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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(101.325kPa)： -167.78℃

沸點(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

毒性級別：0

易燃性級別：0

反應(yīng)活性級別：0

三氟溴甲烷在常溫常壓下為無毒無臭氣體。液化后呈無色透明液體。不燃燒。單獨存在時，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℃開始分解。在普通狀態(tài)下，對金屬幾乎無影響，但是有水分存在時，對金屬有一些腐蝕性。它完全沒有燃燒和爆炸的危險性，可作為滅火劑。它就是最近新開發(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?，四氯化碳等氯化物溶劑，乙醇、酮、酯和一些有機(jī)酸。也部分地溶解于制冷工業(yè)用潤滑油。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CF3Br在800℃裂解后的氣體。

**：對氟化氫的數(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，大多數(shù)人有酩酊感及痛覺消失；吸人濃度為20%～25%時，大多數(shù)人知覺喪失。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)

在正常條件下大部分常用金屬均可使用，但是在高溫，某些金屬起加速氣體分解的作用，其中以銀、黃銅為最厲害。在高溫可以用因科鎳合金和奧氏體不銹鋼?？梢杂镁鬯姆蚁　h(huán)氧樹脂、醋酸纖維，不宜用聚苯乙烯?？梢杂梅试硭铰?。

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)點是使用后對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	浸泡時間	SUS27	銅	鋁
1 301	2小時	0.002	0.001	0.007
滅火后氣體	12小時	0.002	0.001	0.015
CO2滅火后氣體	2小時	0.007	0.003	0.003
1301產(chǎn)生氣	12小時	0.000	0.000	0.000

注：①實驗方法是在容積為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，點火3秒鐘后放出滅火劑，密閉后放置所規(guī)定時間，然后測定了推定表面腐蝕量。②表中的數(shù)據(jù)均為4次實測數(shù)據(jù)的平均值。

濘油火災(zāi)滅火試驗(汽油量6L)結(jié)果：

項目	1301	CO2
滅火對象面積(m2)	1.13	1.13
預(yù)燃燒時間(s)	30	30
滅火時間(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分鐘時的ALC值 (在空氣中的溶積比) ppm	危險濃度 (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：

項目		試驗結(jié)果
放出時間秒		5	30
滅火時間秒		4	10
分解生成物濃度ppm	HF	75	476
	HBr	31	110
	Br	7	21

試驗條件：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、接觸火焰的時間、滅火劑的放出時間不同而在很大的范圍內(nèi)變化，試驗中檢測出的有毒氣體濃度為從數(shù)十到數(shù)百個ppm，也就是說比危險濃度小。

總之，1301滅火劑瞬間滅火能力大，適合初期滅火，其毒性也很低。實際滅火時的濃度更低，在5分鐘以內(nèi)的暴露，可以說對人體沒有影響。但是，在滅火器的噴出口附近溫度很低，要注意，不要受凍傷。

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