在信息技術(shù)日益成熟、飛速發(fā)展,對芯片和數(shù)據(jù)中心的需求增大,含氟化學(xué)品的應(yīng)用日益增長?!懂a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》中明確指出,對消耗臭氧潛能值(ODP)為零、全球變暖潛能值(GWP)低的消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)替代品和含氟精細化學(xué)品列入鼓勵類,氫氟醚(HFE)是新一代清洗劑。
第一代產(chǎn)品
20世紀30年代科學(xué)工作者開發(fā)出氯氟烷烴(例如:三氟三氯乙烷[CFC-113]、三氯一氟甲烷[CFC-11]、二氯二氟甲烷[CFC-12]等,簡稱CFCs),CFCs中的鹵素原子是元素周期列表中非金屬性及吸電子能力極強的原子。這樣的有機化合物既有有機物質(zhì)的非極性、又具有鹵素原子極強的極性,同時具有無毒或低毒、不可燃、不爆炸、易檢漏、工藝簡單、價格低廉等特點,又可以溶解帶極性的無機污物,作為清洗劑是極好的。
第二代產(chǎn)品
在考慮CFCs替代品時, 科學(xué)家考慮在 CFCs分子中引入氫原子,研發(fā)出含氫氯氟烴(HCFC),一方面保持CFCs的良好物性,一方面降低分子中Cl原子個數(shù)以降低對臭氧層的破壞,但仍同時存在Cl、F原子, 因此HCFC作為第二代產(chǎn)品(以CFCs為第一代產(chǎn)品)的 ODP值不為0(如1,1-二氯一氟乙烷[HCFC-141b]的ODP值為0.11),蒙特利爾議定書對HCFC也規(guī)定了淘汰期限, 只是比CFCs 類化合物遲一些
第三、四代產(chǎn)品
ODP為0的產(chǎn)品為第三、四代產(chǎn)品,因不含Cl元素,對大氣臭氧層沒有破壞,ODP為0。氫氟烴(HFC)為第三代產(chǎn)品,曾被認為是理想的ODS替代品,但是由于HFC能很強的吸收紅外輻射,具有很高的GWP值。第四代產(chǎn)品含氟烯醚(HFO)和氫氟醚(HFE),是科學(xué)工作者為得到與 CFCs、 HCFCs相似的物理性質(zhì), 又能夠較快地在大氣中分解。如HFE是含氟、碳、氫、氧元素的醚類化合物,C-O-C鍵鍵能較小,易在對流層分解,被雨水帶回地面,大氣壽命短約為1~5年,GWP值低,對環(huán)境幾乎沒有影響。HFE具有無閃點、低毒性、無腐蝕性、不燃等安全性,低表面張力、化學(xué)穩(wěn)定性良好、材料兼容性良好等優(yōu)良性能,以及無臭氧層破壞、無溫室效應(yīng)、低VOC、較短的大氣壽命等環(huán)保性能,易于儲藏和運輸,具有其他替代品無可比擬的優(yōu)勢,應(yīng)用非常廣泛,例如
1.制冷劑,可用于冰箱、冷柜、高溫?zé)岜?、汽車空調(diào),也可用作數(shù)據(jù)中心沉浸式冷卻的冷卻液,大幅降低能源使用,縮小數(shù)據(jù)中心空間規(guī)模,優(yōu)化服務(wù)器硬件性能。
2.清洗劑,HFE物質(zhì)很易發(fā)揮,快干無殘留,且對碳氟聚合物溶解力強,因而適用作氣體干燥劑、清洗劑、衣物干洗劑、精密器件的清洗。在美國環(huán)境保護局(US EPA)確定的氟利昂替代物清單中被指定為可無限制使用。因其兼顧清洗能力、過程安全和環(huán)境保護,受到產(chǎn)品附加值高的企業(yè)的青睞,一旦其生產(chǎn)成本能大幅降低,必將得到迅速推廣。
3.發(fā)泡劑,HFE的摩爾質(zhì)量大,蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)低,不燃性和熱穩(wěn)定性等可作為硬質(zhì)泡沫塑料的發(fā)泡劑、絕緣材料添加劑、滅火劑的添加劑和傳熱工質(zhì)。
總體來說,HFE(氫氟醚)是一種具有良好前景的化合物,HFE(氫氟醚)的研究也正在逐步受到人們的關(guān)注。