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    三氟溴甲烷《气体应用大全》

    2014-3-6 22:37:09

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    1.别名·英文名
    氟里昂R-1381、1301灭火剂、一溴三氟甲烷;Trifluo-romethyl bromide、Monobromotrifluorometane.
    2.用途
    蚀刻、制冷剂、灭火剂、空调。
    3.制法
    (1)氟仿在400~600℃温度下在非金属反应器中溴化。
    (2)全氟丙烷在700~1000℃温度下,在非金属反应器中溴化,生成溴三氟甲烷、溴五氟乙烷和二溴二氟乙烷,然后用精馏法把它们分离。
    (3)C3H3F5的溴化、分离。
    4.理化性质
    分子量: 148.910
    熔点(101.325kPa): -167.78℃
    沸点(101.325kPa): -57.75℃
    液体密度(-57.75℃,101.325kPa):1992kg/m3
    气体密度(25℃,101.325kPa): 6.219kg/m3
    相对密度(气体,101.325kPa,25℃,空气=1):5.31
    比容(21.1℃,101.325kPa):0.1623 m3/kg
    气液容积比(15℃,100kPa): 316 L/L
    临界温度: 67.0℃
    临界压力: 3964 kPa
    临界密度: 1343 m3/kg
    压缩系狁.
    压力kPa
    温度 ℃
    100
    500
    1000
    2000
    1 5
    0.9852
    0.9213
    0.8291
    50
    0.9900
    0.9474
    0.8897
    0.751 9
    气化热(-57.75,101.325kPa): 121.42 kJ/kg
    比热容(气体,101.325kPa,25℃):Cp=474.04 J/(kg·K)
    Cv=418.15 J/(kg·K)
    (液体,0℃):828.43J/(kg·K)
    比热比(气体,101.325kPa,25℃):Cp/Cv=1.134
    蒸气压(-40℃): 224kPa
    (0℃):850kPa
    (40℃): 2350kPa
    粘度(气体,101.325kPa,0℃):0.001449mPa·s
    (液体,-40℃):0.32mPa·S
    导热系数(气体,101.325kPa,0℃):0.00175w/(m·K)
    (液体,-40℃):0.0222W/(m·K)
    表面张力(25℃): 5mN/m
    折射率(液体,25℃): 1.238
    毒性级别:0
    易燃性级别:0
    反应活性级别:0
    三氟溴甲烷在常温常压下为无毒无臭气体。液化后呈无色透明液体。不燃烧。单独存在时,在500℃以下稳定,在700℃以前的分解率为5%,但是在更高的温度下分解急剧地进行,而到1090℃时分解率可达60%。如果与金属、冷冻机油、水和空气接触,则在200~300℃开始分解。在普通状态下,对金属几乎无影响,但是有水分存在时,对金属有一些腐蚀性。它完全没有燃烧和爆炸的危险性,可作为灭火剂。它就是最近新开发的1301灭火剂,它的灭火性能优越于1211等其它灭火剂,是很有发展前途的灭火剂。三氟溴甲烷在25℃和101.325kPa时在水中的溶解度为0.03%(重量)。它溶于丁烷、苯、甲苯等碳氢化合物,四氯化碳等氯化物溶剂,乙醇、酮、酯和一些有机酸。也部分地溶解于制冷工业用润滑油。不溶解于正二醇、甘油、酚和蓖麻油。
    5.毒性
    大鼠一吸入:LC502300ppm,15分钟。*
    大鼠一吸入:LC502480ppm,15分钟。**
    *:对CF3Br在800℃裂解后的气体。
    **:对氟化氢的数据。
    最高容许浓度:1000ppm(6100mg/m3)
    三氟溴甲烷主要作用于中枢神经系统及心血管系统。人吸入10%/5~16.9%浓度的气体时,大多数人有酩酊感及痛觉消失;吸人浓度为20%~25%时,大多数人知觉丧失。从上面的数据中看出,CF3Br在800℃裂解后产生氟化氢等,使其毒性增加。但是在通常使用状态下,几乎不引起窒息、麻醉和肝脏障碍等。尽管如此,要避免直接吸人其蒸气,以防因缺氧引起窒息。
    6.安全防护
    在正常条件下大部分常用金属均可使用,但是在高温,某些金属起加速气体分解的作用,其中以银、黄铜为最厉害。在高温可以用因科镍合金和奥氏体不锈钢。可以用聚四氟乙稀、环氧树脂、醋酸纤维,不宜用聚苯乙烯。可以用肥皂水探漏。
    如前所述,三氟溴甲烷就是1301灭火剂,有关其灭火方面的性能特点介绍如下。
    1301的灭火机理还不十分清楚,现在一般认为其灭火机理是燃烧反应的化学抑制作用,也就是阻止燃烧连锁反应的作用(也叫反催化效应或负催化效应)。即,也就是由CF3Br热分解产生的溴游离基Br与从碳氢化合物R-H等的燃烧物中发生的氢原子H反应生成HBr,而这个溴化氢进一步与活性O'H基反应生成水和溴游离基Br。在这种循环反应的重复过程中,把H、O'H、O等的游离基从燃烧物中除掉。这种循环反应一直进行到燃烧结束,即进行了灭火。
    氟里昂与其它灭火剂相比,突出的优点是使用后对装置的腐蚀和污染等损伤少,所以,适合于配置有贵重的半导体设备装置的净洁室中的灭火。尤其是1301的性能更为优越,它在含水状态下也几乎不腐蚀金属。下表是一些氟里昂的绝缘性能。
     
