1、氯氟烃（CFCs）与空调制冷提要本文介绍了关于氟利昂物质的基础知识及其环境效应，着重阐述了氯氟烃类制冷剂替代技术的研究开发现状与发展方向。1 氯氟烃物质与氟利昂物质在氯氟烃物质（CFCs）已经限制生产并即将禁止使用的今天，人们常误把氯氟烃物质完全赞同于氟利昂物质。其实，氯氟烃物质是属于氟利昂物质中的一种，由于这种物质严重破坏大气臭氧层，故专门称之为氯氟烃物质，以区别于其他氟利昂物质。氟利昂物质是饱和碳氢化合物（饱和烃）的卤族衍生物的总称，本世纪 30 年代开始用作制冷剂，它的出现解决了对制冷剂有各种要求的问题。根据饱和碳氢化合物是甲烷（CH4）或乙烷（C2F6）的不同，氟利昂物质分为甲烷族与乙
2、烷族，如图 1 和图 2 所示，两者均可排为以氢（H） 、氯（Cl） 、氟（F）三元素为顶点的三角形，其中甲烷或乙烷中的氢部分或全部被氯、氟置换；按照氢元素被卤元素置换的情况，氟利昂物质可分为六种：图 1 甲烷族氟利昂物质 图 2 乙烷族氟利昂物质第一种是全氟代烃（PFC）即饱和碳氢化合物中的氢完全被氟置换，如 CF4 与 C2F6。它们不燃、无毒，极其稳定，即使进入大气平流层也不易分解，因而对臭氧层不产生影响。第二种是氯氟烃（CFC） ，即饱和烃中的氢元素完全被氯元素和氟元素置换，如 R11、R12、R13、R111、R112、R113、R114、R1115。它们极稳定。生存期长达几十年至上
3、百年，穿越大气对流层进入平流层，受紫外线照射后产生对臭氧层有严重破坏作用的 Cl 和 ClO。以 R11（CFC-11，氟利昂 11）为例：紫外线照射CCl3FCCl2F+ ClCl+O3CCl O+ O2Cl+OCl + O2而且 Cl O +NONO2+ Cl因此，一个氯离子由于连锁反应破坏上万个 O3 分子。第三种氢氟烃（HFC） ，即饱和烃中的氢元素中只有一部分被氟元素置换的，如 R41、R32、R23、R161、R152a、R 143a、R134a、R125。它们不可能分解产生氯原子，因而不破坏臭氧层。第四种是氢氯氟烃（HCFC）即饱和烃中的氢元素部分被氯、氟置换，即图 1 和图 2
4、 中去掉最外一层化合物后剩余的部分，甲烷族和乙烷族各有 3 种和 10 种。由于这类物质相对不稳定，在到达平流层前已经分解，因此对臭氧层的破坏作用较小。第五种氢氯烃（HCC） ，即饱和烃中的氢元素部分被氯元素置换。第六种是全氯代烃（PCC） ，如 R10、R110，它们具有强毒性。再者，由图 2 可见，在乙烷氟利昂物质中，存在 a，b 等异性体，如R134a、R142b 等。所谓异性体是指分子式相同但性质不同的化合物，根据碳原子与氯、氟、氢等元素结合的平衡程度排列，b 的不平衡程度低于a。至于氟利昂物质中，氯元素被溴元素置换后，称为哈龙。例如：R12B1（哈龙 1211，分子式为 CClBrF
5、2） ，R13Bl（哈龙 1301，分子式为CBrF3）等。主要用于灭火，对大气臭氧层有严重破坏作用。氯氟烃是破坏平流层中臭氧层的主要因素之一。同时，氯氟烃和其他氟利昂物质还是造成全球性温室效应的因素之一。表 1 给出部分氯氟烃物质和其他氟利昂物质造成臭氧层耗减和温室效应的指标。 表 1 代码种类公式大气压下沸点 臭氧耗减替能 ODP（R11-1）全球变暖潜能 GWP（CO2-1）受控物质与否可燃否完成毒性试验R11CFCCCl2F23.8211500是否是R12CFCCCl2F2-29.7914500是否是R22HCFCCH ClF2-40.760.05510（否）否是R32HFCCH2F2
6、-56.610否否是R113CFCC2 Cl3F347.570.82100是否是R114CFCC2 Cl2F43.611.05500是否是R115CFCC2 ClF5-39.110.67400（否）否是R123HCFCC2 HCl2F327.610.0229（否）否1992/3R124HCFCC2 HClF4-12.000.02150否否1994/5R125HFCC2 HF5-48.500860否否1994/5R134aHFCC2 H2F4-26.50420否否1992/3R141bHCFCC2 H3Cl2F32.000.08150（否）轻微1992/3R142bHCFCC2 H3ClF2-9.780.06540否轻微是R143aHFCC2 H3F3-47.7101600是轻微是R152aHFCC2 H4F2-25.00047否中等是R500CFC/CFCR12/r152a-33.500.743333是否是R502HCFC/HCFCR22/R115-45.440.334038是否是H1211
