三溴苯酚的介绍
三溴苯酚(分子式:C6H3Br3O;Br3C6H2OH,式量:330.80)白色针状成棱状结晶。熔点90-94℃,沸点244℃,密度2.55g/mL,闪点109.7℃,不溶于水。用于制取消毒防腐药三溴酚铋等。三溴酚可用溶液缩聚法或水相沉淀缩聚法制成聚2,6-二溴苯醚。这是一种新开发的阻燃剂,可用于尼龙66、热塑性聚酯以及改性聚苯醚等工程塑料,也可用于高抗冲聚苯乙烯、ABS树脂。反应型阻燃剂,适用于环氧树脂、聚氨酯等塑料。由苯酚溴化而得用作抗真菌剂、木材防腐剂,反应型阻燃剂和添加型阻燃剂,适用于环氧树脂等塑料。在医药工业中用于制备防腐剂和消毒剂。。
HF无卤测试卤素检测报告
无卤定义,根据法规IEC 61249-2-21的要求:溴、氯含量分别小于900ppm,且溴与氯的含量总和小于1500ppm,为无卤。Halogen(卤素)是第ⅦA族非金属元素,包括了氟(Fluorine)、氯(Chlorine)、溴(Bromine)、碘(Iodine)和砹(Astatine)五种元素,合称卤素。其中砹(Astatine)为放射性元素,人们通常所指的卤素是氟、氯、溴、碘四种元素。卤素化合物经常作为一种阻燃剂:PBB,PBDE,TBBP-A,PCB,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡等,应用于电子零组件与材料、产品外壳、塑胶等。此种阻燃剂无法回收使用,而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质,
威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。因此在对卤素含量的限制上,各国都在采用相应的方法进行努力,这就是无卤化。
此外,磷氮系无卤阻燃剂还包括膨胀型无卤阻燃剂,它主要通过凝聚相发挥作用。在较低温度下,由酸源产生能酯化多元醇(碳源)和可作为脱水剂的酸;在稍高的温度下,酸与多元醇(碳源)进行酯化反应,而体系中的胺则作为此酯化反应的催化剂,加速反应进行;体系在酯化反应前或酯化过程中熔化;反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,与此同时,多元醇和酯脱水碳化,形成无机物及炭残余物,且体系进一步发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫碳层。如聚多磷酸铵、三聚氰胺、膨胀型石墨、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌、TGIC.
.无机阻燃剂
氢氧化铝AL(OH)3其用量占阻燃剂使用总量的40%以上。氢氧化铝本身具有阻燃、消烟、填充三个功能,因其不挥发,无毒,又可与多种物质产生协同阻燃作用,被誉为无公害无机阻燃剂。但是氢氧化铝有加量大的缺点,通常需要加入50%以上才能有很好的阻燃效果。为克服这一缺点,可采用造粒技术,向超细化方向发展,是粒度分布变窄;改进包裹技术,以改善其在聚合物中的分散性;用大分子键合方式处理等方法进行。
氢氧化镁Mg(OH)2是发展较快的一种添加型阻燃剂,低烟、无毒、能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体,故是一种环保型绿色阻燃剂。其阻燃机理与 AL(OH)3 相似。与AL(OH)3相比,Mg(OH)2 的分解温度比AL(OH)3 高100-150C,可用于加工温度高于250C的工程塑料的阻燃,且还有促进聚合物成炭的作用,但要达到一定的阻燃效果,添加量需要在50%以上,对材料的性能影响很大。为减少聚合物中Mg(OH)2 的添加量,一种办法是将Mg(OH)2颗粒细微化,另一种方法是采用包覆技术对Mg(OH)2表面进行改性,以提高其与聚合物的相容性。
红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果,但易吸潮、氧化、并放出剧毒的气体,粉尘易爆炸,呈深红色,因此使用受到很大的限制。为了解决上述一些缺点,对红磷进行表面处理是研究的主要方向,其中微胶囊化是最有效的方法。国际市场上已经有多种型号的微胶囊红磷产品,国内也进行了大量的研究,一般使用氢氧化铝、金属硫酸盐、合成树脂为包囊壁材,但是推向市场的并不多。今后红磷表面处理发展方向为:一是通过对包囊的囊材进行改性,使其同时兼具热稳定、增塑和阻燃等功能,发展多功能的微胶囊红磷阻燃剂;二是研究各种阻燃剂与红磷阻燃剂的有效复配关系,并使之微胶囊化,增加阻燃效果,提高材料力学性能;三是红磷具有抑烟效果,可以寻找合适的消烟剂与之进行复配,火灾中抑烟比防火更为重要,促进发展消烟技术。
