通常有用的CFCs主要是甲烷類和乙烷類。由于氯氟的不同取代,品種很多。主要有以下幾種 。

圖1-4-1
表1-4-1 幾種CFC的物理性能
物質代號 | 分子式 | 沸點/mm℃ | 溶點/℃ | 液體密度/(ml/g),(℃) | 折光率nD,(℃) | 臨界溫度/℃ | 臨界壓力MPa | 臨界容積/(L/mol) | 熱容/J(kg·K)](液體,25℃) | 蒸發潛熱/(kJ/kg) | 表面張力/(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 |
氯氟烴Z(CFC):三氯一氟甲烷CCl3(CFC—11),二氯二氟甲烷CCl2F2(CFC—12),一 氯三氟甲烷CClF3(CFC—13),四氯二氟乙烷CCl2F-CCl2F(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),含氫氯氟烴(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的性質與相同碳原子數的碳氫化合物不同,特別是由 于氟原子的引入使這類化合物具有特定的性質。其物理性能見表1-4-1。它們的性質隨著碳 、氯、氟原子的數目不同而改變,其變化規律見圖1-4-1表示。
由全氟、全氯、全氫取代的烷烴作為三個頂端組成了三角形,各個不同取代的氯氟烴都在三 角形內,三角形底邊是全鹵代烷烴,左右兩邊分別為氯代烷烴和氟代烷烴。
這些化合物的性質隨著含氯含氟量的不同而不同。
(1)沸點:隨氯原子數的增加,其臨界溫度和沸點上升;隨氟原子數的增加,臨界溫度和沸 點下降。具體數據如表1-4-2所示。
表1-4-2 主要CFC的沸點
化合物 | 沸點 |
CFC—11 | 23.82℃ |
CFC—12 | -29.79 |
CFC—13 | -81.4 |
CFC—112 | 92.8 |
CFC—113 | 47.57 |
CFC—114 | 3.77 |
CFC—115 | -39.1 |
HCFC—22 | -40.75 |
HCFC—123 | 28.2 |
HCFC—124 | -10.2 |
HCFC—141b | 32 |
HCFC—142b | -9.8 |
(2)可燃性:可燃性主要與分中含氫量有關。含氫量高的HCFC,其可燃性也大。CFCs是不含氫的。它們都是不可燃的。
(3)穩定性:一般CFCs都具有良好的熱穩定性和化學穩定性。CFCs的熱穩定性極不尋常,如C FC—12在石英管中于500℃仍不分解,CFC—11在450℃下才開始分解。CFCs還具有良好的化 學穩定性。CFC—12在低于200℃時,不會與金屬反應。但在特定性況下,如與熔融狀態的堿 金屬鈉、鉀等接觸會有劇烈的反應。此外,當鋅、鎂、鋁等金屬在極性溶劑中會促使乙烷類 CFCs分解。而含HCFC穩定性較差,如HCFC—22在290℃就開始分解。
大部分的CFC對水解是穩定的。氯原子越小,穩定性越高。CFC—12的水解穩定性高于CFC—1 1和HCFC—22。但在特殊情況下,如有一定溫度和金屬等存在,水解量會有所增加。
(4)毒性:CFC的毒性與分子中氯原子的數量有關。一般氯原子數越小,毒性越小。全氟烷烴 基上是無毒的,見表1-4-3。
表1-4-3 主要CFC空氣中最大容許體積分數
CFC化合物 | 最大容許體積分數(10-6) |
CFC—11 | 1 000 |
CFC—12 | 1 000 |
HCFC—22 | 1 000 |
CEC—113 | 1 000 |
CEC—114 | 1 000 |
四氯化碳 | 5 |
二、哈龍的品種和理化性能
哈龍滅火劑主要有1301、1211、2402三種,其主要物理性能見表1-4-4。
表1-4-4 三種常用的哈龍滅火劑的物理性能
項目 | 基 準 | 單 位 | 1301 | 1211 | 2402 |
分子式 | CF3Br | CF2ClBr | CF+2BrCF+2Br | ||
沸點 | 1大氣壓 | ℃ | -57.8 | -3.4 | 47.3 |
冰點 | ℃ | -168 | -160.5 | -110.5 | |
臨界溫度 | ℃ | 67 | 153.8 | 214.5 | |
臨界壓力 | 絕對大氣壓 | 39.6 | 41 | 34.4 | |
液體密度 | 20℃ | g/ml | 1.57 | 1.83 | 2.18 |
氣體密度 | 常溫、常壓 | g/L | 6.29 | 7.14 | 11.6 |
蒸氣壓 | 20℃ | 103Pa | 14.32 | 2.36 | 0.38 |
絕對大氣壓 | |||||
汽化潛熱 | 沸點時 | J/g | 117 | 134 | 105 |
臨界容積 | m2/kg | 0.00134 | 0.00141 | 329(cm2/mol) | |
臨界密度 | kg/m3 | 745 | 713 | 795 | |
飽和蒸汽密度 | 20℃ | kg/m3 | 115.6 | 17.4 | 94.1(47℃) |
過熱蒸汽比容 | 1.013105Pa,20℃ | m3/kg | 0.159 | 0.145 | - |
ALCO接近致死濃度(白鼠暴露15min) | 滅火劑本體 | 體積分數(10-6) | 832 000 | 324 000 | 126 000 |
mg/L | 5 075 | 2 200 | 1 340 | ||
滅火劑分解產物 | 體積分數(10-6) | 14 000 | 7 650 | 1 600 | |
mg/L | 86 | 52 | 17 | ||
毒性分級 | 6級為最小毒性級 | 6 | 5A | 5B | |
熱穩定性 | 開始熱分解溫度 | ℃ | 550 | 500 | 400 |
哈龍的滅火原理與一般常用滅火劑降溫、隔絕氧氣的機理有根本的不同。哈龍滅火劑在火焰的高熱中分解產生活性游離基Br·參與了物質在燃料過程中的化學反應,使鏈反應中斷,從而達到滅火的效果。
含溴的鹵代烴在高溫下不穩定,但卻使它具有特殊的滅火效果。這類滅火器理化性能和滅火 效果隨本身所含的鹵素原子的種類、數量不同而不同。其理化性能和滅火能力變化的規律見 表1-4-5。
表1-4-5 不同含溴氯氟烴的性質
性質 | 鹵素取代基 | ||
氟原子增多 | 氯原子增多 | 溴原子增多 | |
化合物的穩定性 | 提高 | ||
毒性 | 降低 | 提高 | 提高 |
沸點 | 降低 | 提高 | 提高 |
熱穩定性 | 提高 | 降低 | 降低 |
滅火效果 | 提高 | 提高 | |
相對滅火能力 | F Cl Br I | ||
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