Novec 1230

Novec™ 1230 (Фторкетон ФК-5-1-12) — жидкость без цвета и запаха, иногда называемая «сухой водой»[2].

Novec 1230
Novec-1230-2D-skeletal.png

Novec-1230-3D-balls.png
Общие
Систематическое
наименование
1,1,1,2,2,4,5,5,5-​нонафтор-​4-​​(трифторметил)​пентан-​3-​он
Традиционные названия перфтор(2-метил-3-пентанон), перфтор(этил-изопропилкетон), Novec 1230
Хим. формула CF3CF2C(O)CF(CF3)2
Физические свойства
Состояние жидкое
Молярная масса 316.04 г/моль
Плотность 1,72 г/см³ (1,72 кг/л)
Кинематическая вязкость 0,39 сСт[1] и 0,56 сСт[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления −108 °C
 • кипения 49.2 °C
 • вспышки Нет °C
 • воспламенения Нет °C
 • самовоспламенения Нет °C
Удельная теплота испарения 95 КДж/кг
Давление пара 40.4 кПа
Классификация
Рег. номер CAS 756-13-8
PubChem
Рег. номер EINECS 436-710-6
SMILES
InChI
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 >1200 мг/кг
Токсичность Не токсично
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Химическая формула — CF3CF2C(O)CF(CF3)2 (перфтор(этил-изопропилкетон), шестиуглеродное вещество, разряд фторированный кетон (названия кетонов R1—CO—R2 по правилам радикально-функциональной номенклатуры строят, перечисляя названия радикалов R1 и R2 в алфавитном порядке перед словом «кетон»).

Запатентован корпорацией 3M в качестве хладагента в ходе изысканий по замене хладона 114 (1,1,2,2-тетрафтордихлорэтана), применение которого наряду с другими хлорсодержащими фреонами было ограничено Монреальским протоколом 1993 года. Впервые представлена в 2004 году.

СвойстваПравить

Визуально жидкость похожа на чистую воду и является диэлектриком (не проводит электрический ток), слабо смачивает и не является растворителем — вследствие этого получило название «сухая вода». Вещество в исходном виде нетоксично, имеет крайне низкую растворимость в воде. Слабые молекулярные связи, распадается под действием ультрафиолета.

Не влияет на работающую электронику, не разрушает бумажные документы и художественные произведения. Эти свойства обеспечили применимость Novec 1230 в системах пожаротушения для серверных помещений и другой электроники, библиотек, музеев, архивов.

Экологическая безопасностьПравить

Novec 1230 входит в перечень веществ, разрешенных к применению на территории бывшего СССР под наименованием «хладон ФК-5-1-12» (СП 5.13130.2009[3]).

Компания 3M опубликовала документ по безопасности вещества[4]. Из него следует, что вещество в исходном виде неядовито, имеет крайне низкую растворимость в воде, что не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм. Однако обращаться с веществом в открытом виде следует с осторожностью вследствие низкой предельно допустимой концентрации паров (150 ppm, парциальное давление 15 Па) и высокой летучести (парциальное давление насыщенных паров 40 кПа при нормальных условиях). Пары вещества разлагаются в атмосфере под воздействием солнечного света, ультрафиолета или при нагревании с образованием токсичных веществ, в том числе фтороводорода (при взаимодействии с парами воды), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только для профессионального обращения. При тушении пожара с помощью Novec 1230 персонал должен использовать изолирующие дыхательные аппараты.

Одним из продуктов реакции Novec 1230 с метанолом является хладон 227, который способствует возникновению парникового эффекта.[5] HFC-227ea так же возникает и при гидролизе, причём при pH=5,6 константа скорости гидролиза ~2 10−4 сек−1.[5]

ГОТВ Novec™ 1230 отличается по своим физико-химическим свойствам от других газовых огнетушащих веществ, поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только в одобренных системах, разработанных специально для Novec™ 1230.

В случае срабатывания системы пожаротушения и выпуска пожаротушащего агента в атмосферу, Novec 1230 разрушается в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолета и удаляется из окружающей среды в течение 5 суток. Отсутствует кумулятивный эффект, свойственный хладонам, то есть вещество не сохраняется в атмосфере десятилетиями и, тем более, столетиями. Компанией 3M утверждается, что продукты распада в атмосфере не оказывают влияния на озоновый слой и не создают значимого парникового эффекта. Для сравнения, выпуск установки газового пожаротушения (ГПТ) на основе хладона (348 кг хладона 227), равносилен выбросу в атмосферу 1 008 926 кг CO2, что сравнимо с годовым выбросом СО2 от 211 легковых автомобилей. Выпуск установки ГПТ на основе фторкетонов (401 кг Novec 1230) равносилен выбросу 401 кг CO2 (0,07 машины в год).[6] Его также можно соизмерить с выбросом углекислого газа от жизнедеятельности одной коровы в течение одного месяца.

