ODS的品种和理化性能

 一、CFCs的品种和理化性能

  通常有用的CFCs主要是甲烷类和乙烷类。由于氯氟的不同取代,品种很多。主要有以下几种 。

  

   图1-4-1

  表1-4-1  几种CFC的物理性能

物质代号 分子式 沸点/mm℃ 溶点/℃ 液体密度/(ml/g),(℃) 折光率nD,(℃) 临界温度/℃ 临界压力MPa 临界容积/(L/mol) 热容/J(kg·K)](液体,25℃) 蒸发潜热/(kJ/kg) 表面张力/(mN/m),(25℃)
CFC-11 CCl3F 23.82 -111 1.47625 1.37425 198 4.41 0.247 0.87 180.3 18
CFC-12 CCl3F2 -29.79 -158 1.31125 1.28725 112 4.41 0.217 0.971 165.1 9
CFC-13 CClF3 -81.4 -181 1.298-30 1.199-73 28.9 3.87 0.181 1.033 148.4 14
CFC-111 CCl3-CCl2F 137 100 1.74025         (-30℃)   ((-73℃)
CFC-112 CCl2F-CCl2F 92.8 26 1.6343 1.41324 278 3.44 0.37   155 23(30℃)
CFC-112a CCl3-ClF2 91.5 40.6 1.6492              
CFC-113 CCl2F-CClF2 47.57 -35 1.56525 1.35425 214.1 3.14 0.325 0.412 146.7 17.3
CFC-113a CCl3-CF3 45.8 14.2 1.5792 1.3612            
CFC-114 CClF2-CClF2 3.77 -94 1.45625 1.28825 145.7 3.26 0.293 1.016 136 12
CFC114a CCl2F-CF3 3.6 -94 1.45525 1.309 145.6 3.29        
CFC-115 CClF2-CF3 -39.1 -106 1.29125 1.21425 80 3.12 0.259 1.192 126 5

    氯氟烃Z(CFC):三氯一氟甲烷CCl3(CFC—11),二氯二氟甲烷CCl2F2(CFC—12),一 氯三氟甲烷CClF3(CFC—13),四氯二氟乙烷CCl2F-CCl2F(CFC—122),三氯二氟乙烷CCl2F-CClF2(CFC—113),二氯四氟乙烷CClF2-CClF2(CFC—114),一氯五氟乙烷CC lF2-CF3(CFC—115),含氢氯氟烃(HCFC),二氯一氟甲烷CHCl2F(HCFC—21),一氯二氟甲烷CHClF2(HCFC—22)。

  由于氯、氟原子的引入,CFCs的性质与相同碳原子数的碳氢化合物不同,特别是由 于氟原子的引入使这类化合物具有特定的性质。其物理性能见表1-4-1。它们的性质随着碳 、氯、氟原子的数目不同而改变,其变化规律见图1-4-1表示。

  由全氟、全氯、全氢取代的烷烃作为三个顶端组成了三角形,各个不同取代的氯氟烃都在三 角形内,三角形底边是全卤代烷烃,左右两边分别为氯代烷烃和氟代烷烃。

  这些化合物的性质随着含氯含氟量的不同而不同。

  (1)沸点:随氯原子数的增加,其临界温度和沸点上升;随氟原子数的增加,临界温度和沸 点下降。具体数据如表1-4-2所示。

  表1-4-2  主要CFC的沸点

化合物 沸点
CFC11 23.82℃
CFC12 -29.79
CFC13 -81.4
CFC112 92.8
CFC113 47.57
CFC114 3.77
CFC115 -39.1
HCFC22 -40.75
HCFC123 28.2
HCFC124 -10.2
HCFC141b 32
HCFC142b -9.8

  (2)可燃性:可燃性主要与分中含氢量有关。含氢量高的HCFC,其可燃性也大。CFCs是不含氢的。它们都是不可燃的。

  (3)稳定性:一般CFCs都具有良好的热稳定性和化学稳定性。CFCs的热稳定性极不寻常,如C FC—12在石英管中于500℃仍不分解,CFC—11在450℃下才开始分解。CFCs还具有良好的化 学稳定性。CFC—12在低于200℃时,不会与金属反应。但在特定性况下,如与熔融状态的碱 金属钠、钾等接触会有剧烈的反应。此外,当锌、镁、铝等金属在极性溶剂中会促使乙烷类 CFCs分解。而含HCFC稳定性较差,如HCFC—22在290℃就开始分解。

  大部分的CFC对水解是稳定的。氯原子越小,稳定性越高。CFC—12的水解稳定性高于CFC—1 1和HCFC—22。但在特殊情况下,如有一定温度和金属等存在,水解量会有所增加。

  (4)毒性:CFC的毒性与分子中氯原子的数量有关。一般氯原子数越小,毒性越小。全氟烷烃 基上是无毒的,见表1-4-3。

  表1-4-3  主要CFC空气中最大容许体积分数

   

CFC化合物 最大容许体积分数(10-6)
CFC11 1 000
CFC12 1 000
HCFC22 1 000
CEC113 1 000
CEC114 1 000
四氯化碳 5

  二、哈龙的品种和理化性能

  哈龙灭火剂主要有1301、1211、2402三种,其主要物理性能见表1-4-4。

  表1-4-4  三种常用的哈龙灭火剂的物理性能

项目 基  准 单  位 1301 1211 2402
分子式     CF3Br CF2ClBr CF+2BrCF+2Br
沸点 1大气压 -57.8 -3.4 47.3
冰点   -168 -160.5 -110.5
临界温度   67 153.8 214.5
临界压力 绝对大气压   39.6 41 34.4
液体密度 20℃ g/ml 1.57 1.83 2.18
气体密度 常温、常压 g/L 6.29 7.14 11.6
蒸气压 20℃ 103Pa 14.32 2.36 0.38
绝对大气压
汽化潜热 沸点时 J/g 117 134 105
临界容积   m2/kg 0.00134 0.00141 329(cm2/mol)
临界密度   kg/m3 745 713 795
饱和蒸汽密度 20℃ kg/m3 115.6 17.4 94.1(47℃)
过热蒸汽比容 1.013105Pa,20℃ m3/kg 0.159 0.145 -
ALCO接近致死浓度(白鼠暴露15min) 灭火剂本体 体积分数(10-6) 832 000 324 000 126 000
mg/L 5 075 2 200 1 340
灭火剂分解产物 体积分数(10-6) 14 000 7 650 1 600
mg/L 86 52 17
毒性分级 6级为最小毒性级   6 5A 5B
热稳定性 开始热分解温度 550 500 400

  哈龙的灭火原理与一般常用灭火剂降温、隔绝氧气的机理有根本的不同。哈龙灭火剂在火焰的高热中分解产生活性游离基Br·参与了物质在燃料过程中的化学反应,使链反应中断,从而达到灭火的效果。

  含溴的卤代烃在高温下不稳定,但却使它具有特殊的灭火效果。这类灭火器理化性能和灭火 效果随本身所含的卤素原子的种类、数量不同而不同。其理化性能和灭火能力变化的规律见 表1-4-5。

  表1-4-5  不同含溴氯氟烃的性质

  

性质 卤素取代基
氟原子增多 氯原子增多 溴原子增多
化合物的稳定性 提高    
毒性 降低 提高 提高
沸点 降低 提高 提高
热稳定性 提高 降低 降低
灭火效果   提高 提高
相对灭火能力   F  Cl  Br  I  
    1  2  10  16  

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