三氟溴甲烷《气体应用大全》

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。