    1301
    2402
    1011
    体积电阻率
    (Ωcm)(50Hz)
    69×1012
    1.9×1012
    4×1012
    绝缘破坏电压
    kV
    32
    (1mm 间隔)
    31.2
    (2.5mm)
    25
    (2.5mm)
    灭火剂对金属的腐蚀性:
    灭火剂浸泡条件
    金属板的推定表面腐蚀量(mm)
    浸泡气体
    浸泡时间
    SUS27
    1 301
    2小时
    0.002
    0.001
    0.007
    灭火后气体
    12小时
    0.002
    0.001
    0.015
    CO2灭火后气体
    2小时
    0.007
    0.003
    0.003
    1301产生气
    12小时
    0.000
    0.000
    0.000
    注:①实验方法是在容积为21L的玻璃容器中放进装有汽油的表面为1760cm2的燃烧皿和厚0.5mm、表面积40cm2的金属试片,点火3秒钟后放出灭火剂,密闭后放置所规定时间,然后测定了推定表面腐蚀量。②表中的数据均为4次实测数据的平均值。
    泞油火灾灭火试验(汽油量6L)结果:
     
    1301
    CO2
    灭火对象面积(m2)
    1.13
    1.13
    预燃烧时间(s)
    30
    30
    灭火时间(s)
    4
    灭不了
    灭火剂用量kg
    0.5
    1.8
    各种灭火剂灭火能力的比较:
    灭火剂
    灭火能力(%)
    氟里昂1301
    100
    氟里昂120l
    67
    化学干粉
    66
    氟里昂2402
    57
    氟里昂1211
    46
    氟里昂1011
    45
    二氧化碳
    33
    1301热分解产物的毒性及浓度:
    分解生成物
    暴露15分钟时的ALC值
    (在空气中的溶积比)
    ppm
    危险浓度
    (在空气中的溶积比)
    ppm
    HF
    HBr
    Br2
    COF2
    2500
    4750
    550
    1500
    50~250
    50
    1301的热分解生成物浓度:
     
    试验结果
    放出时间 
    5
    30
    灭火时间 
    4
    10
    分解生成物
    浓度ppm
    HF
    75
    476
    HBr
    31
    110
    Br
    7
    21
    试验条件:室内容积91.2m3,燃烧皿2.35m2
    灭火剂浓度5%(容积),预燃时间60秒,
    燃烧物绝缘油20L,汽油1.2L。
    表中ALC为使老鼠在15分钟死亡的浓度(Approximatelethal concentration)。
    灭火剂的ALC值:
    灭火剂
    ALC
    1301
    1211
    2402
    CO2
    1202
    101l
    1040
    5075mg/l 800000ppm
    2200 324000
    1340 126000
    1180 658000
    470 54000
    340 65000
    180 28000
    氟里昂灭火剂在热分解时可生成HF、HBr,COF2,Br2等。
    热分解产物的生成量随火焰的面积、灭火剂的浓度、接触火焰的时间、灭火剂的放出时间不同而在很大的范围内变化,试验中检测出的有毒气体浓度为从数十到数百个ppm,也就是说比危险浓度小。
    总之,1301灭火剂瞬间灭火能力大,适合初期灭火,其毒性也很低。实际灭火时的浓度更低,在5分钟以内的暴露,可以说对人体没有影响。但是,在灭火器的喷出口附近温度很低,要注意,不要受冻伤。
     
     
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