編著按：

張之立同志是我多年的好友。他在給排水行業(yè)建樹頗豐。是一位認真做事，認真研究的學者型專家。下面這篇文章是和建規(guī)有關的，做事的認真程度讓很多人欽佩。

作者介紹

張之立（1968-06），男，漢族，無黨派普通群眾，籍貫：北京市東城區(qū)鼓樓紗絡胡同，職稱：教授級高級工程師，國家注冊公用設備（給水排水）工程師，一級注冊消防工程師，一級安全評價師，畢業(yè)時間：1989年，畢業(yè)學校：武漢城市建設學院（現(xiàn)華中科技大學），所學專業(yè)：給水排水。

Novec 1230（全氟乙基異丙基酮）

——國際最新哈龍?zhí)娲?/strong>

世界范圍內(nèi)哈龍?zhí)娲泛芏啵渲幸呀?jīng)為此制定了國際標準的哈龍?zhí)娲酚校?.ISO14520-2:2000，三氟一碘甲烷（FIC-13I1）；

2. ISO14520-3:2000，全氟丙烷（FC-2-1-8）；

3. ISO14520-4:2000，全氟丁烷（FC-3-1-10）；

4. ISO14520-6:2000，HCFC混合A；

5. ISO14520-7:2000，四氟一氯乙烷（HCFC-124）；

6. ISO14520-8:2000，五氟乙烷（HFC-125）；

7. ISO14520-9:2000，七氟丙烷（HFC-227ea）；

8. ISO14520-10:2000，三氟甲烷（HFC-23）；

9. ISO14520-11:2000，六氟丙烷（HFC-236fa ）；

10. ISO14520-12:2000，氬氣（IG-01）；

11. ISO14520-13:2000，氮氣（IG-100）；

12. ISO14520-14:2000，氮氣、氬氣混合物（IG-55）；

13. ISO14520-15:2000，氮氣、氬氣、二氧化碳混合物（IG-541）。

美國國家標準NFPA2001《潔凈滅火劑滅火系統(tǒng)標準》（2000年版）所正式采用的潔凈滅火劑也是上述13種物質。

這13種物質中有8種物質（三氟一碘甲烷、全氟丙烷、全氟丁烷、四氟一氯乙烷、五氟乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷）都是屬于鹵代烴中的鹵代烷，還有一種物質——HCFC混合A中的主要組成部分（三氟二氯乙烷、二氟一氯甲烷、四氟一氯乙烷）也是屬于鹵代烴中的鹵代烷。另外4種物質（氬氣，氮氣，氮氣、氬氣混合物，氮氣、氬氣、二氧化碳混合物）屬于惰性氣體類物質。

長期以來，哈龍?zhí)娲返膶ふ抑饕性邴u代烴和惰性氣體領域，在其它領域未取得實質性進展。2001年，位于美國明尼蘇達州圣保羅市的3M特性器材公司〖以下簡稱“3M公司”〗首次在其它領域中發(fā)現(xiàn)了一種具有實用意義的哈龍?zhí)娲贰一惐渖唐访麨?MTM NovecTM1230〖以下簡稱“Novec 1230”〗。作為一種替代HFCs（氫氟烴物質）和PFCs（全氟烴物質）的哈龍?zhí)娲?，該物質常溫下是一種清澈的、無色的和氣味小的液體，在滅火性能、安全性、環(huán)境保護和經(jīng)濟性方面均令人比較滿意，具有較高的性能價格比。下面分幾方面對其進行介紹與分析。

1. Novec 1230流體的名稱

Novec 1230是一種氟化酮（fluorinated ketone）；更確切地講，是一種全氟酮——全氟己酮，即酮（己酮）中的氫原子完全被氟原子取代后形成的物質。其化學分子式為C6F12O，化學式為CF3CF2C(O)CF(CF3)2.

補注：美國標準NFPA2001（2008年版）中將此化學式錯印為CF2CF2C(O)CF(CF3)2.

