Фреон
Фреон
Фреоны – группа веществ на основе предельных углеводородов, в молекулах которых атомы водорода замещены на атомы галогенов (фтора, хлора, реже брома или йода). Чаще всего это производные метана CH4 и этана C2H6.
В России вещества данной группы принято называть хладонами.
Иногда под названием «фреон» понимается не одно конкретное вещество, а смесь схожих по составу и строению веществ.
Фреоны обладают важнейшими технологическими свойствами.
| Химические свойства (при стандартных условиях) | Физические свойства (при стандартных условиях) |
|---|---|
|
инертны по отношению к кислороду и поэтому пожаробезопасны и не взрывоопасны; нерастворимы в полярных растворителях (важнейший из которых – вода); хорошо растворимы в неполярных растворителях (большинство из них – органические вещества); энергично взаимодействуют с активными металлами (щелочными, щелочно-земельными, алюминием, магнием). |
вещества без цвета и запаха; жидкие или газообразные; имеют низкие температуры кипения (от -70 ℃ до +10 ℃); характеризуются низкой теплопроводностью; нетоксичны для человека; не склонны к разложению, поэтому сохраняют свои свойства в течение длительного времени. |
Однако степень применения тех или иных фреонов в технологических процессах, а также возможность или невозможность промышленного производства на территории страны, определяется еще одним важнейшим свойством: взаимодействием с озоном О3 атмосферы. Поэтому все известные фреоны (а их около сорока) поделены на три основные группы:
- Вызывающие истощение озонового слоя.
- Вызывающие слабое истощение озонового слоя;
- Озонобезопасные.
Изначально фреоны использовались в качестве хладагентов. Отсюда устоявшиеся и общепринятые обозначения этих веществ. Например, в обозначении фреона R-141b буква R означает «Refrigerant» - «охладитель».
Позднее фреонам нашли новые сферы применения. Так, они с успехом используются в качестве вспенивателей при производстве пенополиуретанов (ППУ).
Исходными компонентами в производстве ППУ являются полиолы (компонент А) и изоцианаты (компонент Б), которые активно взаимодействуют между собой, вступая в реакцию полимеризации. Подбирая различные вариации компонентов А и Б, можно управлять свойствами образуемых полиуретанов. Для получения вспененного полимера к смеси изоцианата и полиола добавляют вспенивающий агент.
На сегодняшний день самыми широко используемыми и экономически оправданными вспенивателями являются углекислый газ (получаемый при реакции изоцианата с водой) и фреоны. Среди них при производстве ППУ наиболее распространен фреон R-141b.
Применение фреона в качестве вспенивающего агента основано на его физических свойствах. Фреон в жидком или газообразном состоянии равномерно распределяется (диспергируется) в полиоле. Затем полученную смесь смешивают с изоцианатом. Эта реакция сопровождается выделением тепла. В результате фреон активно испаряется, покидая жидкую фазу реакции, разрыхляя (вспенивая) образующийся полимер, создавая в нем ячейки (поры). При этом происходит охлаждение реакционной смеси, что приводит к получению жесткого и высокопористого ППУ с большим количеством закрытых пор, заполненных фреоном.
Использование ППУ, полученных с помощью фреоновых вспенивателей, имеет экономическое обоснование, трубы с такой изоляцией обладает лучшими теплоизоляционными свойствами по сравнению с материалами, содержащими в порах СО2. Так, в первом случае коэффициент теплопроводности составляет 0,019 Вт/(м·К), а во втором – 0,032 Вт/(м·К).
Также к полезным свойствам жестких пенополиуретанов можно отнести способность не поглощать большого количества воды и хорошие диэлектрические характеристики.
Таким образом, применение фреона в качестве вспенивающего агента при производстве пенополиуретановой трубной теплоизоляции хотя и дороже, чем применение углекислого газа, имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с последним.
