五氟乙烷作为一种重要的化学品,因其独特的性质在多个领域中扮演着关键角色。它不仅在制冷剂和灭火剂中应用广泛,还在医疗和发泡剂等工业中发挥着重要作用。
简介:
五氟乙烷是一种氟碳化合物,分子式为 CF3CHF2。五氟乙烷目前用作制冷剂(称为 R-125),也用作灭火系统中的灭火剂。五氟乙烷不会消耗臭氧,因此它已经取代了早期的氟化化学品。然而,虽然它的臭氧消耗潜能值为零,但它的全球变暖潜能值很高,美国环境保护署 (EPA) 报告称它是二氧化碳的 3450 倍。
五氟乙烷用途:
五氟乙烷(HFC-125)因其化学性能稳定,无毒、不可燃、相对低的凝固点、适合的临界点及沸点,在氢氟烷类产品中性能优异,更因其粘度低、表面张力低、热导性高而具有高效节能的性能。是 R-404A、R-407C、R-410A、R-502、R507 等混合制冷剂的有效成分,广泛应用于冰箱、空调、冷藏、工业制冷等领域,替代过渡性制冷剂 HCFC-22。在众多制冷剂替代品中前景好发展快,是一种新型绿色高效的制冷剂。同时 HFC-125 还可以作为哈龙灭火剂的替代品,替代哈龙 1211和哈龙1301。因其优良的物化性能,称为ODS 替代品的主流产品。
(1)在混合制冷剂方面的应用
用HFC-125混配的R-404A、R-407C及R-410A等混合制冷剂可替代HCFC-22、R-502等目前应用最广泛、需求量最大的制冷剂。这说明HFC-125的市场潜力较大。其中R404A混合制冷剂中HFC-125、HFC-134a、HFC-143a的质量比为44:52:4,R407C混合制冷剂中HFC、HFC-32、HFC-134a的质量比为52:32:23,R-410A混合制冷剂中HFC-125、HFC-32的质量比为50:50。
(2)在灭火剂方面的应用
哈龙(Halon)灭火剂是一种含有碳、氟、氯、溴等原子的卤代烃化合物。由于它具有灭火浓度低,效率高,不导电、低毒、无残留等独特的性能而得到广泛的应用,特别是用作飞机、舰船、电子装备、通讯机房、高低压配电室等方面的灭火剂。然而哈龙类物质含有C1原子和Br原子,因此对臭层的破坏作用特别大,被列为首批被禁止的物质。规定除必须用途外,自1994年1月1日起,完全停止生产和消费。而NAFS 125是一种对大气臭层安全的灭火剂,其ODP值为0,由HFC-125和D-苎烯组成,其中D-苎烯的主要作用是降低灭火过程中HFC-125裂解产生的氢氟酸。
(3)在发泡剂方面的应用
据文献报道,五氟乙烷还成功的应用于发泡剂上面。该发泡剂组合物包括二氧化碳、空气、氢氟烷类、氢氟烯烃类、烷类、氢氟醚类,其中作用共发泡剂
的HFC类可用HFC-134a、HFC-152a、HFC-143a、HFC-125等。该发泡剂可替代那些具有高的臭氧消耗潜值(ODP)及高的全球变暖潜值(GWP)的发泡剂,该发泡剂可以生产更低密度的闭合孔泡沫记忆良好的k-因素(对于热绝缘泡沫而言特别有用),还可以生产具有扩大的、受控的孔尺寸的低密度闭合孔泡沫。
(4)在气体灭菌剂方面的应用
五氟乙烷是一种在常温下不可燃且对环境友好的气体。它可以与环氧乙烷混合,形成的混合气体灭菌剂与医疗器械中使用的塑料及高聚物具有良好的相容性,能够在被灭菌物品表面形成有效的保护膜。
(5)在清洁剂方面的应用
文献中介绍了一种由五氟乙烷、氧气和分解性气体(如CF4)组成的混合气体清洁剂。这种清洁剂主要用于等离子体成膜系统,特别是在硅基薄膜沉积之后的清洁过程。其特点在于能够有效抑制电弧放电,保护腔体内部的各类组件,并避免产生膜层异常等问题。
(6)在阻燃剂方面的应用
五氟乙烷因不可燃性,还可用于镁及其合金的高温阻燃保护方面。混合气体组分包括HFC-125和载流稀释气体,各组分的体积百分比含量为HFC-125(0.02%~1.15%),载流稀释气体(98.85%~99.98%)。镁由于其化学性能活泼,与氧的化学亲和力大,氧化后形成氧化膜疏松,导致镁及其合金在高温条件下易于发生持续的氧化直至燃烧,甚至爆炸。因此,在高温清洗过程中,镁及其合金需要采取有效的阻燃保护措施。HFC-125混合气体作为阻燃剂,含有镁及其合金所需的氟元素,具有优良的高温阻燃性能。此外,HFC-125的毒性较低,臭氧消耗潜能值(ODP)为零,因此可以有效替代传统的SF6阻燃剂。
参考:
[1]程永香. Cr基催化剂上气相氟化四氯乙烯合成五氟乙烷性能研究[D]. 浙江:浙江师范大学,2013. DOI:10.7666/d.Y2414225.
[2]王军祥,刘建鹏,袁剑. 1,1,1,2,2-五氟乙烷应用研究现状 [J]. 浙江化工, 2011, 42 (07): 1-4.
[3]王军祥,刘建鹏,袁剑. 1,1,1,2,2-五氟乙烷制备工艺研究进展 [J]. 化工生产与技术, 2011, 18 (01): 10-12+7.
[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Pentafluoroethane
[5]https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%94%E6%B0%9F%E4%B9%99%E7%83%B7