Page 39 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 张呈平，等: 数据中心用浸没式冷却液的研究进展 ·2189·

环保的技术指标。但是其介电常数差异很大，特别 或 H）组成，可调节环骨架氢氟醚的沸点、比热容、
是携亚乙烯基(Z)-氢氟烯烃的介电常数＞15，而携亚 GWP 值等物化性能。此外，加氢可得到通式（Ⅱ）
乙烯基(E)-氢氟烯烃的介电常数＜2.5。这类氢氟烯 化合物。与通式（Ⅰ）化合物相比，对应的通式（Ⅱ）
烃的介电强度、体积电阻率没有披露，目前已见报 化合物的沸点（或沸程）显著增加，比热容也增加，
道的 HFO-1336mzz（Z）介电强度为 10 kV（2.54 nm gap， GWP 值大幅度提升。结果表明，通过调节氢氟醚的
8
25 ℃），体积电阻率仅为 1×10 Ω·cm（注：数据来 不饱和度，可显著调控氢氟醚的物化性质。综上所
源于美国科慕公司的产品 Opteon™ SF33 的说明 述，环骨架氢氟醚具有良好的热传递性能和更好的
书），同时综合表 5 中 E-异构体和 Z-异构体的介电 环保性能 [18] 。
强度相同，从而推断携亚乙烯基(E)-氢氟烯烃的介电
表 7 Opteon SF-10 的物化性能 [17]
强度和体积电阻率都较低，可能不满足理想浸没式 Table 7 Physicochemical properties of Opteon SF-10 [17]
冷却液的绝缘性能指标。 性能 Opteon SF-10
沸点/℃ 110
表 6 携亚乙烯基氢氟烯烃的物化性能 [12] –6 2
Table 6 Physicochemical properties of vinylidene-containing 运动黏度(25 ℃)/(10 m /s) 0.71
hydrofluoroolefins [12] 比热容/[J/(g·K)] 1.0
液体导热率/[W/(m·K)] 0.065
化合物结构式 沸点/℃ 介电常数(1 kHz)
表面张力/(mN/m) 18
倾点/℃  –90
33 2.10
蒸汽压/Pa 2900.00

蒸发潜热/(J/g) 115
介电常数(1 kHz) 5.48
48 2.30
介电强度/kV (2.54 mm gap，25 ℃) 29
10
体积电阻率/(Ω·cm) 1×10
ODP 值 0
GWP 值 2.5
50 1.85
LC 50(大鼠吸入 4 h)/ppmv 500(NOEL)

注：数据来源于美国科慕公司的产品 Opteon SF-10 的说明
书；ppmv 代表体积分数，均×10 ；NOEL 代表未观察作用水平，
–6
140 1.93
即在规定暴露条件下，通过实验和观察，与适当对照体比较，
一种物质不引起机体任何作用的最高剂量或浓度。下同。

72 20.00

33 16.60

2.2.2 不饱和氢氟醚
商品名 Opteon SF-10 的主要成分是甲氧基全氟
庚烯的同分异构体，其性能指标见表 7 [17] 。该物质
不易燃，热稳定性高，工作温度范围为–85~105 ℃。
10
但是介电常数为 5.48，体积电阻率为 1×10 Ω·cm， 图 2 环骨架氢氟醚结构通式
Fig. 2 Hydrofluoroethers with cyclic skeleton
表明其电绝缘性能较差。

系列环骨架氢氟醚的结构通式（Ⅰ）和（Ⅱ） 2.3 全氟饱和化合物
见图 2，其代表化合物的性能指标见表 8 [18-19] 。由表 由于氢氟烃和氢氟醚等氢氟饱和化合物的介电
常数较高，不属于非介电流体。
8 可知，当 n=2，R 3 =R 4 =F，R 1 =R 2 时，取代基 R 1
依次为—OCH 2 CF 3 、—OCH(CF 3 ) 2 、—OC(CF 3 ) 3 ，则 由于氟原子半径小和负电荷集中，导致氟具有
通式（Ⅰ）化合物的 GWP 值缓慢升高，究其原因 较低的电子和原子极化率 [21-23] 。因此，氟取代引起
是，随着取代基空间位阻的增加，阻碍了化合物与 的独特作用之一是降低化合物分子的极化率，从而
•OH 的反应活性，从而导致 GWP 值增大 [20] 。结果 降低化合物的介电常数。研究认为，化合物中的氟
表明，通过调控醚键上取代基的碳链长度和元素（F 元素质量分数和分子体积极化率是影响介电常数的