Page 40 - 《精细化工》2022年第11期

·2190· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

主要因素 [24] ，结果表明，氟元素的质量分数越高， FC-3284，其蒸发潜热得到明显改善，提升至 105 J/g。
其介电常数越小；分子体积极化率越小，其介电常 FC 系列的全氟胺比热容较大，且液体导热率也较
数也越小。 高，表明 FC 系列的全氟胺的热传递性能优异。
其中，FC-40、FC-43、FC-70 和 FC-3283 的沸点
表 8 环骨架氢氟醚的物化性能 [18-19] 均≥128 ℃，主要用于单相浸没式液冷；而 FC-3284
Table 8 Physicochemical properties of hydrofluoroethers
with cyclic skeleton [18-19] 的沸点为 50 ℃，用于双相浸没式液冷。
全氟胺具有电绝缘性能高、热传递性能好的优
沸点或 比热容(20
含氟传热流体 GWP 值
沸程/℃ ℃)/[J/(g·K)] 点，但其 GWP 值过高，一般＞5000，属于高温室
物质，不符合绿色环保的标准。
164~166 1.2010 103 2.3.3 全氟聚醚
通式为 CF 3 O[CF 2 CF(CF 3 )O] n (CF 2 O) m OCF 3 （m、
n 为自然数）的全氟聚醚 [25] ，沸点范围为 55~270 ℃，
182~184 1.2267 460 工作温度范围为–100~270 ℃，其物化性能见表 10。
如表 10 所示，全氟聚醚具有很低的倾点，一般
≤–66 ℃，甚至达到–125 ℃以下，具有以下特点：
144~146 1.0987 114 （1）高热稳定性（高达 290 ℃）；（2）氟化流体中
沸点最高（高达 270 ℃）；（3）非常好的介电强度

和体积电阻率特性；（4）优异的化学惰性；（5）与
金属、塑料和弹性体良好的相容性；（6）无闪点或
161~163 1.1182 362
燃点，无自燃点；（7）安全。其中，高沸点全氟聚

醚的沸点范围为 170~270 ℃，可提供较低的蒸发
率，可用于中等温度以取代具有较高蒸发率的流体，
139~141 1.0267 139
从而减少蒸发损失。
全氟聚醚具有电绝缘性能高、传递性能好的优
点，但其 GWP 值＞5000，属于强温室效应物质，
158~160 1.0424 370
不符合绿色环保的标准。
2.4 全氟不饱和化合物
尽管全氟烃、全氟胺、全氟聚醚等全氟化合物
向介电常数较高的氢氟烃和氢氟醚等氢氟饱和
的介电常数很低，从技术指标层面上，可满足理想浸
化合物结构中引入氟原子，将结构中的氢原子全取
没式冷却液的要求。但是上述化合物的 GWP 值一般
代，得到全氟烃或全氟聚醚等全氟饱和化合物，可
＞5000，具有强温室效应。因此，在全氟化合物中引
降低分子极化率，从而降低介电常数。
入 C==C 结构或环结构，成为改善其环境性能的主要
2.3.1 全氟烷烃
策略。
商品名 FC-72 的主要成分是全氟己烷，性能指
2.4.1 全氟烯烃
标见表 9。其沸点为 56 ℃，介电常数为 1.75，介电
15
强度为 38 kV（2.54 mm gap），体积电阻率为 1×10 六氟丙烯二聚体主要包括(E)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-
九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯(Ⅰ)、(Z)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-
Ω·cm，表明绝缘性能优异。此外，FC-72 的热力学
九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯(Ⅱ)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟
性质和化学性质相当稳定，且与敏感材料兼容，不
甲基)-2-戊烯(Ⅲ)（见图 3），其性能见表 11 [26] 。
易燃，几乎无毒，可用作双相浸没式冷却液。其存
由表 11 可知，六氟丙烯二聚体的沸点较适中，
在的问题是 GWP 值＞5000，不符合绿色环保的标准。
2.3.2 全氟胺 倾点很低，比热容较高，载热能力较强，介电常数
全氟胺的性能指标见表 9。由表 9 可知，全氟 较低，击穿电压较高，具有很好的电绝缘性能，液
胺具有很低的倾点，运动黏度很小，说明全氟胺流动 体导热率较高，热传递性能良好。此外，在密闭玻
性能良好；其介电常数很低，均＜2，而介电强度很 璃容器中，六氟丙烯二聚体在100 ℃连续运行1000 h，
–7
大，≥40 kV（2.54 mm gap），且体积电阻率较大， 除了生成体积分数为 3×10 的全氟异丁烯，则六氟
均≥1×10 15 Ω·cm，表明全氟胺的绝缘性能优异。 丙烯二聚体的含量几乎保持不变 [26] ，表明六氟丙烯
FC-40、FC-43、FC-70 和 FC-3283 等链状全氟胺， 二聚体具有良好的热稳定性。因此，六氟丙烯二聚
其蒸发潜热约为 70 J/g，当引入含氧杂环结构后，如 体是较理想的双相浸没式冷却液。