Il Percloroetilene

Caratteristiche peculiari

Il Percloroetilene (Tetracloroetilene) è un solvente organico clorurato. La sua molecola è infatti composta da due atomi di carbonio e quattro di cloro (C2CL4).

 

Le caratteristiche chimico fisiche sono tali da favorirne l'utilizzo per la pulizia dei tessuti e anche di manufatti metallici.

 

Il percloroetilene fa parte della famiglia dei solventi in quanto la sua formulazione è in grado di dissolvere (sciogliere) altre sostanze senza subire trasformazioni.

Il suo potere solvente definito mediante l'indice Kauri Butanolo (indice proprio dell'industria delle vernici) è pari a 90, allineato con gli indici tipici dei solventi clorinati e nettamente superiore a quello degli altri solventi.

 

L'eccellente potere solvente permette tempi di lavaggio brevi, la sua rapida evaporazione favorisce un'asciugatura rapida, l'ininfiammabilità garantisce un lavoro intrinsecamente sicuro. Tutto ciò unito alla facilità di impiego, alla tollerabilità, alla facilità di recupero per distillazione ha portato all'uso quasi universale del percloro nella manutenzione del tessile.

 

Le caratteristiche principali sono:

Peso molecolare 165,85 g/mol

Densità (Peso Specifico) 1,62 Kg/lt a 20 °C

Punto di ebollizione 121 °C

Punto di fusione (congelamento) -22,7 °C

Calore specifico 0,88 KJ/Kg K

Calore latente di evaporazione 240 KJ/Kg

Tensione di vapore 19 mbar a 20 °C

Viscosità 0,88 mPas a 20 °C

Solubilità in acqua 0.015% a 25 °C

Solubilità dell'acqua nel solvente 0,008% a 25 °C

 

Tutti questi dati sono molto significativi a livello del risultato di lavaggio e della facilità d'uso di questo solvente.

 

Analizziamone le caratteristiche di funzionamento in una lavasecco:

  • Il peso specifico (1,62 volte quello dell'acqua) permette una veloce se pur grossolana separazione della fase acquosa (dovuta all'umidità dei capi) dalla fase solvente. Sempre il peso specifico molto alto permette una azione meccanica molto efficace nei confronti dello sporco solido.
  • Il punto di ebollizione a 121 °C permette una facile distillazione asservita da un'alimentazione da fonte di vapore o attraverso una caldaia a pressione di 4-5 Bar senza che sia necessaria una fonte ad alta pressione o ad alta tempreratura. La condensazione dei vapori è peraltro possibile attraverso uno scambiatore alimentato con semplice acqua di rete o da torre evaporativa, senza che siano richieste particolari specifiche costruttive dell'impianto.
  • Il punto di fusione a -22,7 °C permette di riuscire ad ottenere nell'evaporatore del gruppo frigo il "Brinamento" con i refrigeranti e le tecnologie di refrigerazione comuni, quindi con pressioni di lavoro facilmente raggiungibili dal gruppo refrigerante. Il Brinamento che consiste nel congelamento delle molecole di solvente durante l'attraversamento dell'evaporatore avviene durante la fase di deodorazione della macchina, il fenomeno permette di catturare e trattenere congelate le particelle di solvente nel radiatore della macchina e abbattere la concentrazione di solvente contenuta nel volume d'aria circolante nel tamburo.
  • Un basso calore specifico ed un basso calore latente di evaporazione (9,4 volte meno dell'acqua) permettono di scaldare raffreddare e cambiare di stato (da gassoso a liquido o solido) grosse quantità di prodotto utilizzando modeste quantità di fluidi di scambio acquosi, così sono sufficienti 30/35 Kg di vapore per distillare 160Kg di percloro e solo 2 litri di acqua per ogni litro di solvente recuperato per la sua condensazione.
  • La tensione di vapore del percloroetilene a 20 °C è modesta (19 mbar) cosicchè ad una bassa tensione suerficiale corrisponde una bassa evaporazione spontanea.
  • La viscosità (0,88 mPas) inferiore a quella dell'acqua favorisce l'attraversamento delle fibre. Una bassa viscosità garantisce anche bassi attriti di attraversamento delle tubazioni e dei filtri permettendo quindi velocità di flusso più alte senza che si producano forti innalzamenti di temperatura del fluido dovuti all'attrito.
  • La solubilità del solvente in acqua e la reciproca solubilità dell'acqua nel solvente sono molto basse garantendo una buona separazione delle 2 fasi con l'opportuno tempo di decantazione. Chiaramente questi valori sono influenzati da fattori esterni, è quindi molto importante che per una buona separazione si verifichino 3 condizioni favorevoli nel separatore: bassa temperatura dei fluidi, flusso dinamico del liquido il più lento possibile senza sbattimenti, tempo di decantazione lungo (colonna alta).

