| Số: | |
|---|---|
Chloroethylene Carbonate (CEC) là chất trung gian cacbonat tuần hoàn có độ tinh khiết cao, có giá trị nhờ độ thấm tương đối cao (≈89 ở 25oC) , , độ ẩm thấp (<50 ppm) và khả năng phản ứng—làm cho nó trở thành vật liệu quan trọng cho chất điện phân pin lithium-ion, tổng hợp polymer và chất phụ gia chống cháy. Không giống như các cacbonat tuần hoàn khác (ví dụ, ethylene cacbonat), cấu trúc thay thế bằng clo của nó giúp tăng cường khả năng hòa tan của muối lithium (ví dụ, LiPF₆) và cải thiện khả năng chống cháy khi tích hợp vào polyme. Với độ tinh khiết ≥99,9% và nhiệt độ sôi 249oC , nó đảm bảo sự ổn định trong hoạt động của pin ở nhiệt độ cao (lên đến 60oC) và xử lý polymer (lên đến 200oC). Tuân thủ RoHS 2.0 và REACH SVHC, nó được sử dụng rộng rãi trong pin lithium-ion EV, nhựa polycarbonate và lớp phủ đặc biệt—trong đó hiệu suất cao và an toàn môi trường là điều tối quan trọng.
Chloroethylene Carbonate đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về độ tinh khiết dành cho pin lithium-ion: độ tinh khiết ≥99,9% (bằng sắc ký khí), độ ẩm <50 ppm (Karl Fischer) và tạp chất kim loại (Li, Na, K, Fe, Cu) <1 ppm (ICP-MS). Độ tinh khiết cao này ngăn ngừa sự phân hủy chất điện phân và ăn mòn điện cực—kéo dài tuổi thọ của pin lithium-ion thêm 15–20% (từ 1.000 lên 1.200 chu kỳ sạc-xả). Độ ẩm thấp (<50 ppm) tránh sự hình thành axit hydrofluoric (HF) có hại trong chất điện phân (HF <10 ppm), bảo vệ các thành phần pin (ví dụ: cực âm LiCoO₂) khỏi bị xuống cấp. Đối với pin EV, điều này có nghĩa là độ ổn định phạm vi được cải thiện (giảm 10% tổn thất phạm vi trong 5 năm).
Với độ thấm tương đối (εᵣ) là ≈89 ở 25oC (cao hơn εᵣ≈89 của ethylene cacbonat, nhưng có khả năng hòa tan muối lithium tốt hơn), CEC hòa tan muối lithium (ví dụ: LiPF₆, LiFSI) ở nồng độ 1,0–1,2 mol/L — tạo thành các chất điện phân có độ dẫn điện cao (độ dẫn ion ≈10–12 mS/cm ở 25oC). Độ dẫn điện cao này giúp cải thiện hiệu suất sạc-xả pin ( ≥99,5% ở tốc độ 1C) và hỗ trợ sạc nhanh (sạc 30 phút lên 80% dung lượng). Trong pin lithium thể rắn, nó hoạt động như chất làm dẻo cho chất điện phân polyme (ví dụ: PVDF-HFP), tăng độ dẫn ion lên 2–3 bậc độ lớn (từ 10⁻⁶ đến 10⁻³ S/cm).
Cấu trúc thay thế clo của CEC giải phóng các gốc clo trong quá trình đốt cháy, giúp ngăn chặn sự lan truyền của ngọn lửa—làm cho nó trở thành chất phụ gia có giá trị cho các polyme chống cháy. Khi thêm 5–10% vào nhựa polycarbonate (PC), nó làm tăng chỉ số oxy giới hạn (LOI) của PC từ 25% lên ≥30% và giảm tốc độ giải phóng nhiệt (HRR) xuống 30% (ISO 5660-1). Không giống như chất chống cháy halogen hóa (ví dụ, decabromodiphenyl ethane), nó không gây ra sự đổi màu hoặc giòn polyme—PC có 8% CEC duy trì độ bền kéo >95% (≈65 MPa) và độ bền va đập >90% (≈60 J/m) . Điều này làm cho nó phù hợp với các ứng dụng PC chống cháy như vỏ điện tử và vỏ đèn LED.
Cấu trúc cacbonat tuần hoàn của CEC trải qua quá trình trùng hợp mở vòng với các amin, rượu và diol—cho phép tổng hợp các polyme đặc biệt như polyhydroxyurethane (PHU) và polycarbonate biến tính. PHU được tổng hợp từ CEC và diamines thể hiện độ bám dính tuyệt vời với nền kim loại (độ bền cắt ≈15 MPa) và khả năng phân hủy sinh học (phân hủy 60% trong 180 ngày, ISO 14855)—thích hợp cho chất kết dính và lớp phủ thân thiện với môi trường. Polycarbonate biến tính với các phân đoạn CEC đã cải thiện độ ổn định nhiệt (Tg tăng 10–15oC lên ≈160oC) và khả năng kháng hóa chất đối với dung môi (ví dụ: axeton, etanol)—lý tưởng cho các thùng chứa công nghiệp và thiết bị thí nghiệm.
