HCFC-141b物理化学技术资料

1 一一、HCFC-14lb 一般性能一般性能 HCFC-14lb 的化学名称为一氟二氯乙烷，是较理想的 CFC-11 的 过渡性替代品。但由于 ODP 和 GWP 均不为零，因此根据 1992 年蒙 特利尔哥本哈根修正案，将在 2030 年彻底禁止对 HCFC 产品的使用，而发达国家已于 2003 年停止生产和进口 HCFC-14lb。 HCFC-141b 与与 CFC-11 各项性能比较各项性能比较 单位 CFC-11 HCFC-141B 化学分子式 CCl3F CH3C12F 化学名称 三氯一氟甲烷 1,1-二氯-1-氟乙 分子量 137.4 117.0 比重(25) kg/L 1.476 1.236 沸 点 23.8 32 蒸汽压(25) atm 1.06 0.81 蒸汽压(50) atm 2.3 1.83 气态值(25) mw/m.K 8.4 9.8 闪 点 无 无 蒸发热 kJ/kg 180.4 221.9 ODP(臭氧消耗值) 1 0.11 GWP(温室效应值) 1 0.13 VLEP(职业暴露极限值) ppm 1000 500 各种气体与各种气体与 CFC-11 和和 HCPC-141b 等蒸汽导热系数比较等蒸汽导热系数比较 （单位： W/m.K） 名 称 80(26.7) 140(60) 200(93.3) 空 气 0.0260 0.0284 0.0308 水蒸气 0.0178 0.0204 0.0230 CO2 0.0166 0.0192 0.0217 CFC-11 0.0084 0.00929 0.0106 CFC-12 0.0100 0.0115 0.0129 HCFC-123 0.0127 HCFC-141b 0.0980 0.0125 HCFC-22 0.0115 0.0130 0.0143 2 HCFCHCFC- -141b141b 与与 CFCCFC- -1111 的密度比较的密度比较、 蒸汽导热系数与温度的关蒸汽导热系数与温度的关 系及蒸汽压比较系及蒸汽压比较如下列各图。 3 HCFC-14lb 与与 CFC-11 在在 PUF 中产气量比较中产气量比较 项 目 CFC-11 泡沫 HCFC-141b 泡沫 东大聚醚多元醇 催化剂 匀泡剂 72.35 72.35 水 1.65 1.61 CFC-11 25.4 / HCFC-14lb / 21.6 C-MDI 106.2 105.5 产气量(毫摩尔) C02 91.6 89.4 CFC-11 184.8 HCFC-14lb / 184.6 总计(毫摩尔) 274.1 274 130 （ 54.4 ） 时时HCFC-14lb在 多 元 醇 中 的 溶 解 极 限在 多 元 醇 中 的 溶 解 极 限 wt% 东大聚醚多元醇 CFC-11 HCFC-141b DD450 9.7 26 DD420 40.1 80.0 HCFCHCFC- -141b141b 与其它材料的兼容性与其它材料的兼容性 HCFC-141b 与大多数塑料无作用，但是聚苯乙烯（PS） 、聚丙烯腈丁二烯苯 乙烯(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在一些使用条件下可能会出现兼容性问 题(如冰箱内衬材料)。下表列出了在 32时试样浸泡在 HCFC-141b 5 分钟、1 小 时、24 小时和 100 小时的行为。 