 

Queste peculiarità unite all'indice di Kauri-Butanolo (90) così favorevole, l'ampia compatibilità con le fibre tessili ed i coloranti utilizzati nella produzione dell'abbilgliamento hanno decretato il successo di questo solvente nel settore del lavaggio dei tessuti.

 

Manipolazione e sicurezza

Il Percloroetilene è classificato con le seguenti frasi di rischio:

R40 - Possibilità di effetti cancerogeni-prove insufficienti.

R51/53 - Tossico per gli organismi acquatici, puó provocare a lungo termine effetti negativi per l'ambiente acquatico.

 

I limiti di esposizione TLV Threshold Limit Value (Valore limite di soglia) sono stati fissati in:

TLV-TWA (Time Weighted Average) ovvero concentrazione limite calcolata sulla media ponderata di 8 ore giorno / 40 ore settimana alla quale tutti i lavoratori possono esporsi continuativamente senza effetti avversi alla salute pari a 25ppm (parti per milione)

TLV-STEL (Short Term Exposure Limit) ovvero concentrazione limite per esposizioni brevi, che non eccedano i 15 minuti / massimo 4 volte nelle 24 ore / distanziati di almeno 1 ora tra un episodio ed il successivo, senza che si producano effetti cronici o irreversibili o che si vengano a creare probabilità di infortunio è pari a 100ppm.

 

Il Percloro è un VOC (Composto organico volatile) e contribuisce all'effetto serra.

 

La misura della concentrazione di solvente in aria è possibile grazie ad uno strumento PID. Per mezzo di una lampada caricata con gas Kripton dotata di potere fotoionizzante di 10,6 eV, lo strumento è in grado di misurare con estrema precisione le percentuali di composti che abbiano un potere ionizzante inferiore al valore della lampada. Il percloro ha un potere di ionizzazione pari a 9,3 eV.

 

Scheda di sicurezza del Percloroetilene
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Utilizzo di un Fotoionizzatore
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Decomposizione e degrado

Stabile stoccato in condizioni di atmosfera inerte ed in assenza di emissioni luminose il percloro è sottoposto durante l'utilizzo all'azione di numerosi agenti degradanti tra cui l'ossigeno, la luce, i metalli ed i loro sali, la temperatura, i cambiamenti di fase (gassoso/liquido/solido), l'umidità.

 

L'ossidazione del percloro può avvenire per effetto fotochimico, specie in condizioni di temperatura elevata, catalizzata dalle emissioni nello spettro ultravioletto o solare.

 

Il degrado termico è sempre possibile, come per tutti i solventi clorurati, in conseguenza all'esposizione a forti temperature, nello specifico del percloro non deve mai essere superata la temperatura di 150 °C. In presenza di degrado termico il composto di risulta è acido cloridrico (altamente corrosivo nei confronti di tutti i metalli compreso l'acciaio inossidabile) dal legame che viene a formarsi degli ioni di cloro con l'idrogeno. Per questo è importante assicurarsi che i dispositivi di regolazione della temperatura di distillazione funzionino correttamente e la temperatura della piastra di fondo del distillatore non superi mai i 150 °C; l'introduzione di solvente nel distillatore con la piastra asciutta e ad una temperatura superiore provoca il frazionamento della prima fase liquida introdotta dando luogo alla decomposizione termica.

 

Il percloroetilene non è idrolizzabile ma in condizioni di miscela con acqua alla temperatura di circa 80 °C si verifica una ebollizione incontrollata che cessa solo non appena che sia evaporata tutta la fase acquosa, quindi superati i 100 °C alla pressione atmosferica.

E' importante evitare il contatto con sostanze che siano basi forti come l'idrossido di sodio (NaOH Soda Caustica) o l'idrossido di potassio (KOH Potassa Caustica) per evitare il rischio di generare deivati acetilenici infiammabili o esplosivi.

 

Grazie alla sua azione solvente il percloroetilene solubilizza i grassi e gli olii presenti nei tessuti sotto forma di sporco, inoltre mantiene disciolti i grassi utilizzati come coaudiovanti del lavaggio; La miscela di percloro con le impurità oleose porta ad un aumento della temperatura della fase liquida durante la distillazione, può arrivare infatti a raggiungere i 124 °C in condizioni di miscela del 25% (miscelato con olio minerale). La fase gassosa trattandosi di un distillato mantiene invece le caratteristiche del prodotto puro, quindi i vapori avranno comunque una temperatura di 121 °C. Naturalmente la miscela di solvente con i contaminanti subisce il rallentamento imposto da questi in proporzione alla loro quantità in percentuale, la distillazione avviene più lentamente ed il consumo specifico di energia per ogni Kg di solvente distillato aumenta considerevolmente. Per questo è importante controllare attentamente i quantitativi di grassi presenti nel solvente e svuotare periodicamente i fanghi residui nella camera di distillazione non appena il loro quantitativo diventa considerevole.