可膨胀石墨是一种新型无卤阻燃剂,它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理,然后经水洗、过滤、干燥后,再在900-1000C下膨化制得。可膨胀石墨膨胀的初始温度为220C左右,一般在220C开始轻微膨胀230-280C迅速膨胀,之后体积可达原来的100多倍,甚至280倍。可膨胀石墨在阻燃过程中主要起到以下作用:(1)在高聚物表面形成坚韧的炭层,将可燃物与热源隔开;(2)在膨胀过程中大量吸热,降低了体系的温度;(3)在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子,促进脱水碳化,并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。可膨胀
石墨与磷化合物、金属氧化物复合使用,能产生协调作用,加入少量就能达到阻燃目的。
聚磷酸铵(APP)是一种性能良好的无机阻燃剂,是磷系阻燃剂比较活跃的研究领域,其外观为白色粉末,分解温度>256C,聚合度在10-20之间为水溶性的,聚合度大于20的难溶于水。APP比有机阻燃剂价廉,毒性低,热稳定性好,可单独或与其它阻燃剂复合用于塑料的阻燃。高温下,APP迅速分解成氨气和聚磷酸,氨气可以稀释气相中的氧气浓度,从而起阻止燃烧的作用。聚磷酸是强脱水剂,可使聚合物脱水炭化形成炭层,隔绝聚合物与氧气的接触,在固相起阻止燃烧的作用。
2.有机阻燃剂
2.1含卤传统阻燃材料
传统阻燃材料广泛采用含卤聚合物或含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物。卤素阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广,但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体,危害很大。一旦发生火灾,由于热分解和燃烧,会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体,从而妨碍救火和人员疏散、腐蚀仪器和设备。特别是人们发现火灾中的死亡事故有80% 以上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的。因此无卤阻燃剂的研究和开发势必引起重视。
溴系阻燃剂的开发溴系阻燃剂尽管发烟量大,但由于阻燃性能好,用量少,对产品性能影响小,因此在今后的相当长时间内仍为阻燃剂的主力。随着技术进步,国际上溴系阻燃剂发展的新特点是继续提高溴含量和增大分子量。如美国F erro公司的PB-68,主要成分为溴化聚苯乙烯,分子量15000,含溴达68%。溴化学法斯特公司和Ameribrom公司分别开发的聚五溴苯酚基丙烯酸酯,含溴量达70.5%,分子量30000~80000。这些阻燃剂特别适合于各类工程塑料,在迁移性、相容性、热稳定性、阻燃性等方面均大大优于许多小分子阻燃剂,有可能成为今后的更新换代产品。
2.2无卤有机阻燃剂
有机阻燃剂种类繁多,发展速度也非常快,可分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。卤素阻燃剂是使用最早的一类阻燃剂,但由于分解放出有毒气体,所以使用上受到很大限制。无卤阻燃剂不含卤索,阻燃效果好,受热分解时产生的气体低烟、低毒,受到广泛欢迎。无卤阻燃剂又可分为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和膨胀型阻燃剂等。
