气体分离设备商务网行业书库三氟溴甲烷


三氟溴甲烷CF₃Br

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。

项    目 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 铜 铝 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：

项    目 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：

项    目 试验结果 放出时间    秒 5 30 灭火时间    秒 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。