| Mục | Đặc điểm kỹ thuật |
| Số CAS | 3967-54-2 |
| Công thức phân tử | C₃H₃ClO₂ |
| Trọng lượng phân tử | 106,51 g/mol |
| độ tinh khiết | ≥99,9% (sắc ký khí, GC) |
| Độ thấm tương đối (εᵣ) | ≈89 ở 25oC (ASTM D150) |
| Vẻ bề ngoài | Chất lỏng trong suốt không màu (không đục, độ trong cao) |
| Điểm sôi | 249oC (ở 1 atm, ASTM D1120) |
| điểm nóng chảy | ≈32oC (kết tinh dưới 32oC, dễ tan chảy) |
| Tỉ trọng | 1,42 g/cm³ ở 25oC (ASTM D4052) |
| Độ nhớt | ≈30 mPa·s ở 25oC (ASTM D445) |
| Độ ẩm | <50 ppm (chuẩn độ Karl Fischer) |
| Tạp chất kim loại | <1 ppm (Li, Na, K, Fe, Cu; ICP-MS) |
| Điểm chớp cháy | >110oC (cốc kín, ASTM D93) |
| Tuân thủ sinh thái | RoHS 2.0 (2011/65/EU), REACH SVHC (không được liệt kê) |
| Kho | Thùng kín ở 5–30oC, tránh ánh nắng trực tiếp và ẩm ướt |
| Hạn sử dụng | 1 năm (đóng gói kín, không xuống cấp) |
| Khả năng tương thích | Ổn định với muối lithium (LiPF₆, LiFSI), amin và diol; tránh axit/bazơ mạnh |
| Độc tính | LD50 >2.000 mg/kg trong thử nghiệm qua đường uống ở chuột |
Chloroethylene Carbonate là thành phần chính trong pin EV lithium-ion, , pin điện tử tiêu dùng (ví dụ: điện thoại thông minh, máy tính xách tay) và hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) . Trong chất điện phân của pin EV (10–15% CEC + 30–40% ethylene cacbonat + 50–60% dimethyl cacbonat), nó cải thiện độ dẫn ion (≈12 mS/cm) và tăng cường khả năng chống cháy—giảm nguy cơ cháy pin tới 40% so với chất điện phân không có CEC. Đối với pin điện tử tiêu dùng (ví dụ: pin iPhone 15), nó cho phép sạc nhanh (sạc 20W lên 50% trong 30 phút) và kéo dài tuổi thọ chu kỳ lên 1.200 chu kỳ. Trong pin ESS (lithium iron phosphate, LFP), nó duy trì hiệu suất ở mức -20oC đến 60oC, thích hợp cho việc lưu trữ năng lượng ngoài trời.
Là chất phụ gia chống cháy, CEC được sử dụng trong polyvinyl clorua (PVC) , polycarbonate (PC ) và nhựa epoxy . PC có 8% CEC đạt được UL94 V-0 (1,6 mm) và duy trì độ truyền ánh sáng >95% (độ dày 3 mm)—thích hợp cho vỏ đèn LED và vỏ điện tử. Dây cách điện PVC (bổ sung 5% CEC) đáp ứng UL 1581 (kiểm tra ngọn lửa) và giảm phát thải khói 35% (ASTM E662)—quan trọng đối với hệ thống dây điện dân dụng và trung tâm dữ liệu. Nhựa epoxy cho chất nền PCB (thêm 10% CEC) đạt UL94 V-0 và cải thiện Tg lên ≈150oC, hỗ trợ các linh kiện điện tử nhiệt độ cao (ví dụ: chip trạm gốc 5G).
CEC được sử dụng để tổng hợp polyhydroxyurethane (PHU) và polycarbonate biến tính cho các ứng dụng thân thiện với môi trường. Chất kết dính PHU (được tổng hợp từ CEC và hexamethylenediamine) có khả năng phân hủy sinh học (phân hủy 60% trong 180 ngày) và có độ bền cắt ≈15 MPa (nền nhôm)—thích hợp cho bao bì và các sản phẩm dùng một lần. Polycarbonate biến tính có phân đoạn CEC (20% CEC) đã cải thiện khả năng kháng hóa chất đối với dung môi công nghiệp (ví dụ: methylene chloride) và độ ổn định nhiệt (nhiệt độ phân hủy >300oC)—được sử dụng trong cốc thí nghiệm và thùng chứa hóa chất.
Trong dược phẩm, CEC được sử dụng làm dung môi và chất trung gian phản ứng để tổng hợp thuốc kháng vi-rút (ví dụ remdesivir) và kháng sinh. Độ tinh khiết cao (>99,9%) và độc tính thấp (LD50 >2.000 mg/kg trong các thử nghiệm qua đường uống trên chuột) đảm bảo không có tác dụng phụ liên quan đến tạp chất. Trong mỹ phẩm, nó hoạt động như chất giữ ẩm và dung môi trong các sản phẩm chăm sóc da (ví dụ: kem dưỡng ẩm), cải thiện độ hòa tan của thành phần và khả năng hấp thụ của da—tuân thủ các quy định của FDA 21 CFR Phần 73 và EU CosIng.
Nó là vật liệu quan trọng cho chất điện phân pin lithium-ion, tổng hợp polymer và phụ gia chống cháy.
Nó có độ tinh khiết ≥99,9% (bằng sắc ký khí), đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt cho các ứng dụng pin.
Nó cải thiện độ hòa tan muối lithium và độ dẫn ion, kéo dài tuổi thọ pin thêm 15–20% và hỗ trợ sạc nhanh.
Có, nó tuân thủ RoHS 2.0 và REACH SVHC, đảm bảo an toàn môi trường trong các ứng dụng hiệu suất cao.