有机磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的品种之一,具有阻燃和增塑双重功效,可以使阻燃完全实现无卤化,改善塑料成型中的流动性能,抑制燃烧后的残余物,产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少,其阻燃机理为:一方面阻燃剂受热分解产生磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸,这些含磷酸具有强烈的脱水性,可使聚合物表面脱水炭化,而单质碳不能发生产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,所以具有阻燃作用;另一方面阻燃剂受热产生PO·自由基,可大量吸收H·HO·自由基,从而中断燃烧反应。有机磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及杂环类等。
磷酸酯阻燃剂属于添加型阻燃剂。由于其资源丰富,价格便宜,应用十分广泛。磷酸酯是由相应的醇或酚与三氯化磷反应,然后水解制得。市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲
苯基二苯基磷酸酯等。磷酸酯的品种多,用途广,但大多数磷酸酯产品为液态,耐热性较差,且挥发性很大,与聚合物的相容性不太理想。为此,国内外开发出一批新型磷酸酯阻燃剂,如美国的Grent Lake公司开发的三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7- 三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4- 亚甲基)磷酸酯(Trimer)及1- 氧-4-羟甲基-2,6,7- 三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷(PEPA)。Trimer的特点是结构对称,磷的含量达21.1%,PEPA 的含磷量为17.2%。这两种磷酸酯阻燃剂为白色粉末。热稳定性非常好,且与聚合物有很好的相容性。
膦酸酯阻燃剂是很有发展前途的一种阻燃剂,由于膦酸酯分子中存在C-P 键,所以其稳定性非常好,有非常好的耐水性、耐溶剂性。国外的膦酸酯产品有Giba-Geigy公司研制的Pyrovatex为N- 羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯,Mobil公司研制的Antiblaze为环中膦酸酯。国内也对膦酸酯进行了研究,合成出的膦酸酯有N,N- 对苯二胺基( 2- 羟基)二苄基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯(DMMP),其中DMMP是开发出来的一种添加型阻燃剂。DMMP是以亚膦酸三甲酯为原料,在催化剂作用下发生异构化反应,经过分子重排制得。DMMP最显著的特点是含磷量高达25%,阻燃效果非常好,添加量为常用阻燃剂的一半时就能发挥同样的功效。
氧化膦的水解稳定性优于磷酸酯,是一种稳定性极高的有机膦化合物,可用作聚酯的阻燃剂,阻燃聚酯色泽好,机械性能好。该类阻燃剂分为两大类,一类是添加性,另一类是反应性。人们在高相对分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦单体,制备阻燃型工程塑料已经成为研究的热点。用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚,可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等,通过反应将含磷单体结合到合成材料的分子链上,赋予材料永久的阻燃性,而且不会渗出。
有机磷杂环化合物是阻燃剂研究中非常活跃的领域之一,主要有五元环、六元环及螺环类化合物。其中五元磷杂环阻燃剂品种较少,一般用于聚酯和聚酰胺及聚烯烃的阻燃;六元杂环在磷杂环阻燃剂中占据主导地位,主要有磷杂氧化膦、磷酸酯、笼状磷酸酯、膦酸酯和亚磷酸酯等,可用于聚酯、环氧树脂和聚氨酯等多种材料的阻燃处理。磷螺环阻燃剂大多数由季戊四醇与磷化合物反应制得,分子中一般都含有大量碳,含有2个磷原子,含磷量高,阻燃效果好,可作为膨胀型阻燃剂,在材料中起到增塑、热稳定和阻燃的作用。