根據(jù)習慣命名法的規(guī)定：全氟酮是按照化學結構式中與羰基相連的兩個烴基的名稱來命名的，簡單的烴基排在前面，復雜的烴基排在后面，最后再加“甲酮”兩字；但烴基中的“基”字和“甲酮”中的“甲”字通常省略。因此，按習慣命名法，Novec 1230的名稱是“全氟乙基異丙基（甲）酮”。另外，有業(yè)內(nèi)人士將Novec 1230 命名為“全氟異丙基乙基酮”似乎有所不妥，因為命名時，簡單的烴基應排在前面，復雜的烴基應排在后面。

根據(jù)系統(tǒng)命名法的規(guī)定：對全氟酮，按化學結構式，選擇含有酮基的最長碳鏈作為主鏈，主鏈的編號從靠近羰基的一端開始。由于酮的羰基總是處在碳鏈的中間，因羰基的位置不同會產(chǎn)生同分異構體，因此命名時必須標明羰基的位次。羰基的位次越小越好。因此，按系統(tǒng)命名法，Novec 1230的名稱是“十二氟-2-甲基-3-戊酮”，其英文學名為“dodecafluoro-2-methylpentan-3-one”?！甲ⅲ河⑽闹锌赡苁且砸粋€位次號“3”將單詞戊酮（pentanone）分為兩部分。另，可對比“戊酮（pentanone）”、“戊烷（pentane）”、“酮（ketone）”三詞的不同。〗

2. Novec 1230流體的物理性能

Novec 1230流體的液體密度隨溫度的增加而減小，蒸氣壓隨溫度的增加而增加。

3. Novec 1230流體的主要技術指標

4. Novec 1230流體與材料的相容性

Novec 1230流體具有與PFC物質相似的特性，并且與大范圍的結構材料兼容。其與合成橡膠密封圈的兼容性見下表：

O型環(huán)與Novec 1230流體的相容性

暴露時間：1星期※（在25℃和100℃時）

※3M公司的延長暴露時間（12星期和26星期）試驗在進行中。

5. Novec 1230流體沸騰時對金屬的影響

沸騰的Novec 1230流體對不同金屬的影響

6. Novec 1230流體對環(huán)境的影響

麻省理工學院（MIT）指導的論文研究了Novec 1230流體在大氣中的損耗機制。該論文的作者確定這種化合物不會和羥基（OH）反應，但確定當它暴露在紫外線（UV）的輻射中時，會發(fā)生損耗顯著抑制的現(xiàn)象。該作者測量了Novec 1230流體的紫外線（UV）橫截面，發(fā)現(xiàn)了最大吸收率的波長為306nm。

由于Novec 1230流體在波長超過300 nm時顯示了顯著的吸收率，因此在較低大氣層中對這種化合物的光解作用將顯著地減弱。該作者斷定：“事實上，它的吸收波譜與乙醛是相似的，乙醛是一種在太陽光解作用下的壽命大約是5天的物質。Novec 1230流體的吸收橫截面稍微大一點，因此，我們預計Novec 1230流體在太陽照射下的大氣存活壽命（ALT）約為3～5天?！?/p>

最近的對Novec 1230流體的光致分解率的實驗室測定發(fā)現(xiàn)在實驗誤差內(nèi)，它的光致分解率與乙醛是相等的。因此，5天的大氣存活壽命適于Novec 1230流體。

Novec 1230流體的影響大氣層中的輻射平衡（即氣候變化）的潛能被其非常短的大氣存活壽命和低溫室效應潛能值（GWP）所限制。通過使用精確的紅外線橫截面和Pinnock等人的方法，計算出Novec 1230流體的瞬時輻射強度是0.50Wm-2ppbv-1。通過使用WMO （世界氣象組織）1999方法和具有100年積累周期的水平儀（ITH），此輻射強度和5天的大氣存活壽命會最終造成其GWP值為1。具有如此短的大氣存活壽命的化合物不會對潛在的氣候變化造成危險。

