Novec 1230

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
NFPA 704
Огнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 0: Не представляет опасности для здоровья, не требует мер предосторожности (например, ланолин, пищевая сода)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
0
0
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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

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.

Свойства[править | править код]

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,[уточнить] 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 безопасность[править | править код]

Novec 1230 под наименованием «хладон ФК-5-1-12» входит в перечень веществ, для которых в РФ разработаны стандартные нормы и правила их использования на автоматических установках пожаротушения (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 профессиональной сферой. При нагревании Novec 1230 (например, тушении пожара) рекомендуется использовать изолирующие дыхательные аппараты. Также рекомендуется использовать средства защиты кожи при работе с веществом.

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).[5] Его также можно соизмерить с выбросом углекислого газа от жизнедеятельности одной коровы в течение одного месяца.

Синтез[править | править код]

Перфторэтилизопропилкетон синтезируется в две стадии из перфтор-2-метил-2-пентена[6].

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

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

Применение[править | править код]

Основное применение Novec 1230 — использование в системах пожаротушения в качестве пожаротушащего вещества. При этом работает комбинация физических и химических свойств. Novec 1230 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).

Газовое огнетушащие вещество Novec 1230 отличается по своим физико-химическим свойствам от других, поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только в одобренных системах, разработанных специально для Novec 1230.

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, краеведческом 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.

Эвакуация персонала при тушении пожара с помощью Novec 1230 определяется государственным законодательством. Например, в США возможно применение Novec 1230 при персонале[7]. В России также есть такое применение Novec 1230, но оно оформлено специальными техническими условиями и только в случае крайней производственной необходимости. В иных случаях стандарты проектирования в России требуют эвакуации перед срабатыванием системы с любым газовым огнетушащим веществом[8]. Однако, при ложном срабатывании системы, в случаях, когда персонал не имеет достаточно времени для эвакуации, Novec 1230 безопасен при пуске системы в присутствии людей.

При воздействии очень высоких температур возможно образование токсичных веществ, в том числе фтороводорода (при взаимодействии с парами воды), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только профессиональной сферой и рекомендует использовать системы сверхраннего и раннего обнаружения пожара во избежание образования высоких температур в помещении. При тушении пожара компания рекомендует полную защиту тела включая изолирующие дыхательные аппараты[9].

В последнее время, в микрокапсулированном виде[10][11][12] нашел активное применение при изготовлении пожаротушащих композиционных материалов, применяемых Samsung SDI для тушения пожаров на ранних стадиях в модульных системах хранения электроэнергии большой ёмкости (ESS) на основе литий-ионных аккумуляторов для солнечных батарей. Так в августе 2019 Samsung SDI официально заявляет о вложении $169 миллионов в систему пожаротушения в виде пожаротушащих композиционных материалов на основе микрокапсулированного Novec 1230 и, в последствии, сообщает об успешном прохождении теста UL9540A.[13][14]

Также применяется для охлаждения электроники методом погружения.[15] Однако компания-производитель рекомендует для этой цели другие жидкости семейства Novec (Novec 7100, Novec 7000, Novec 7300 и т. д.).

Примечания[править | править код]

  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. Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только
  6. 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.
  7. https://www.nist.gov/system/files/documents/el/fire_research/R0401179.pdf
  8. [1]
  9. https://multimedia.3m.com/mws/mediawebserver?mwsId=SSSSSuUn_zu8l9N1482xNx29Mv70k17zHvu9lxtD7SSSSSS--
  10. KIPRIS Detail View. kipris. Дата обращения: 22 июня 2020.
  11. Espacenet – search results. worldwide.espacenet.com. Дата обращения: 14 октября 2020.
  12. KIPRIS Detail View. kipris. Дата обращения: 14 октября 2020.
  13. The Korea Herald. [From the Scene Samsung SDI demonstrates fire-safe ESS] (англ.). www.koreaherald.com (24 October 2019). Дата обращения: 16 марта 2020.
  14. 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.
  15. Охлаждение погружением, серверы «под водой»: Immersion-2 для 3M Novec обеспечил волшебные результаты, применение на практике в Гонконге

Ссылки[править | править код]