三氟溴甲烷

三氟溴甲烷

三氟溴甲烷在常溫常壓下為無毒無臭氣體。液化後呈無色透明液體。不燃燒。單獨存在時,在500℃以下穩定,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行,而到1090℃時分解率可達60%。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。

基本信息

三氟溴甲烷
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、製冷劑、滅火劑、空調。
3.製法
(1)氟仿在400~600℃溫度下在非金屬反應器中溴化。
(2)全氟丙烷在700~1000℃溫度下,在非金屬反應器中溴化,生成溴三氟甲烷、溴五氟乙烷和二溴二氟乙烷,然後用精餾法把它們分離。
(3)C3H3F5的溴化、分離。
4.理化性質
分子量: 158.910
熔點(101.325kPa): -167.78℃
沸點(101.325kPa): -57.75℃
液體密度(-57.75℃,101.325kPa):1992kg/m
氣體密度(25℃,101.325kPa): 6.219kg/m
相對密度(氣體,101.325kPa,25℃,空氣=1):5.31
比容(21.1℃,101.325kPa):0.1623 m/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 m/kg
壓縮系狁.
壓力kPa
溫度 ℃
10050010002000
1 50.98520.92130.8291
500.99000.94740.88970.751 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
導熱係數(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
反應活性級別:0
5.概述
三氟溴甲烷在常溫常壓下為無毒無臭氣體。液化後呈無色透明液體。不燃燒。單獨存在時,在500℃以下穩定,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行,而到1090℃時分解率可達60%。如果與金屬、冷凍機油、水和空氣接觸,則在200~300℃開始分解。在普通狀態下,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。它就是最近新開發的1301滅火劑,它的滅火性能優越於1211等其它滅火劑,是很有發展前途的滅火劑。三氟溴甲烷在25℃和101.325kPa時在水中的溶解度為0.03%(重量)。它溶於丁烷、苯、甲苯等碳氫化合物,四氯化碳等氯化物溶劑,乙醇、酮、酯和一些有機酸。也部分地溶解於製冷工業用潤滑油。不溶解於正二醇、甘油、酚和蓖麻油。
6.毒性
大鼠一吸入:LC502300ppm,15分鐘。*
大鼠一吸入:LC502480ppm,15分鐘。**
*:對CF3Br在800℃裂解後的氣體。
**:對氟化氫的數據。
最高容許濃度:1000ppm(6100mg/m)
三氟溴甲烷主要作用於中樞神經系統及心血管系統。人吸入10%/5~16.9%濃度的氣體時,大多數人有酩酊感及痛覺消失;吸人濃度為20%~25%時,大多數人知覺喪失。從上面的數據中看出,CF3Br在800℃裂解後產生氟化氫等,使其毒性增加。但是在通常使用狀態下,幾乎不引起窒息、麻醉和肝臟障礙等。儘管如此,要避免直接吸人其蒸氣,以防因缺氧引起窒息。
7.安全防護
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鏽鋼。可以用聚四氟乙烯、環氧樹脂、醋酸纖維,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滅火劑,有關其滅火方面的性能特點介紹如下。
1301的滅火機理還不十分清楚,現在一般認為其滅火機理是燃燒反應的化學抑制作用,也就是阻止燃燒連鎖反應的作用(也叫反催化效應或負催化效應)。即,也就是由CF3Br熱分解產生的溴游離基Br與從碳氫化合物R-H等的燃燒物中發生的氫原子H反應生成HBr,而這個溴化氫進一步與活性O''H基反應生成水和溴游離基Br。在這種循環反應的重複過程中,把H、O''H、O等的游離基從燃燒物中除掉。這種循環反應一直進行到燃燒結束,即進行了滅火。
氟里昂與其它滅火劑相比,突出的優點是使用後對裝置的腐蝕和污染等損傷少,所以,適合於配置有貴重的半導體設備裝置的淨潔室中的滅火。尤其是1301的性能更為優越,它在含水狀態下也幾乎不腐蝕金屬。下表是一些氟里昂的絕緣性能。
項 目130124021011
體積電阻率
(Ωcm)(50Hz)
69×101.9×104×10
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
1 3012小時0.0020.0010.007
滅火後氣體12小時0.0020.0010.015
CO2滅火後氣體2小時0.0070.0030.003
1301產生氣12小時0.0000.0000.000

註:①實驗方法是在容積為21L的玻璃容器中放進裝有汽油的表面為1760cm的燃燒皿和厚0.5mm、表面積40cm的金屬試片,點火3秒鐘後放出滅火劑,密閉後放置所規定時間,然後測定了推定表面腐蝕量。②表中的數據均為4次實測數據的平均值。
濘油火災滅火試驗(汽油量6L)結果:
項 目1301CO2
滅火對象面積(m2)1.131.13
預燃燒時間(s)3030
滅火時間(s)4滅不了
滅火劑用量kg0.51.8

各種滅火劑滅火能力的比較

滅火劑滅火能力(%)
氟里昂1301100
氟里昂120l67
化學乾粉66
氟里昂240257
氟里昂121146
氟里昂101145
二氧化碳33

1301熱分解產物的毒性及濃度

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

試驗條件:室內容積91.2m,燃燒皿2.35m,
滅火劑濃度5%(容積),預燃時間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範圍內變化,試驗中檢測出的有毒氣體濃度為從數十到數百個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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