Novec 1230流體預計會迅速降解成氟化烷基，它們與那些通過其它含氟化合物生產(chǎn)出來的氟化烷基相似。對含有這些官能團的物質和它們的降解產(chǎn)物的大氣化學的研究已經(jīng)得出它們對平流層的臭氧沒有影響的結論。這樣，結合其非常短的大氣存活壽命，可得出這樣的結論：Novec 1230流體，像其它氟化物一樣，其臭氧損耗值（ODP）為零。

綜上所述，Novec 1230流體的大氣存活壽命（ALT）為5天，溫室效應潛能值（GWP）為1，臭氧損耗值（ODP）為0。

由于它具有上述與惰性氣體幾乎同樣優(yōu)秀的環(huán)境特性，已經(jīng)得到了美國環(huán)保局的認可并列入了SNAP目錄。

下面把Novec 1230流體與其它一些滅火劑的環(huán)境特性作一對比。

Novec 1230消防流體的環(huán)境特性比較

1 僅基于HCFC-123的數(shù)據(jù)——也包括CF4.

7. Novec 1230流體的毒性

Novec 1230流體是一種可以安全使用的物質。已完成的急性吸入毒性試驗顯示Novec 1230流體的毒性是低的。對于急性4小時吸入暴露和未觀測到有害作用濃度（NOVEL）的心臟敏感反應，實際的毒性暴露極限均大于100,000ppm（>10%v/v）?？捎^測到有害作用最低濃度（LOVEL）的心臟敏感反應大于100,000ppm（>10% v/v）。由于其毒性較低，適用于有人場所。

Novec 1230 流體與其它物質的毒性特征比較見下表。

毒性特征比較表

1 Huntingdon，英國結果，2000年；

2 NOAEL——杜邦公司數(shù)據(jù)，EC-50（LOAEL）——Beck，Clark和Tinston的數(shù)據(jù)，1973&1982年；

3 盡管在15%的高心臟敏感劑量情況下所進行的試驗沒有完全完成，但未觀察到心臟敏感反應或死亡。

8. Novec 1230流體的應用場合

Novec 1230流體能有效地被應用在滅火器、局部應用滅火系統(tǒng)和全淹沒滅火系統(tǒng)以及惰化系統(tǒng)中。

Novec 1230流體的應用場合包括有人的數(shù)據(jù)處理中心、有人的電信場所、戰(zhàn)斗車輛、商船和軍艦發(fā)動機房、商業(yè)和軍用飛機的發(fā)動機艙、機場、游船、賽車、油&氣勘查場所等。

9. Novec 1230流體的滅火性能

根據(jù)3M公司的資料，Novec 1230流體的滅火性能已在小規(guī)模和大規(guī)模試驗中顯示出來了。其初步效果已在軍用場所，例如機場維護工作區(qū)和作為保險商實驗室（UL）目錄一部分的、適用于射流和全淹沒的標準火災方案中被證實。

據(jù)介紹，Novec 1230流體的設計滅火濃度為5～6％，并隨環(huán)境溫度的增加而增加。由于其設計滅火濃度小于其NOAEL值（未觀察到有害作用的濃度）——10％，所以其設計滅火濃度可用于有人場所。

下面把Novec 1230流體與其它一些滅火劑的滅火濃度作一對比。

a 3M實驗室數(shù)據(jù)；b 英國標準數(shù)據(jù)；c 產(chǎn)品生產(chǎn)商數(shù)據(jù)。

10. Novec 1230流體的優(yōu)勢

Novec 1230流體的環(huán)境形象、毒性特征和滅火性能使它成為一種能接受的哈龍?zhí)娲?。世界標準化組織的消防設備技術委員會下屬的氣體滅火系統(tǒng)分委員會（ISO/TC21/SC8）也準備在國際標準《氣體滅火系統(tǒng)——物理性能和系統(tǒng)設計》（ISO14520）中加進Novec 1230這種滅火劑。

由于Novec 1230是一種液體，因此可儲存在圓桶和儲罐中，而不需儲存在加壓儲瓶中進行運輸；且運輸量遠大于氣體滅火劑。目前3M公司使用的圓桶規(guī)格為136kg（300 lb），儲罐規(guī)格為1300kg（2866lb）。