材料名称 5 分钟 1 小时 24 小时 100 小时 ABS 1 1 1 1 酚醛树脂 5 5 5 5 聚酰胺 66 5 5 5 5 聚甲基丙烯酸甲酯 1 1 0 0 聚丙烯 5 5 5 4 聚苯乙烯 0 0 0 0 PTEE 5 5 5 5 PVC 5 5 5 5 塑化 PVC 5 5 5 5 丙烯腈/丁二烯 418 号 5 5 5 5 乙烯/丙烯 EPR 5 4 2 2 聚丙烯酸酯 5 5 5 5 聚氯丁烯 206 5 5 5 5 4 注： 0 完全溶解 1.部分溶解 2.明显膨胀 3.表面轻微膨胀 4.表面轻微失 去光泽 5.无腐蚀 无水的 HCFC-141b 对大多数金属和工业常用的合金(钢铁、不锈钢、铜、黄 铜、铝、锌)不发生作用。但是，在有水的情况下，一些轻金属如锌、铍、铝、 镁与之长时间的接触，会导致损坏。 燃烧性能燃烧性能 闪闪 点点：以 NFM07011 的标准来衡量，HCFC-141b 并没有闪点，所以它是 一种不易燃烧的液体。在运输中，不属于易燃烧物类别。 自燃温度 HCFC-14lb 的自燃温度为 532。 易燃范围易燃范围 由于其较弱的蒸汽易燃特性， HCFC-14lb 在空气中的易燃性极限 值是很难测得的，并由于测试标准的不同而不同。 根据 NFT20041 标准， 最高和最低极限值是体积的 10%和 17%， 而使用一种 非标准化但很接近于 ASTME68185 标准的方法(美国材料试验学会制定的标准) 进行测定，在使用 40J(焦尔)的热源时，没有观察到任何燃烧现象。但使用 50J 热源时，测得的极限值为 5.6%和 13.4%之间。从安全角度出发，Elf Atochem 采 取最宽的极限区域，即 HCFC-141b 在空气中的燃烧值在 5.6%和 17之间。 结论结论 所进行的试验证实了 HCFC-14lb 是一种非易燃性液体。但在一些封闭条 件下，蒸汽浓度在 5.6和 17之间，并存在高能量的燃烧源时，会导致液面上 的蒸汽和空气的混合物燃烧。不过，这些条件在产品的运输、贮存、操作过程中 不可能具备。另外，在生产聚氨酯硬泡车间、由于完好的通风设备，这些条件也 不易存在，甚致在使用这些泡沫时都不会产生这些条件，所以爆炸的危险可以忽 略不计。 毒毒 性性 有关HCFC-141b的毒性研究计划是1988年开始进行的里介绍一些总结性结 果，并与 CFC-11 进行比较。 急性毒性急性毒性：HCFC-14lb 和 CFC-11 一样，通过呼吸和口服有轻微毒性。若用 老鼠做试验进行四小时呼吸，它的 LD50达到 62000ppm(对应于 CFC-11 是 26000ppm)。若通过口服，老鼠的 LD50高于每公斤体重 5g 的量(与 CFC-1l 结果 一样)。 同其它卤化碳产品类似，HCFC-14lb 在高含量时，可能会致敏于心脏，产生肾上 腺素的应激心律不齐，HCFC-14lb 对这类效应的阈值介于 5000 到 10000ppm 之 间，和 CFC-1l 差不多。HCFC-14lb 和 CFC-1l 这两种液体对皮肤无刺激，对眼睛 (以兔子作试验)有轻微刺激作用。 遗传性毒性遗传性毒性 为了探讨 HCFC-141b 是否会引起不正常的染色体或基因突 变，进行了一系列在体外对细菌和哺乳动物细胞，以及在老鼠体内的大量研究， 总的来看，HCFC-14lb 不具有明显的遗传型危险。 亚急性或慢性毒性亚急性或慢性毒性 为了研究亚急性或慢性毒性，用老鼠作呼吸性试验(在 四到十三周内，每周五天，每天六小时反复进行)，结果表明 HCFC-141b 的浓度 直到 8000ppm 都无毒性迹象。当使用最高浓度(20000ppm)进行研究，仅仅发现 5 有轻微影响：如醒觉状态程度有轻微下降，脂类血清组成略有改变。而 CFC-l1， 的浓度直达 10000ppm 时都未发现毒性。用老鼠做 16 周呼吸性试验表明。 