有机氮系阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚命物相容性好、分解温度高,适合加工等优点,成为很受欢迎的一类阻燃剂。其阻燃机理为:(1)受热放出CO2、NH3、N2气体和H2O,降低了空气中氧和高聚物受热分 解时产生的可燃气体浓度;(2)生成的不然性气体,带走了一部分热量,降低了聚合物表面的温度;(3)生成的N2能捕获自由基,抑制高聚物的连锁反应,从而阻止燃烧。最常用的氮系有机阻燃剂是三聚氰胺,单独使用效果并不太好,需和聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃剂复合使用。
膨胀型阻燃剂(IFR)是以C、N、P为核心成份的一类阻燃剂。IFR主要由三部分组成:碳源(成炭剂):一般为含碳丰富多官能团物质,如淀粉、季戊四醇及其二缩醇;‚酸源(脱水剂):一般为无机酸或在加热时能在原位生成酸的盐类,如磷酸、聚磷酸铵等;ƒ气源(发泡剂):一 般多为含氮的多碳化合物,如尿素、密胺、双氰胺及衍生物。IFR 的阻燃机理是在受热时,成炭剂在酸源作用下脱水成炭,并在发泡剂分解的气体作用下,形成蓬松有孔封闭结构的炭层,炭层可减弱聚合物与热源间的热量传递,并阻止气体扩散。聚合物由于没有足够的燃料和氧气,因而终止燃烧。世界上已经商品化的膨胀型阻燃剂有美国GreatLake公司开发的CN-329,化学品公司开发的Borg-Warner适用于PP,在PP的加工温度下比较稳定,且具有良好的电性能。在添加量为30%时,材料氧指数可达34,可见CN-329是一种良好的PP阻燃剂。从分子中可看出,Melabis具有丰富的酸源和碳源,改善了酸源、碳源、气源的比例,使得Melabis的吸潮性比CN-329低得多,是一种优秀的阻燃剂。
在阻燃剂迅速发展的同时阻燃技术也在快速的实现突破。其中有表面改性技术、复配协同技术、微胶囊化技术、超细化技术、交联技术、大分子技术等都得到了迅速的发展,在阻燃、消防事业中起到了很重要的作用。
连接器是电子工程中常用的电路连接部件,在电路的阻断处将其连接使电流流通,一般用塑料和金属铜制成。电路以金属接点接触连接,在接触处常会产生接触电阻,使接点发热,殃及塑料部件,使其变软、熔化,甚至起火燃烧。
卤素即卤族元素,包括氟( F )、氯 (Cl) 、溴( Br )、碘( I )、砹( At ),其中砹( At )为放射性元素,在产品中几乎不用。前四种元素在塑料聚合物材料中以有机化合物形式存在,主要为阻燃剂: PBB , PBDE , TBBP-A , PCB ,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡等。 在塑料聚合物产品中添加卤素可以提高其燃点,大约可以达到300℃ 。燃烧时,阻燃剂会散发出卤化气体,迅速吸收氧气,从而使火熄灭。
溴的存在:是海水中重要的非金属元素.地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中,所以人们也把溴称为"海洋元素."
一般指含溴为-1氧化态的二元化合物。包括金属溴化物、非金属溴化物以及溴化铵等。碱金属、碱土金属溴化物以及溴化铵易溶于水。难溶溴化物与难溶氯化物相似,但前者的溶解度通常小于相应的氯化物。溴化氢的水溶液称为氢溴酸,氢溴酸是一种强酸。也存在一些属于溴化物的卤素互化物,如溴化碘(IBr)。碱金属和碱土金属的溴化物可由相应的碳酸盐或氢氧化物与氢溴酸作用制得。如:溴化锰、溴化钡、溴化铜、溴化镁、溴化铊、溴化汞、溴化氯、溴化苄等等。
碘、溴、氯 [编辑本段]卤族元素Halogen 卤素的化学性质都很相似,它们的最外电子层上都有7个电子,有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向,因此卤素都有氧化性,原子半径越小,氧化性越强,因此氟是单质中氧化性最强者。卤素的氧化态为+1、+3、+5、+7,与典型的金属形成离子化合物,其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢,溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物,如ClF3、ICl。卤素还能形成多种价态的含氧酸,如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。卤素单质都很稳定,除了I2以外,卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如,我们每天都要食用的食盐,主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。 