含七氟环戊烷混合物的闪点探究

渠丽景，董国鹏，宋 迪

（北京外企人力资源服务青岛有限公司，山东 青岛 266000）

1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷，英文名称为1,1,2,2,3,3,4 -heptafluorocyclopentane，CAS 号 为15290-77-4，分子式为C5H3F7，是一种高闪点、化学性质稳定的全氟烷烃化合物，能与多种有机溶剂互溶，具有较好的溶剂性能，可以回收再循环使用。七氟环戊烷的臭氧消耗潜值（ODP）为0，全球变暖潜值（GWP，100 年）为250，大气寿命仅为3.4 年，具有优良的环境性能，是一种环境友好的清洗剂[1]。目前，七氟环戊烷已被用作金属和电子器件、高精仪表仪器、航天工程仪器行业的高效清洁剂。七氟环戊烷的毒性非常低[2]，急性经口毒性值LD50大于2 g/kg，急性经皮毒性值LD50大于2 g/kg，急性吸入毒性值LC50为116 mg/L（4 h）。基于以上良好的环境和健康性能，未来七氟环戊烷具有广阔的应用前景。

闪点，是在规定的试验条件下，试验火焰引起试样蒸汽着火，并使火焰蔓延至液体全表面的最低温度。同时，闪点也是发生火灾危险的最低温度。

在化学品运输过程中，可以根据其闪点判断发生火灾的危险性。闪点不大于60 ℃的货物为危险货物，危险货物的运输事故易造成二次危害，如火灾、爆炸、中毒等，因此，危险货物的运输安全受到广泛关注[3]。为了提高城市道路危险货物运输的安全性，减少运输事故的发生，对混合物闪点的确定十分重要。

但是，赵培华等[4]发现某些易燃溶剂与氯化溶剂的混合物在进行闭杯闪点试验时会出现意想不到的不规律性,这种不规则性容易错失其闪点。还有些试样在闪燃之后，温度升高反而不闪燃，闪燃仅仅发生在很窄的温度范围内。七氟环戊烷与易燃溶剂共存时也会出现上述现象，这就要求在七氟环戊烷的运输过程中要特别关注闪点的确定。

1 易燃液体的划分

易燃液体是在闪点温度时放出易燃蒸汽的液体或液体混合物，或在溶液或悬浮液中含有固体的液体。易燃液体根据闪点在危险货物和危险化学品中的分级分类，见表1 及表2。

表1 危险货物运输易燃液体的划分类别

表2 全球统一化学品分类易燃液体的划分标准

2 七氟环戊烷混合物闪点测试

在本文中，使用国标GB/T 5208—2008《闪点的测定 快速平衡闭杯法》测试七氟环戊烷及其混合物的闭杯闪点。进行试验之前，应使样品混合均匀，将样品冷却至比预计闪点低10 ℃，吸取2 mL样品放置于测试室内，样品在待测温度下平衡1 min。读取待测样品发生闪燃的最低温度。为了减少挥发性物质的损失，保证闪点结果的准确性，量取样品后应立即盖紧样品容器。

七氟环戊烷及其混合物的闪点测定结果列于表3 内。

表3 七氟环戊烷及其混合物闪点

环戊烷的闭杯闪点是-37 ℃，沸点是49 ℃，在危险货物的分类和危险化学品的分类中划分为易燃液体，UN 号：1146 (环戊烷)，包装类别：Ⅱ。1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷无闪点，沸点是83 ℃，当氟原子取代环戊烷上的氢原子后，从表3 中序号1 可以看出，七氟环戊烷比环戊烷的闭杯闪点和沸点都高，测试七氟环戊烷闭杯闪点时，测试至溶液沸腾（88 ℃）也没有出现闪燃的现象，在危险货物的分类和危险化学品的分类中没有划分为易燃液体。

异丙醇的闭杯闪点是12 ℃，沸点是82 ℃，UN 号：1219 (异丙醇)，包装类别：Ⅱ。从表3 中序号2 可以看出，含量为95.0%的1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷和含量为5%的异丙醇混合物，测试其闪点为13 ℃，说明七氟环戊烷对叔戊醇的闪点影响不大，在这一混合物的运输过程中，该货物属于第3 类危险货物，为易燃液体，UN 号：1993(易燃液体，未另作规定的)，包装类别：Ⅱ。

反式二氯乙烯的闭杯闪点是2 ℃，沸点是48 ℃，UN 号：1150 (1,2-二氯乙烯)，包装类别：Ⅱ。从表3 中序号3 可以看出，17%的七氟环戊烷和83%反式二氯乙烯混合物，测试至溶液沸腾（47 ℃）未发生闪燃现象，说明七氟环戊烷在一定程度上提升了混合物的闭杯闪点，在这一混合物中，七氟环戊烷发挥了阻燃剂的作用。

从表3 中序号4 可以看出，含量为8%的七氟环戊烷、88%的反式二氯乙烯和4%的异丙醇混合物闭杯闪点为-11 ℃，混合物的闭杯闪点没有在反式二氯乙烯的闪点（2 ℃）与异丙醇的闭杯闪点（12 ℃）范围内。这一混合物的闪点，比它的任一组分的闪点都低，这种现象霍明甲等[5]也探讨过，当乙醇与甲苯混合液中甲苯的体积分数增大到0.55 左右时混合液闪点值降低为-1 ℃，并非降低到甲苯的闪点4.4 ℃，反而比纯甲苯的闪点更低。文章提出了出现这一现象的原因，混合物中其他组分对醇分子间氢键起到稀释作用，降低了醇分子间作用力，乙醇分子更容易克服分子间作用力而逸出混合液，故出现混合液闪点低于易挥发组分闪点的情况。在表3 中序号4 的混合物中，反式二氯乙烯和七氟环戊烷稀释了异丙醇分子间的氢键，降低了异丙醇分子间作用力，异丙醇分子更容易克服分子间作用力而逸出混合液，从而出现混合液闪点低于易挥发组分闪点的情况。该混合物在-5 ℃仍能发生闪燃，当测试温度高于-5 ℃时，样品无明显闪燃现象，这种特殊现象无规律性。因此，在测试含有卤素化学物质的闪点时，需要考虑混合液闪点低于易挥发组分闪点的情况，从实验仪器最低闪点开始测试，若没有观察到闪燃现象，以每次高5 ℃的间隔重复试验直到观察到闪燃现象，得到闪点数据为止。测试得到闪点数据后，以每次高1 ℃的间隔重复试验直到不出现闪燃现象。这两组数据对运输安全非常重要，生产、运输、储存等环节及易燃液体的管理和评价中经常使用这些参数作为开展工作的重要依据。作为危险货物，在运输的过程中风险较大，相关的工作人员可根据以上数据提前做好事故的预防工作，确保货物运输的安全，有针对性地降低事故发生的概率。

3 结论

可燃液体混合物的闪点直接影响可燃液体类别的划分，决定可燃液体混合物的危险品分类及危险货物的分类。在产品设计、生产、储存、包装运输等一系列环节中，闪点是化工从业人员首要考虑的因素。本文探讨了含有易燃溶剂的七氟环戊烷混合物闪点，以及混合液闪点低于易挥发组分闪点的特殊情况，为含有七氟环戊烷混合物的闪点测试提供了重要的参考依据，对七氟环戊烷的使用安全有重要意义。含有七氟环戊烷混合物的闪点没有规律性，会出现混合物闪点低于易挥发组分闪点的情况、低闪点闪燃而高闪点不闪燃的现象、类似阻燃剂作用的现象，是化工从业人员测试时应特别注意的关键点。