HCFC-14lb 的浓度为 15,00ppm 时不会引起神经中毒，这是研究的最高浓度。利 用啮齿动物所作的研究实验表明，HCFC-14lb 同 CFC-11 一样，在新陈代谢转化 中停留时间很短，可很快通过呼吸道消除。 对繁殖带来的毒性对繁殖带来的毒性 用老鼠进行两代繁殖试验，老鼠暴露在 HCFC-14lb 的 浓度为 20000ppm 下进行呼吸，试验结果表明没有引起明显中毒。另外，进行了 导致畸胎可能性研究，妊娠雌性暴露在浓度直到 2000ppm(老鼠)和 12000ppm(兔 子)的 HCFC-14lb下进行呼吸， 结果显示对老鼠来说浓度为 8000ppm时仍无影响， 而对兔子来说浓度为 1400ppm 时仍无影响。 用同样的方法对 CFC-11 做试验浓度 直到 10000ppm 仍没有观察到对繁殖产生影响。同实验对照组相比较，暴露在 HCFC-14lb 下的动物，其寿命的长短没有受到影响，血液的生化参数及器官的重 量和自身的组织也无改变。对老鼠和小鼠的试验证实，CFC-1l 的浓度直到 5000ppm 仍无慢性中毒效应，也无致癌作用。 结结 论论 目前所获得的毒性研究结果表明，在一定范围内，只要遵守工作 中通常的卫生条例，工业应用 HCFC-14lb 是完全可行的。PAFT 的不同成员组织 以及 AIHA(美国工业卫生协会)的 WEEL(工厂环境暴露标准)委虽会规定了职业 性暴露极限值为 500ppm(每周四十小时，每天八小时的平均值)。 二二、HCFCHCFC- -14lb14lb 替代替代 CFCCFC- -1l1l 的特点的特点 众所周知，大气层中的臭氧是地球生物防止太阳紫外线杀伤的天然屏障。臭 氧层遭氟氯烃破坏后，大大削弱了对紫外线的吸收能力。由于紫外线 的作用， 将导致人体免疫力的下降，引起皮肤癌和角膜炎的增加。据英国环保局估计，臭 氧浓度每下降 1%，全世界每年将增加 20 万皮肤癌患者。而且,还将破坏生态平 衡,加速塑料老化，此外，由于 CFCs 化学稳定，生存期达 65 年以上，在大气中 形成明显的“温室效应” 。据测算当前大气中 C02与氟氯烃对“温室效应”的影 响分别为 70%与 30%，可见问题的严重性。 尽管 CFCs 对聚氨酯工业的发展尤其对聚氨酯硬泡加工性、绝热性的改善和 提高起了极大的推动作用，但由于其对臭氧层的破坏，为了保护环境，停止生产 和禁用势在必行。所以，CFCs 的限期禁用对聚氨酯硬泡的影响最为严重。 聚氨酯硬泡领域 CFCs 的替代问题，根据不同国家和地区的自身情况，选择 了不同的替代路线。美国 1994 年起已转向采用 HCFC-14lb。目前，美国和欧洲 2003 年已全面禁用 HCFC-14lb。 HCFCHCFC- -141b141b 有如下优点有如下优点： ODP 低（0.11）,GWP=0.13。HCFC-14lb 臭氧消耗值和地球温升效应值分别 只有 CFC-11 的 11%和 13%。 值低(0.0098w/mk)，与 CFC-11(0.084 w/mk)较接近。是所有替代品中导 热系数最低的。 化学性能稳定，不与发泡剂原料起反应。在组合聚醚中甚至比 CFC-11 更加 6 稳定。 分子量较低。同样发泡效率下，其用量仅为 CFC-1l 的 85左右。 不易燃，可完全采用原生产设备生产，不需进行改造。 用用 CFCCFC- -1111 和和 HCFCHCFC- -141b141b 配制的组合料在配制的组合料在 5050时的稳定性试验时的稳定性试验 泡沫体系 贮存天数 CFC-11 体系 酸值（MGKOH/G） HCFC-141B 体系 酸值（MGKOH/G） 现场浇注 0 7 14 26 50 0.07 / 0.94 2.21 / 0.1