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三氟溴甲烷《氣體應(yīng)用大全》
2014-3-6 22:37:09
1.別名·英文名
氟里昂R-1381、1301滅火劑、一溴三氟甲烷；Trifluo-romethyl bromide、Monobromotrifluorometane．
2.用途
蝕刻、制冷劑、滅火劑、空調(diào)。
3.制法
(1)氟仿在400～600℃溫度下在非金屬反應(yīng)器中溴化。
(2)全氟丙烷在700～1000℃溫度下，在非金屬反應(yīng)器中溴化，生成溴三氟甲烷、溴五氟乙烷和二溴二氟乙烷，然后用精餾法把它們分離。
(3)C3H3F5的溴化、分離。
4.理化性質(zhì)
分子量： 148.910
熔點(diǎn)(101.325kPa)： -167.78℃
沸點(diǎn)(101.325kPa)： -57.75℃
液體密度(-57.75℃，101.325kPa)：1992kg/m3
氣體密度(25℃，101.325kPa)： 6.219kg/m3
相對(duì)密度(氣體，101.325kPa，25℃，空氣=1)：5.31
比容(21.1℃，101.325kPa)：0.1623 m3/kg
氣液容積比(15℃，100kPa)： 316 L/L
臨界溫度： 67.0℃
臨界壓力： 3964 kPa
臨界密度： 1343 m3/kg
壓縮系狁．
|
壓力kPa
溫度 ℃ |
100 |
500 |
1000 |
2000 |
|
1 5 |
0.9852 |
0.9213 |
0.8291 |
|
|
50 |
0.9900 |
0.9474 |
0.8897 |
0.751 9 |
氣化熱(-57.75，101.325kPa)： 121.42 kJ/kg
比熱容(氣體，101.325kPa，25℃)：Cp=474.04 J/(kg·K)
Cv=418.15 J/(kg·K)
(液體，0℃)：828.43J/(kg·K)
比熱比(氣體，101.325kPa，25℃)：Cp/Cv=1.134
蒸氣壓(-40℃)： 224kPa
(0℃)：850kPa
(40℃)： 2350kPa
粘度(氣體，101.325kPa，0℃)：0.001449mPa·s
(液體，-40℃)：0.32mPa·S
導(dǎo)熱系數(shù)(氣體，101．325kPa，0℃)：0.00175w/(m·K)
(液體，-40℃)：0.0222W/(m·K)
表面張力(25℃)： 5mN/m
折射率(液體，25℃)： 1.238
毒性級(jí)別：0
易燃性級(jí)別：0
反應(yīng)活性級(jí)別：0
三氟溴甲烷在常溫常壓下為無(wú)毒無(wú)臭氣體。液化后呈無(wú)色透明液體。不燃燒。單獨(dú)存在時(shí)，在500℃以下穩(wěn)定，在700℃以前的分解率為5%，但是在更高的溫度下分解急劇地進(jìn)行，而到1090℃時(shí)分解率可達(dá)60%。如果與金屬、冷凍機(jī)油、水和空氣接觸，則在200～300℃開(kāi)始分解。在普通狀態(tài)下，對(duì)金屬幾乎無(wú)影響，但是有水分存在時(shí)，對(duì)金屬有一些腐蝕性。它完全沒(méi)有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)性，可作為滅火劑。它就是最近新開(kāi)發(fā)的1301滅火劑，它的滅火性能優(yōu)越于1211等其它滅火劑，是很有發(fā)展前途的滅火劑。三氟溴甲烷在25℃和101.325kPa時(shí)在水中的溶解度為0.03%(重量)。它溶于丁烷、苯、甲苯等碳?xì)浠衔铮穆然嫉嚷然锶軇掖肌⑼Ⅴズ鸵恍┯袡C(jī)酸。也部分地溶解于制冷工業(yè)用潤(rùn)滑油。不溶解于正二醇、甘油、酚和蓖麻油。
5.毒性
大鼠一吸入：LC502300ppm，15分鐘。*
大鼠一吸入：LC502480ppm，15分鐘。**
*：對(duì)CF3Br在800℃裂解后的氣體。
**：對(duì)氟化氫的數(shù)據(jù)。
最高容許濃度：1000ppm(6100mg/m3)
三氟溴甲烷主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)。人吸入10%/5～16.9%濃度的氣體時(shí)，大多數(shù)人有酩酊感及痛覺(jué)消失；吸人濃度為20%～25%時(shí)，大多數(shù)人知覺(jué)喪失。從上面的數(shù)據(jù)中看出，CF3Br在800℃裂解后產(chǎn)生氟化氫等，使其毒性增加。但是在通常使用狀態(tài)下，幾乎不引起窒息、麻醉和肝臟障礙等。盡管如此，要避免直接吸人其蒸氣，以防因缺氧引起窒息。
6.安全防護(hù)
如前所述，三氟溴甲烷就是1301滅火劑，有關(guān)其滅火方面的性能特點(diǎn)介紹如下。