卤素单质的毒性,从F开始依次降低。 从F到At,其氢化物的酸性依次升高。但氢化物的稳定性呈递减趋势。 氧化性:F�6�0>Cl�6�0>Br�6�0>I�6�0>At�6�0 但还原性相反。 [编辑本段]单质 氟氟氟气常温下为淡黄色的气体,有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧,同时能使容器破裂,量多时有爆炸的危险。氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。氟是氧化性最强的元素,只能呈-1价。单质氟与盐溶液的反应,都是先与水反应,生成的氢氟酸再与盐的反应,通入碱中可能导致爆炸。水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸,如果皮肤不慎粘到,将一直腐蚀到骨髓。化学性质活泼,能与几乎所有元素发生反应(除氦、氖)。 氯 氯氯气常温下为黄绿色气体,可溶于水,1体积水能溶解2体积氯气。有毒,与水部分发生反应,生成HCl与次氯酸,次氯酸不稳定,分解放出氧气,并生成盐酸,次氯酸氧化性很强,可用于漂白。氯的水溶液称为氯水,不稳定,受光照会分解成HCl与氧气。液态氯气称为液氯。HCl是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应。氯气具有强氧化性 氯气与变价金属反应时,生成最高金属氯化物 溴溴液溴,在常温下为深红棕色液体,可溶于水,100克水能溶解约3克溴。挥发性极强,有毒,蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要加水封存,防止蒸气逸出危害人体。有氧化性,有多种可变化合价,常温下与水微弱反应,生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸,酸性强于氢氯酸。溴一般用于有机合成等方面。 碘 碘碘在常温下为紫黑色固体,具有毒性,易溶于汽油、乙醇苯等溶剂,微溶于水,加碘化物可增加碘的溶解度并加快溶解速度。100g水在常温下可溶解约0.02g碘。低毒,氧化性弱,有多种可变化合价。有升华性,加热即升华,蒸汽呈紫红色,但无空气时为深蓝色。有时需要加水封存。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸,也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的,仅对皮肤有刺激性。有还原性。 碘是所有卤族元素中最安全的,因为氟、氯、溴的毒性、腐蚀性均比碘强,而砹虽毒性比碘弱,但有放射性。但是,碘对人体并不安全,尤其是碘蒸气,会刺激粘膜。即使要补碘,也要用无毒的碘酸盐。所以所有的卤族元素对人体都不安全。 砹的半衰期:8.3小时砹砹(At)极不稳定。砹210是半衰期最长的同位素,其半衰期也只有8.3小时。地壳中砹含量只有10亿亿亿分之一,主要是镭、锕、钍自动分裂的产物。砹是放射性元素。其量少、不稳定、难于聚集,其 “庐山真面目”谁都没见过(金属性应该更强。颜色应比碘还要深,可能呈黑色固体)。但科学家却合成砹的同位素20种。砹的金属性质比碘还明显一些,可以与银化合形成极难还原的AgAt。砹与氢化合产生的氢砹酸(HAt)是最强的、最不稳定的氢卤酸,但腐蚀性是所有氢卤酸中最弱的。 [编辑本段]Uus是一种尚未被发现的化学元素,它的暂订化学符号是Uus,原子序数是117,属于卤素之一,为一种预料元素。 已知的性质名称, 符号, 序数 Uus、Uus、117 系列 卤素 族,周期, 元素分区 17族(卤族)(第ⅦA族),7, p 颜色和外表 未知;可能是金属态; 银白色或灰色 原子量 [291] 原子量单位 价电子排布 可能为[氡]5f146d107s27p5 电子在每能级的排布 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 原子序数:115 相对原子质量:[291] 核内中子数:173 核内质子数:117 核外电子数:117 核电核数:117 所属周期:7 颜色和状态:金属 名称, 符号, 序数Uus、Uus、117系列卤素族,周期, 元素分区17族,7, p颜色和外表未知;可能是金属态; 银白色或灰色原子量291 原子量单位(g·mol�6�11)价电子排布5f146d107s27p5电子在每能级的排布2, 8, 18, 32, 32, 18, 7物质状态可能是固态[编辑本段]化学性质相似性: 1.