HCFC-14lb的化学名称为一氟二氯乙烷，是较理想的CFC-11的过渡性替代品。但由于ODP和GWP均不为零，因此根据1992年蒙特利尔哥本哈根修正案，将在2030年彻底禁止对HCFC－１４１ｂ产品的使用，而发达国家已于2003年停止生产和进口HCFC-14lb。
HCFC-141b与CFC-11各项性能比较
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单位 |
CFC-11 |
HCFC-141b |
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化学分子式 |
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CCl3F |
CH3C12F |
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化学名称 |
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三氯一氟甲烷 |
1,1-二氯-1-氟乙烷 |
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分子量 |
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137.4 |
117.0 |
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比重(25℃) |
kg/L |
1.476 |
1.236 |
|
沸 点 |
℃ |
23.8 |
32 |
|
蒸汽压(25℃) |
atm |
1.06 |
0.81 |
|
蒸汽压(50℃) |
atm |
2.3 |
1.83 |
|
气态λ值(25℃) |
mw/m.K |
8.4 |
9.8 |
|
闪 点 |
|
无 |
无 |
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蒸发热 |
kJ/kg |
180.4 |
221.9 |
|
ODP(臭氧消耗值) |
|
1 |
0.11 |
|
GWP(温室效应值) |
|
1 |
0.13 |
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VLEP(职业暴露极限值) |
ppm |
1000 |
500 |
各种气体与CFC-11和HCPC-141b等蒸汽导热系数比较 （单位：W/m.K）
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名称 |
80℉(26.7℃) |
140℉(60℃) |
200℉(93.3℃) |
|
空 气 |
0.0260 |
0.0284 |
0.0308 |
|
水蒸气 |
0.0178 |
0.0204 |
0.0230 |
|
CO2 |
0.0166 |
0.0192 |
0.0217 |
|
CFC-11 |
0.0084 |
0.00929 |
0.0106 |
|
CFC-12 |
0.0100 |
0.0115 |
0.0129 |
|
HCFC-123 |
— |
0.0127 |
— |
|
HCFC-141b |
0.0980 |
0.0125 |
— |
|
HCFC-22 |
0.0115 |
0.0130 |
0.0143 |
HCFC-141b与CFC-11的密度比较、蒸汽导热系数与温度的关系及蒸汽压比较如下列各图。
HCFC-14lb与CFC-11在PUF中产气量比较
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项 目 |
CFC-11泡沫 |
HCFC-141b泡沫 |
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东大聚醚多元醇催化剂匀泡剂 |
72.35 |
72.35 |
|
水 |
1.65 |
1.61 |
|
CFC-11 |
25.4 |
/ |
|
HCFC-14lb |
/ |
21.6 |
|
C-MDI |
106.2 |
105.5 |
|
产气量(毫摩尔) |
|
|
|
C02 |
91.6 |
89.4 |
|
CFC-11 |
184.8 |
|
|
HCFC-14lb |
/ |
184.6 |
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总计(毫摩尔) |
274.1 |
274 |
130℉（54.4℃）时HCFC-14lb在多元醇中的溶解极限 wt%
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东大聚醚多元醇 |
CFC-11 |