如果Novec 1230儲存在加壓儲瓶中，當維修儲瓶的密封或墊圈時；或者當超壓時，滅火器或滅火系統(tǒng)發(fā)生泄露，充壓的氮氣會迅速地被排出，而Novec 1230滅火劑將保留下來。而對于滅火器或滅火系統(tǒng)中的氣體滅火劑，它將會釋放到大氣中。

Novec 1230液體是可傾倒的，它粘度低并且易于攜帶。它能方便地通過手動泵或電動泵進行輸送。

Novec 1230流體為高沸點物質，當在儲瓶中用氮氣加壓時，在大的溫度變化范圍中，不會像低沸點氣體那樣在儲存壓力方面發(fā)生明顯變化。例如，當溫度從-40℃上升到80℃時，Novec 1230流體的儲存壓力僅增加10bar，而對于一些低沸點氣體，例如，七氟丙烷，在同樣的溫度變化范圍內(nèi)，其儲存壓力將有大至33bar的增長。Novec 1230流體的最大充填密度在-40℃～80℃的范圍內(nèi)比七氟丙烷大1.8倍。這一點對那些預計有大的溫度變化范圍的應用場合，例如可能進入炎熱的或極冷的水的軍用車輛、飛機或船甲板，來說是重要的。

Novec 1230流體盡管是高沸點流體，但在非常低的環(huán)境溫度下，仍有能力在設定的濃度范圍內(nèi)有效地汽化。

由于Novec 1230流體不導電，無殘留物，在噴放時不會像二氧化碳那樣從周圍吸收大量的熱量，使空氣中的水蒸氣大量凝結，產(chǎn)生“結露”現(xiàn)象而損害集成電路、芯片；也不會使防護區(qū)內(nèi)的溫度在短時間內(nèi)急劇下降，產(chǎn)生“冷激”、“冷淬”作用，因此，適用于保護精密、貴重電子設備。

作為一種替代HFCs和PFCs的哈龍?zhí)娲贰狽ovec 1230流體的環(huán)境形象、毒性特征和滅火性能使它成為一種能接受的解決方案。

后記：

本文為一篇近二十年前的筆記，可能是國內(nèi)較早介紹Novec 1230的文章；是筆者根據(jù)本人在2003年1月對美國3M公司有關技術資料的翻譯稿整理而成，后做過個別補充。

因為當時（2003年初）尚未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對Novec 1230的正式化學名稱，故筆者嘗試根據(jù)有機化學的“習慣命名法”與“系統(tǒng)命名法”，膚淺地給出了其化學名稱：“全氟乙基異丙基（甲）酮”（按“習慣命名法”），或：“十二氟-2-甲基-3-戊酮”（按“系統(tǒng)命名法”）。至今也不知命名得是否準確？因該物質屬于酮類，分子式（C6F12O）中有六個碳原子（以天干的“己”表示六個），且氫原子均被氟原子所取代；故目前國內(nèi)相關標準中一般稱之為“全氟己酮”。

因當時英文原稿為紙質版（現(xiàn)已無法找到），在翻譯稿中無法復制相關曲線圖〖如“Novec 1230流體的蒸氣壓與溫度關系曲線圖”、“Novec 1230流體的液體密度與溫度關系曲線圖”、“壓力與溫度關系曲線對比圖”、“所要求的使用濃度范圍圖”〗，故只好刪除相關曲線圖中英文標注的翻譯內(nèi)容。此為小小的遺憾。

之后，聽說有位同志通過別人得到了這份翻譯稿，并改寫成一篇文章，在某學會的年會論文集中發(fā)表了。之所以提此往事，主要擔心會有認真的讀者對本文的來源進行質疑，特此解釋。

多年前曾陪同清華大學建筑設計研究院王詩萃老前輩（國家標準《建筑設計防火規(guī)范》編制組成員）在天津做技術講座時介紹過本文內(nèi)容，也曾在中國航空規(guī)劃設計院（原三機部四院）等場合做過此專題匯報。

草于北京市西城區(qū)德外安德路67號

北京華宇工程有限公司辦公樓5012室

2022-06-20 7:00 p.m.

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