均能与H�6�0发生反应生成相应卤化氢,卤化氢均能溶于水,形成无氧酸。 H�6�0(g)+F�6�0(g)= 2HF(g) (会发生爆炸) H�6�0(g)+Cl�6�0(g)=(点燃或光照)2HCl(g)(会发生爆炸) H�6�0(g)+Br�6�0(g)= (500摄氏度加热)2HBr(g) H�6�0(g)+I�6�0(g)=(持续加热)2HI(g)(可逆反应). 2HI(g)=(加热)H�6�0(g)+I�6�0(g) 2.均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外) 2F�6�0(g)+2H2O(l)=4HF(aq)+O�6�0(g) X�6�0(g)+H2O(l)=HX(aq)+HXO(aq) X=表示Cl Br I 3.与金属反应;如:3Cl2+2Fe=2FeCl3 4.与碱反应;如:Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O B.差异性 1.与氢气化合的能力,由强到弱 2.氢化合物的稳定性逐渐减弱 3.卤素单质的活泼性逐渐减弱 稳定性:HF>HCL>HBr>HI 酸性:HF<HCL<HBr<HI 单质氧化性:F2>CL2>Br2>I2 阴离子还原性: F-<Cl-<Br-<I- F-只有还原性, 其余既有氧化性又有还原性。 [编辑本段]单质物理性质卤素相关颜色 元素单质水溶液(溶解度为20℃的数据)CCl4苯酒精银盐其他F氟气:淡黄绿色\\\\\\\\AgF;白色,可溶于水K/NA+单一卤素的均为白色,液体透明无色Cl氯气:黄绿色氯水:黄绿色,溶解度0.09mol/L黄绿色黄绿色
AgCl:白色,难溶于水CuCl2固体:棕黄 溶液:蓝色 FeCl3溶液:黄色 FeCl2溶液:浅绿色Br液溴:深红棕色溴水:橙色,溶解度0.21mol/L橙红色橙红色橙红色AgBr:淡黄色,难溶于水BaBr2溶液:无色 CuBr2固体:黑色结晶或结晶性粉末 MgBr2溶液:无色I碘单质:紫黑色 碘蒸气;紫色碘水:紫色,溶解度0.0013mol/L紫色紫色褐色AgI:黄色,难溶于水,\\[编辑本段]元素性质原子结构特征最外层电子数相同,均为7个电子,由于电子层数不同,原子半径不,从F~I原子半径依次增大,因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱,从外界获得电子的能力依次减弱,单质的氧化性减弱。 递变性与氢反应的条件不同,生成的气体氢化物的稳定性不同, HF>HCl>HBr>HI, 无氧酸的酸性不同,HI>HBr>HCl>HF.。 与水反应的程度不同,从F2 ~I2逐渐减弱。注意:萃取和分液的概念 ·在溴水中加入四氯碳振荡静置有何现象?(分层,下层橙红色上层无色) ·在碘水中加入煤油振荡静置有何现象?(分层,上层紫红色,下层无色) 卤离子的鉴别:加入HNO3酸化的硝酸银溶液, 氯离子:得白色沉淀 Ag+(aq)+ Cl-(aq)——→AgCl(s) 溴离子:得淡黄色沉淀 Ag+(aq)+ Br-(aq)——→AgBr(s) 碘离子:得黄色沉淀 Ag+(aq)+ I-(aq)——→AgI(s) 卤素的物理、化学特性通常来说,液体卤素分子的沸点均要高于它们所对应的烃链(alcane)。这主要是由于卤素分子比烃链更加电极化,而分子的电极化增加了分子之间的连接力(正电极与负电极的相互吸引),这使我们需要对液体提供更多的能量才能使其蒸发。 卤素的物理特性和化学特性明显区分与于它对应的烃链的主要原因,在于卤素原子(如F,Cl,Br,I)与碳原子的连接,即C-X的连接,明显不同于烃链C-H连接。 * 由于卤素原子通常具有较大的负电性,所以C-X连接比C-H连接更加电极化,但仍然是共价键。 * 由于卤素原子相较于碳原子,通常体积和质量较大,所以C-X连接的偶极子矩(Dipole Moment)和键能(Bonding Energy)远大于C-H,这些导致了C-X的连接力(Bonding strength)远小于C-H连接。 * 卤素原子脆弱的p轨道(Orbital)与碳原子稳定的sp3轨道相连接,这也大大降低了C-X连接的稳定性。 位于元素周期表右方的卤族元素是典型的非金属。卤素的电子构型均为ns2np5,它们获取一个电子以达到稳定结构的趋势极强烈。所以化学性质很活泼,自然状态下不能以单质存在,一般化合价为-1价,即卤离子(X-)的形式。 卤素单质都有氧化性,氧化性从氟到碘依次降低。碘单质氧化性比较弱,三价铁离子可以把碘离子氧化为碘。 卤素单质在碱中容易歧化,方程式为: 3X�6�0(g)+6OH-(aq)——→5X-(aq)+ XO3-(aq)+3H2O(l) 但在酸性条件下,其逆反应很容易进行: 5X-(aq)+XO3-(aq)+6H+(aq)——→3X�6�0(g)+3H2O(l) 这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后一步。 卤素的氢化物叫卤化氢,为共价化合物;而其溶液叫氢卤酸,因为它们在水中都以离子形式存在,且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸,pKa=3.20。氢氯酸(即盐酸)、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸,它们的pKa均为负数,酸性从HCl到HI依次增强。 卤素可以显示多种价态,正价态一般都体现在它们的含氧酸根中: +1: HXO (次卤酸) +3: HXO�6�0(亚卤酸) +5: HXO�6�1(卤酸) +7: HXO�6�2(高卤酸) 卤素的含氧酸均有氧化性,同一种元素中,次卤酸的氧化性最强。 卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯(ClO�6�0)这样的偶氧化态氧化物是混酐。 只由两种不同的卤素形成的化合物叫做互卤化物,其中显电正性的一种元素呈现正氧化态,氧化态为奇数。这是由于卤素的价电子数是奇数,周围以奇数个其它卤原子与之成键比较稳定(如IF7)。互卤化物都能水解。 卤素的有机化学反应在有机化学中,卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。 氯的存在范围最广,按照氟、溴、碘的顺序减少,砹是人工合成的元素。卤素单质都是双原子分子,都有很强的挥发性,熔点和沸点随原子序数的增大而增加。常温下,氟、氯是气体、溴是液体,碘是固体。 卤素最常见的有机化学反应为亲核取代反应(nucleophilic substitution)。 通常的化学式如: Nu:- + R-X =R-Nu + X- "Nu:-"在这里代表亲核负离子,离子的亲核性越强,则产率和化学反应的速度越可观。 "X"在这里代表卤素原子,如F,Cl,Br,I,若X-所对应的酸(即HX)为强酸,那么产率和反应的速度将非常可观,如果若X-所对应的酸为弱酸,则产率和反应的速度均会下降。 在有机化学中,卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。卤素的有机化学反应 卤素的制成 * 从一个未饱和烃链制作卤素为最简单的方式,通过加成反应,如: CH3-CH2-CH=CH2 + HBr——→CH3-CH2-CH(Br)-CH�6�1 不需要催化剂的情况下,产率90%以上。 * 如果希望将Br加在烃链第一个碳原子上,可以使用Karasch的方式: CH3-CH2-CH=CH�6�0+ HBr ——→ CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O 催化剂:H2O�6�0 产率90%以上。 * 从苯制作卤素泽必须要通过催化剂,如: C6H6 + Br2 ——→C6H5-Br 催化剂:FeBr3或者AlCl3 产率相当可观。 * 从酒精制作卤素,必须通过好的亲核体,强酸作为催化剂以提高产率和速度: CH3-CH2-CH2-CH2-OH + HBr ——→CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O 注意此反应为平衡反应,故产率和速度有限。 ⅦA 族元素包括氟( F )、氯 (Cl) 、溴( Br )、碘( I )、砹( At ),合称卤素。其中砹( At )为放射性元素,在产品中几乎不存在,前四种元素在产品中特别是在聚合物材料中以有机化合物形式存在。