HCFC-141b |
|
DD450 |
9.7 |
26 |
|
DD420 |
40.1 |
＞80.0 |
HCFC-141b与其它材料的兼容性
HCFC-141b与大多数塑料无作用，但是聚苯乙烯（PS）、聚丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在一些使用条件下可能会出现兼容性问题(如冰箱内衬材料)。下表列出了在32℃时试样浸泡在HCFC-141b 5分钟、1小时、24小时和100小时的行为。
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材料名称 |
5分钟 |
1小时 |
24小时 |
100小时 |
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ABS |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
酚醛树脂 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
聚酰胺66 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
聚甲基丙烯酸甲酯 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
聚丙烯 |
5 |
5 |
5 |
4 |
|
聚苯乙烯 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
PTEE |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
PVC |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
塑化PVC |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
丙烯腈/丁二烯418号 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
乙烯/丙烯EPR |
5 |
4 |
2 |
2 |
|
聚丙烯酸酯 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
聚氯丁烯206 |
5 |
5 |
5 |
5 |
注：0 完全溶解 1.部分溶解 2.明显膨胀 3.表面轻微膨胀 4.表面轻微失去光泽 5.无腐蚀
无水的HCFC-141b对大多数金属和工业常用的合金(钢铁、不锈钢、铜、黄铜、铝、锌)不发生作用。但是，在有水的情况下，一些轻金属如锌、铍、铝、镁与之长时间的接触，会导致损坏。
燃烧性能
闪 点：以NFM07011的标准来衡量，HCFC-141b并没有闪点，所以它是一种不易燃烧的液体。在运输中，不属于易燃烧物类别。
自燃温度 HCFC-14lb的自燃温度为532℃。
易燃范围 由于其较弱的蒸汽易燃特性，HCFC-14lb在空气中的易燃性极限值是很难测得的，并由于测试标准的不同而不同。
根据NFT20041标准，最高和最低极限值是体积的10%和17%，而使用一种非标准化但很接近于ASTME68185标准的方法(美国材料试验学会制定的标准)进行测定，在使用40J(焦尔)的热源时，没有观察到任何燃烧现象。但使用50J热源时，测得的极限值为5.6%和13.4%之间。从安全角度出发，Elf Atochem采取最宽的极限区域，即HCFC-141b在空气中的燃烧值在5.6%和17％之间。
结论 所进行的试验证实了HCFC-14lb是一种非易燃性液体。但在一些封闭条件下，蒸汽浓度在5.6％和17％之间，并存在高能量的燃烧源时，会导致液面上的蒸汽和空气的混合物燃烧。不过，这些条件在产品的运输、贮存、操作过程中不可能具备。另外，在生产聚氨酯硬泡车间、由于完好的通风设备，这些条件也不易存在，甚致在使用这些泡沫时都不会产生这些条件，所以爆炸的危险可以忽略不计。
毒性
有关HCFC-141b的毒性研究计划是1988年开始进行的里介绍一些总结性结果，并与CFC-11进行比较。
急性毒性：HCFC-14lb和CFC-11一样，通过呼吸和口服有轻微毒性。若用老鼠做试验进行四小时呼吸，它的LD50达到62000ppm(对应于CFC-11是26000ppm)。若通过口服，老鼠的LD50高于每公斤体重5g的量(与CFC-1l结果一样)。
同其它卤化碳产品类似，HCFC-14lb在高含量时，可能会致敏于心脏，产生肾上腺素的应激心律不齐，HCFC-14lb对这类效应的阈值介于5000到10000ppm之间，和CFC-1l差不多。HCFC-14lb和CFC-1l这两种液体对皮肤无刺激，对眼睛(以兔子作试验)有轻微刺激作用。
遗传性毒性 为了探讨HCFC-141b是否会引起不正常的染色体或基因突变，进行了一系列在体外对细菌和哺乳动物细胞，以及在老鼠体内的大量研究，总的来看，HCFC-14lb不具有明显的遗传型危险。
