五氟乙烷热稳定性国内外研究现状
时间:2017-01-10 09:59 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 五氟乙烷热稳定性研究现状具有较高热稳定性的五氟乙烷在长期的高温接触过程中仍然会发生明显的热分解，国内外的各机构和研究学者对此进行了较为全面的论证和实验，现总结一些研究成果。 Robert A.Filipczak[9]在扑灭以甲烷为燃料的杯式燃烧器火种时测试了哈龙1301、哈龙1211、CF2BrH、C4F10、C5F12、C6F14、CHF3、C2F5H、C3F7H、C2F3Cl2H、C2F4ClH、CF3I、C3F7I这十三种灭火剂的灭火效果及热分解产物的含量，并结合质谱初步总结了含氟灭火剂的灭火原理，并测量了含氟灭火剂高温热分解时形成的酸性气体HF。但遗憾的是，该实验并未系统地定量得出所产毒性气体HF的含量，这样建立分解产物毒性样本库就缺乏大量的数据基础。 Ludovico Calderazzi和Piero Colonna di Paliano[10]在研究五氟乙烷处于不锈钢容器中的热稳定性时，设计了一套比较完善的加热、测试装置，并建立了压力分析的测试系统。从一系列实验可以看出，一般含有HFC-115(五氟氯乙烷)杂质的五氟乙烷在热稳定性测试中并未受到杂质的影响。在400℃时，五氟乙烷并未发生明显分解，容器的内表面干净光洁，其间只在焊接点出现了一些非常细小的沉积物：他们的出现应证了热稳定性相对较差的HFC-115的分解。经化学分析，生成了很少量的四氟氯乙烷。热分解首次出现在了422℃，并在448℃时加剧，同时伴随在容器中生成一定量沉积物并发生化学侵蚀。 Berit Andersson[11]等运用IR和FTIR分析了Halon 1301、HFC 125、HFC 227ea和NOVEC 1230这四种灭火剂熄灭丙烷扩散火焰时的热分解产物，发现四种灭火剂都会产生HF和COF2，并且随着原料浓度的增加，产生有毒物质的含量也逐渐上升。HFC 227ea和HFC 125的原料供应速率较低时，F元素几乎都生成了HF，随着原料供应速率的增加，灭火剂的含量增加，COF2的生成量越来越多，在接近灭火浓度时，F元素大部分都生成了COF2。 国外已经有了一些与五氟乙烷热分解相关的报道。Hayley Schiebel[12]发现若仅考虑五氟乙烷高温热分解路径为1,1-HF和1,2-HF的脱HF过程，则1,1-HF的反应速率为后者的5倍，且其过程缺少足够的能量生成CF2=CF2。E.Tschuikow-Roux等[13]研究了温度为1180-1470K时在氮气气氛中CHF2CF3在2900-4000托的冲击波压力下的分解情况，发现在1200K时产生HF，C-C键的断裂则需要1400K，测得的主要分解产物是C2F∙和HF，在温度高于1350K时分解产物中含有少量的CHF3、CH2F2、C2F6和1,1,2,2-C2H2F4。Viktorya Aviyente和Yüksel Inel[14]用RRKM理论计算证实了这一过程。K.Takahashi等[15]在湍流反应器中研究了大气压下温度为1273-1373K时CHF2CF3的热分解，实验测得的一级反应系数k(CHF2CF3)为1013.9±1.4exp[-(324±36)KJ∙mol-1/RT]，并且通过GC-MS和从头算法确定CHF2C3最初的分解有四种可能，分别是： CHF2CF3→CF3CF+HF CHF2CF3→CF2CF2+HF CHF2CF3→CHF3+CF2 CHF2CF3→CHF2+CF3 鉴于以上的研究背景，我们急需建立一套合理的实验设备来模拟火场高温环境，对五氟乙烷灭火剂进行全面的热分解研究，更重要的是对其分解产物毒性的研究，从而能够更好的对灭火剂进行改进，减少有毒物质生成量，保护火场操作人员的生命安全。5147 (责任编辑：qin) |