au point d'ébullition ; masse volumique du gaz 2,67 g/L à 21 °C.
Point de fusion : -144 °C.
Point d'ébullition : -85,7 °C.
Point d'éclair : Ultra-inflammable à l'état gazeux (<-80 °C pour le gaz liquéfié).
Pression de vapeur : 3620 kPa (35,7 atm) à 21 °C.
Solubilité dans l'eau : Très peu soluble dans l'eau (0,63 g/L à 25 °C).
Solubilité dans les solvants organiques : Soluble dans l'éthanol, le diéthyléther, l'acétone, le tétrahydrofurane et les solvants organiques chlorés.
Décomposition thermique : Le 1,1-Difluoroéthylène se décompose en gaz de fluorure d'hydrogène (HF) et de fluorure de carbonyle extrêmement toxiques et corrosifs lors d'une exposition à des températures élevées ou à des flammes nues.
Statut d'additif alimentaire : Le 1,1-Difluoroéthylène n'est strictly pas adapté à un usage comme additif alimentaire ou à la consommation humaine (Pas de numéro E).
Procédés de Fabrication et Synthèse Chimique
1. Pyrolyse du 1,1,1-Trifluoroéthane : Le 1,1-Difluoroéthylène est synthétisé à l'échelle industrielle principalement par pyrolyse thermique du 1,1,1-trifluoroéthane (R-143a) ou du 1-chloro-1,1-difluoroéthane (R-142b) à haute température avec élimination du chlorure d'hydrogène (HCl).
2. Synthèse à partir du Chlorodifluorométhane : Le 1,1-Difluoroéthylène peut également être produit par des réactions catalytiques en phase gazeuse sous haute pression de chlorodifluorométhane (R-22) et de réactifs radicalaires.
3. Purification et Remplissage des Bouteilles de Gaz : Le gaz 1,1-Difluoroéthylène brut obtenu à partir du mélange réactionnel est porté à une pureté élevée par distillation cryogénique et stocké dans des bouteilles en acier sous pression avec des inhibiteurs ajoutés pour prévenir la polymérisation spontanée.
Applications et Utilisations Industrielles
1. Production de Polymères PVDF : L'application industrielle principale du 1,1-Difluoroéthylène est son utilisation comme monomère dans l'homopolymérisation pour synthétiser des résines plastiques de polyfluorure de vinylidène (PVDF) à haute performance.
2. Synthèse de Fluoroélastomères (FKM) : Le 1,1-Difluoroéthylène est copolymérisé avec l'hexafluoropropylène (HFP) et le tétrafluoroéthylène (TFE) pour produire des caoutchoucs fluorés FKM offrant une haute résistance thermique et chimique.
3. Matériaux Liants pour Batteries Lithium-Ion : Les résines PVDF à base de 1,1-Difluoroéthylène occupent une position stratégique en tant que liants dans les adhésifs d'électrodes cathode et anode des batteries lithium-ion.
4. Fabrication Piezoélectrique et de Capteurs Piézo : Les copolymères de 1,1-Difluoroéthylène (PVDF-TrFE) sont utilisés dans les capteurs acoustiques et les dispositifs ultrasoniques médicaux grâce à leurs propriétés piézoélectriques et pyroélectriques.
5. Intermédiaire Chimique : Le 1,1-Difluoroéthylène est évalué comme élément constitutif dans la synthèse de produits chimiques spécialisés fluorés avancés, de blocs pharmaceutiques et de composants de solvants fluorés.
6. Revêtements de Membranes à Haute Durabilité : Les polymères de 1,1-Difluoroéthylène sont utilisés dans les membranes de purification d'eau, les peintures extérieures protectrices architecturales et les couches arrière de panneaux photovoltaïques.
Normes de Sécurité, Toxicologie et Stockage
Classification de Danger : Selon les normes SGH, le 1,1-Difluoroéthylène est classé comme Gaz Extrêmement Inflammable (Catégorie 1A) et Gaz Sous Pression (Gaz Liquéfié Sous Pression).
Risques pour la Santé et Toxicité : L'inhalation de fortes concentrations de gaz 1,1-Difluoroéthylène provoque l'asphyxie en réduisant l'oxygène ambiant, une légère somnolence et des vertiges.
Risque de Contact : L'évaporation rapide du gaz 1,1-Difluoroéthylène liquéfié provoque de graves brûlures cryogéniques (gelures) en cas de contact avec la peau et les yeux.
Conditions HSE et de Stockage : Le 1,1-Difluoroéthylène doit être maintenu strictement à l'écart des sources d'inflammation, des étincelles, des flammes nues, de l'électricité statique et de la lumière directe du soleil.
Incompatibilité Chimique : Le 1,1-Difluoroéthylène peut réagir violemment et de manière explosive au contact d'oxydants forts, d'halogènes, de métaux alcalins et de catalyseurs réactifs.
Normes de Stockage : Le 1,1-Difluoroéthylène doit être stocké dans un endroit frais, ventilé, protégé contre les explosions (ATEX), dans une zone de stockage dédiée aux bouteilles d'acier sous pression, les bouteilles étant maintenues en position verticale.