亚急性或慢性毒性 为了研究亚急性或慢性毒性，用老鼠作呼吸性试验(在四到十三周内，每周五天，每天六小时反复进行)，结果表明HCFC-141b的浓度直到8000ppm都无毒性迹象。当使用最高浓度(20000ppm)进行研究，仅仅发现有轻微影响：如醒觉状态程度有轻微下降，脂类血清组成略有改变。而CFC-l1，的浓度直达10000ppm时都未发现毒性。用老鼠做16周呼吸性试验表明。HCFC-14lb的浓度为15,00ppm时不会引起神经中毒，这是研究的最高浓度。利用啮齿动物所作的研究实验表明，HCFC-14lb同CFC-11一样，在新陈代谢转化中停留时间很短，可很快通过呼吸道消除。
对繁殖带来的毒性 用老鼠进行两代繁殖试验，老鼠暴露在HCFC-14lb的浓度为20000ppm下进行呼吸，试验结果表明没有引起明显中毒。另外，进行了导致畸胎可能性研究，妊娠雌性暴露在浓度直到2000ppm(老鼠)和12000ppm(兔子)的HCFC-14lb下进行呼吸，结果显示对老鼠来说浓度为8000ppm时仍无影响，而对兔子来说浓度为1400ppm时仍无影响。用同样的方法对CFC-11做试验浓度直到10000ppm仍没有观察到对繁殖产生影响。同实验对照组相比较，暴露在HCFC-14lb下的动物，其寿命的长短没有受到影响，血液的生化参数及器官的重量和自身的组织也无改变。对老鼠和小鼠的试验证实，CFC-1l的浓度直到5000ppm仍无慢性中毒效应，也无致癌作用。
结 论 目前所获得的毒性研究结果表明，在一定范围内，只要遵守工作中通常的卫生条例，工业应用HCFC-14lb是完全可行的。PAFT的不同成员组织以及AIHA(美国工业卫生协会)的WEEL(工厂环境暴露标准)委虽会规定了职业性暴露极限值为500ppm(每周四十小时，每天八小时的平均值)。
二、HCFC-14lb替代CFC-1l的特点
众所周知，大气层中的臭氧是地球生物防止太阳紫外线杀伤的天然屏障。臭氧层遭氟氯烃破坏后，大大削弱了对紫外线的吸收能力。由于紫外线β的作用，将导致人体免疫力的下降，引起皮肤癌和角膜炎的增加。据英国环保局估计，臭氧浓度每下降1%，全世界每年将增加20万皮肤癌患者。而且,还将破坏生态平衡,加速塑料老化，此外，由于CFCs化学稳定，生存期达65年以上，在大气中形成明显的“温室效应”。据测算当前大气中C02与氟氯烃对“温室效应”的影响分别为70%与30%，可见问题的严重性。
尽管CFCs对聚氨酯工业的发展尤其对聚氨酯硬泡加工性、绝热性的改善和提高起了极大的推动作用，但由于其对臭氧层的破坏，为了保护环境，停止生产和禁用势在必行。所以，CFCs的限期禁用对聚氨酯硬泡的影响最为严重。
聚氨酯硬泡领域CFCs的替代问题，根据不同国家和地区的自身情况，选择了不同的替代路线。美国1994年起已转向采用HCFC-14lb。目前，美国和欧洲2003年已全面禁用HCFC-14lb。
HCFC-141b有如下优点：
l ODP低（0.11）,GWP=0.13。HCFC-14lb臭氧消耗值和地球温升效应值分别只有CFC-11的11%和13%。
l λ值低(0.0098w/m．k)，与CFC-11(0.084 w/m．k)较接近。是所有替代品中导热系数最低的。
l 化学性能稳定，不与发泡剂原料起反应。在组合聚醚中甚至比CFC-11更加稳定。
l 分子量较低。同样发泡效率下，其用量仅为CFC-1l的85％左右。
l 不易燃，可完全采用原生产设备生产，不需进行改造。
用CFC-11和HCFC-141b配制的组合料在50℃时的稳定性试验
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泡沫体系 |
贮存天数 |
CFC-11体系 酸值（mgKOH/g） |
HCFC-141b体系 酸值（mgKOH/g） |
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现场浇注 |
0 7 14 26 50 |
0.07 / 0.94 2.21 / |
0.16 0.22 0.23 0.41 0.76 |
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喷涂泡沫 |
0 7 14 26 50 |
0.30 / 12.58 9.11 / |
0.32 0.55 0.55 0.77 1.16 |
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聚酯多元醇现场浇注 |
0 7 14 26 50 |
0.89 / 3.07 6.11 / |
1.02 1.47 1.55 1.63 2.10 |
说明：组合料在贮存中酸值变化越小越稳定。在上列各数据中，用HCFC-141b配制的组合料酸值变化小于CFC-11，证明用HCFC-141b作发泡剂的组合料存放较稳定。