七氟丙烷的热性能国内外研究现状

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由于七氟丙烷的应用较为广泛，国内外学者对于七氟丙烷的热性能进行了较为全面的实验研究, 段远源等人对其热力性质中的pvT性质、饱和蒸气压、表面张力以及声速、维里系数、比定压热容、焦汤系数等进行了实验[17],有关七氟丙烷在真实火焰作用下的热解规律研究报道很少。Yamamoto [1]等研究了被空气稀释至体积分数为5%的七氟丙烷在石英管中的热解，通过对热解气体的气质分析发现其热解反应的初始温度为500℃，700℃时几乎完全分解，800℃时七氟丙烷完全消失，且此过程主要的分解产物是全氟异丁烯。63760
Hynes[2]等采用气质联用和傅里叶红外分析了摩尔分数为3%的七氟丙烷(氮气气氛)在单脉冲击波管内的分解产物，在16-18个大气压，温度为1200-1500K，停留时间为650-850us的条件下，热解的主要产物为全氟乙烷，三氟乙烯，四氟乙烯，六氟丙烯和五氟丙烯(CF3CHFCF2)，另外还伴有少量的三氟甲烷，四氟甲烷，五氟乙烷，全氟丙烷，六氟丁炔和八氟丁烯。Ritter[3]研究了一个大气压下七氟丙烷(2%，氮气气氛)在石英管中温度为1023-1173K，停留时间为0-2s时的热解，发现其热解在1023K时开始明显，并且在1173K时反应趋于完全，主要的气体产物有六氟丙烯、五氟丙烯、全氟二甲基乙炔、六氟乙烷、三氟乙烯、四氟乙烯和全氟异丁烯，反应的主要路径为1,2-HF的消除反应和C-C键的断裂反应。同时石英反应壁被反应生成的氟化氢气体腐蚀生成了微量的四氟化硅(SiF4)。Copeland[4]等利用紫外光电子探测器研究七氟丙烷的热解反应，发现初始反应是1,2-HF消去反应占主导地位。论文网Duncan[5]等通过实验和理论结合计算了脱1,2-HF的反应速率和反应活化能。Yonghua Hu等[6]研究了高纯七氟丙烷在温度为400~800℃的石英管反应器中停留时间分别为3s和30s时的热解反应，发现七氟丙烷的初始热解温度在640℃左右，其毒性气体产物氟化氢的生成量随停留时间的延长而迅速增加，并且证实了产物中含氟芳香族化合物的存在，反应管壁内有高分子化合物和焦炭沉积。Peterson等[7]同时采用了密度泛函和从头算法证明了七氟丙烷热解的初始反应主要为脱1,2-HF反应和C-C键断裂的反应这两种。傅学成等[10]研究七氟丙烷与真实火焰作用后产生的氟化氢，研究结果表明七氟丙烷与燃烧杯火焰作用过程中，在七氟丙烷体积分数远远小于临界灭火体积分数(8．4％，乙醇火)时，其体积分数越高，产生的氟化氢质量体积分数越大，当七氟丙烷体积分数增大到1．3％时，氟化氢质量浓度超过4000mg。使用七氟丙烷熄灭燃烧杯火焰时，灭火速度越快，灭火剂与火焰的作用时间就越短，产生的氟化氢质量浓度就越低．

由上可见，有关七氟丙烷灭火剂与真实火焰相互作用规律的研究稀少，仅有的研究也不深入，但发现在分解产物中含有氟化氢、氟光气等剧毒气体，这一结果应该引起警觉，这关系到火灾现场人员（包括火灾救援战士）及其他生物体的生命安全。至于这些毒性物质在火焰作用下是如何产生的、是否还有其它物质（特别毒性物存在）、使用七氟丙烷灭火剂灭火抑爆后烟气对生物体的危害程度究竟如何等等，没有研究报道。