СинтезПравить

Перфторэтилизопропилкетон синтезируется в две стадии из перфтор-2-метил-2-пентена[7].

На первой стадии перфтор-2-метил-2-пентен эпоксидируется гипохлоритом натрия в водном диглиме с образованием 2,3-эпоксиперфтор2-метипентана, выход достигает 93 %.

На второй стадии при нагреве в тетраглиме в присутствии фторида цезия происходит перегруппировка 2,3-эпоксиперфтор2-метипентана в перфторэтилизопропилкетон с выходом около 90 %.

ПрименениеПравить

Основное применение Novec1230 — использование в системах пожаротушения в качестве пожаротушащего вещества. При этом работает комбинация физических и химических свойств.

Novec1230 интенсивно поглощает тепло и подавление пожара осуществляется за счет эффекта охлаждения (70 %). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30 %)

При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения).

Системы пожаротушения на основе Novec 1230 установлены в Российской государственной библиотеке по искусству, аппаратных и студиях звукозаписи ГАБТ, Главном медиацентре Олимпийских игр в Сочи, трасса для проведения шоссейно-кольцевых автомобильных гонок серии «Формула 1» Сочи, в комплексе новых зданий ГМИИ им. Пушкина на Волхонке в Москве, в аппаратных Мариинского театра в Санкт-Петербурге, музее генерала Колчинского в Коломне, Музее музыкальной культуры им. Глинки в Москве, Российской национальной библиотеке в Санкт-Петербурге, на российских железнодорожных объектах, в центрах обработки данных крупнейших российских телекоммуникационных компаний, архивах и хранилищах банков, торговых и бизнес-центрах, центрах управления полетами аэропортов Внуково, Пулково, Кольцово, Казани и др.

В последнее время нашел активное применение при изготовлении пожаротушащих газонаполненных материалов, применяемых Samsung SDI для тушения пожаров на ранних стадиях в модульных системах хранения электроэнергии большой ёмкости (ESS) для солнечных батарей. Так в августе 2019 Samsung SDI официально заявляет о вложении $169 миллионов в систему пожаротушения в виде пожаротушащих газонаполненных материалов на основе инкапсулированного Novec 1230 и, в последствии, сообщает об успешном прохождении теста UL9540A.[8][9]

Также применяется для охлаждения электроники методом погружения.[10]

ПримечанияПравить

  1. 1 2 https://multimedia.3m.com/mws/media/124688O/3m-novec-1230-fire-protection-fluid.pdf
  2. Газовое огнетушащее вещество 3М Novec 1230
  3. Изменения №1 в СП5.13130.2009 от 20.06.2011 г. Дата обращения 1 мая 2013. Архивировано 14 мая 2013 года.
  4. MATERIAL SAFETY DATA SHEET 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid FK-5-1-12
  5. 1 2 Jackson, Derek A.; Young, Cora J.; Hurley, Michael D.; Wallington, Timothy J.; Mabury, Scott A. Atmospheric Degradation of Perfluoro-2-methyl-3-pentanone: Photolysis, Hydrolysis and Hydration (англ.) // Environmental Science & Technology (англ.) : journal. — 2011. — Vol. 45, no. 19. — P. 8030—8036. — ISSN 0013-936X. — doi:10.1021/es104362g.
  6. Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только
  7. Kolenko, I. P.; T. I. Filyakova, A. Ya Zapevalov, É P. Lur'e. Fluoroolefin oxides. 1. A new method of synthesis of perfluorinated epoxyalkanes (англ.) // Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division of chemical science : journal. — 1979. — 1 November (vol. 28, no. 11). — P. 2323—2326. — ISSN 1573-9171 0568-5230, 1573-9171. — doi:10.1007/BF00951707.
  8. The Korea Herald. [From the Scene Samsung SDI demonstrates fire-safe ESS] (англ.). www.koreaherald.com (24 October 2019). Дата обращения 16 марта 2020.
  9. Sertsova Alexandra, Krasilnikov Sergei, Sang-Sup Lee, Jong-Sang Kim. The Effect of Epoxy Resin on the Properties of Encapsulated Fire Extinguishing Agent (англ.) // Fire Science and Engineering. — 2019-10-31. — Т. 33, вып. 5. — С. 19–27. — ISSN 2508-6804 1738-7167, 2508-6804. — doi:10.7731/KIFSE.2019.33.5.019.
  10. Охлаждение погружением, серверы «под водой»: Immersion-2 для 3M™ Novec™ обеспечил волшебные результаты, применение на практике в Гонконге

СсылкиПравить