1301的滅火機(jī)理還不十分清楚，現(xiàn)在一般認(rèn)為其滅火機(jī)理是燃燒反應(yīng)的化學(xué)抑制作用，也就是阻止燃燒連鎖反應(yīng)的作用(也叫反催化效應(yīng)或負(fù)催化效應(yīng))。即，也就是由CF3Br熱分解產(chǎn)生的溴游離基Br與從碳?xì)浠衔颮-H等的燃燒物中發(fā)生的氫原子H反應(yīng)生成HBr，而這個(gè)溴化氫進(jìn)一步與活性O(shè)'H基反應(yīng)生成水和溴游離基Br。在這種循環(huán)反應(yīng)的重復(fù)過(guò)程中，把H、O'H、O等的游離基從燃燒物中除掉。這種循環(huán)反應(yīng)一直進(jìn)行到燃燒結(jié)束，即進(jìn)行了滅火。
氟里昂與其它滅火劑相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是使用后對(duì)裝置的腐蝕和污染等損傷少，所以，適合于配置有貴重的半導(dǎo)體設(shè)備裝置的凈潔室中的滅火。尤其是1301的性能更為優(yōu)越，它在含水狀態(tài)下也幾乎不腐蝕金屬。下表是一些氟里昂的絕緣性能。
|
項(xiàng) 目 |
1301 |
2402 |
1011 |
|
體積電阻率
(Ωcm)(50Hz) |
69×1012 |
1.9×1012 |
4×1012 |
|
絕緣破壞電壓
kV |
32
(1mm 間隔) |
31.2
(2.5mm) |
25
(2.5mm) |
滅火劑對(duì)金屬的腐蝕性：
|
滅火劑浸泡條件 |
金屬板的推定表面腐蝕量(mm) | |||
|
浸泡氣體 |
浸泡時(shí)間 |
SUS27 |
銅 |
鋁 |
|
1 301 |
2小時(shí) |
0.002 |
0.001 |
0.007 |
|
滅火后氣體 |
12小時(shí) |
0.002 |
0.001 |
0.015 |
|
CO2滅火后氣體 |
2小時(shí) |
0.007 |
0.003 |
0.003 |
|
1301產(chǎn)生氣 |
12小時(shí) |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
注：①實(shí)驗(yàn)方法是在容積為21L的玻璃容器中放進(jìn)裝有汽油的表面為1760cm2的燃燒皿和厚0.5mm、表面積40cm2的金屬試片，點(diǎn)火3秒鐘后放出滅火劑，密閉后放置所規(guī)定時(shí)間，然后測(cè)定了推定表面腐蝕量。②表中的數(shù)據(jù)均為4次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。
濘油火災(zāi)滅火試驗(yàn)(汽油量6L)結(jié)果：
|
項(xiàng) 目 |
1301 |
CO2 |
|
滅火對(duì)象面積(m2) |
1.13 |
1.13 |
|
預(yù)燃燒時(shí)間(s) |
30 |
30 |
|
滅火時(shí)間(s) |
4 |
滅不了 |
|
滅火劑用量kg |
0.5 |
1.8 |
各種滅火劑滅火能力的比較：
|
滅火劑 |
滅火能力(%) |
|
氟里昂1301 |
100 |
|
氟里昂120l |
67 |
|
化學(xué)干粉 |
66 |
|
氟里昂2402 |
57 |
|
氟里昂1211 |
46 |
|
氟里昂1011 |
45 |
|
二氧化碳 |
33 |
1301熱分解產(chǎn)物的毒性及濃度：
|
分解生成物 |
暴露15分鐘時(shí)的ALC值
(在空氣中的溶積比)
ppm |
危險(xiǎn)濃度
(在空氣中的溶積比)
ppm |
|
HF
HBr
Br2
COF2 |
2500
4750
550
1500 |
50～250
50
|
1301的熱分解生成物濃度：
|
項(xiàng) 目 |
試驗(yàn)結(jié)果 | ||
|
放出時(shí)間 秒 |
5 |
30 | |
|
滅火時(shí)間 秒 |
4 |
10 | |
|
分解生成物
濃度ppm |
HF |
75 |
476 |
|
HBr |
31 |
110 | |
|
Br |
7 |
21 | |
試驗(yàn)條件：室內(nèi)容積91.2m3，燃燒皿2.35m2，
滅火劑濃度5%(容積)，預(yù)燃時(shí)間60秒，
燃燒物絕緣油20L，汽油1.2L。
表中ALC為使老鼠在15分鐘死亡的濃度(Approximatelethal concentration)。
滅火劑的ALC值：
|
滅火劑 |
ALC |
|
1301
1211
2402
CO2
1202
101l
1040 |
5075mg/l 800000ppm
2200 324000
1340 126000
1180 658000
470 54000
340 65000
180 28000 |
氟里昂滅火劑在熱分解時(shí)可生成HF、HBr，COF2，Br2等。
熱分解產(chǎn)物的生成量隨火焰的面積、滅火劑的濃度、接觸火焰的時(shí)間、滅火劑的放出時(shí)間不同而在很大的范圍內(nèi)變化，試驗(yàn)中檢測(cè)出的有毒氣體濃度為從數(shù)十到數(shù)百個(gè)ppm，也就是說(shuō)比危險(xiǎn)濃度小。
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