目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂: PBB , PBDE , TBBP-A , PCB ,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡;用于做冷冻剂、隔热材料的臭氧破坏物质: CFCs 、 HCFCs 、 HFCs 等。 危害:在塑料等聚合物产品中添加卤素(氟,氯,溴,碘)用以提高燃点,其优点是:燃点比普通聚合物材料高,燃点大约在 300℃ 。燃烧时,会散发出卤化气体(氟,氯,溴,碘),迅速吸收氧气,从而使火熄灭。但其缺点是释放出的氯气浓度高时,引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径,同时氯气具有很强的毒性,影响人的呼吸系统,此外,含卤聚合物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时,会生成腐蚀性有害气体(卤化氢),对一些设备及建筑物造成腐蚀。 PBB , PBDE , TBBPA 等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂,主要应用在电子电器行业,包括:电路板、电脑、燃料电池、电视机和打印机等等。 这些含卤阻燃剂材料在燃烧时产生二恶英,且在环境中能存在多年,甚至终身累积于生物体,无法排出。 因此,不少国际大公司在积极推动完全废止含卤素材料,如禁止在产品中使用卤素阻燃剂等。 目前对于无卤化的要求,不同的产品有不同的限量标准: 如无卤化电线电缆其中卤素指标为:所有卤素的值 ≦50PPM (根据法规 PREN 14582) 燃烧后产生卤化氢气体的含量<100PPM (根据法规 EN 5067-2-1) 燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的 PH 值大于等于4.3( 弱酸性 ) (根据法规 EN-5 0267-2-2)产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率 ≧60% (根据法规 EN-50268-2) 。http://baike.baidu.com/view/162296.htm?fr=ala0_1_1
至于现在对卤素的管控,是基于对含有卤素的有机化合物对环境和人生健康的危害。这类物质有各种卤素阻燃剂,目前这些阻燃剂有PBB,PBDE,TBBPA,TBBPA-Bis,六溴环十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡等广泛存在PCB,电线电缆,塑胶件,绝缘材料,产品外壳;臭氧层破坏物(HCHC,HBFC)等(《蒙特利尔公约》要求)等,用于冷媒、隔热材料;作为合成物制备 PVC;各种化学有机溶剂。
危害:
像PBB,TBBPA类的卤素材料,危害主要表现在以下两个方面:1,废弃着燃烧时,会放出二恶英(dioxides,戴奥辛TCDD,二氧环环已烷,二氧芑类),苯呋喃(Benzfuran)等,发烟量大,气味难闻,高毒性,强致癌,摄入后无法排出,不环保,影响人体健康,对孕妇和婴儿影响较大;2,含卤素的材料在燃烧或电器失火时,放出大量腐蚀性有害气体(溴化氢,氯化氢),发烟量大,印制板在热风整平和元器件焊接时,板材受高温(>200℃)也会释放出微量溴化氢;3,含卤烃类废弃到环境中会破环臭氧层,从而造成过多的紫外线射入到大气中,危害人体健康,也会引起温室效应,受到广泛关注。
因此,不少跨国大公司在积极推动完全废止所有含溴氯代卤素材料,如 Hp,DELL,SONY,Apple等知名公司都在大力废除使用卤素阻燃剂等。
目前对于无卤化的要求,对于产品的不同都会有不同的限量标准,
如无卤化PCB,Br,Cl分别小于 900ppm,Br+Cl《1500ppm;
无卤电线其中卤素指针为: 所有卤素的值≦50PPM
2、溶液中氯离子含量的测定较为简单,通过化学方法就可以得出,而我们通常做的卤素测试,由于一般的它在聚合物材料中以有机化合物形式存在,目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂(如:六溴十二烷、三溴苯酚、短链氯化石蜡),一般通过燃烧的方法来进行含量分析。