Development of novel high-performance fire suppressants via synthetic chemistry and fire-safety engineering approaches

通过合成化学和消防安全工程方法开发新型高性能灭火剂

• 批准号: 22K04614
• 负责人: 小柴 佑介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04614/
• 关键词: 消火剤; 火災; 合成化学; トリフルオロメチル基; 複核化; DOPO; 使用元素のユビキタス化; 火災安全工学; 消火; 燃焼抑制; 減災

本研究では，主としてフェロセン骨格 (Fec) を有する様々な新規化合物を合成し，その燃焼抑制効果の評価およびその抑制機序の解明を行うことを最終目的とした．本研究では，次の 4 つのサブテーマを設定した (サブテーマ 1：短鎖パーフルオロアルキル基を有する新規 Fec 化合物の合成と燃焼抑制効果，サブテーマ 2：新規二核 Fec 錯体の合成と燃焼抑制効果，サブテーマ 3：DOPO 基 (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide) を有する新規 Fec 化合物の合成と燃焼抑制効果，サブテーマ 4： B 火災に対する酢酸カルシウムの抑制効果)．初年度である令和 4 (2022) 年度においては，次の研究結果を得た．サブテーマ 1 では，3 つの合成ルートを探索し，最終的には Amii Trifluoromethylation 反応等を用いて Fec-CF3 を合成できた．また，TG-MS 分析を行うことで，ラジカル再結合反応において鍵となる鉄種を低温域で容易に放出できるという興味深い特性も明らかにした．サブテーマ 2 では，二核錯体である dppfMX2 (M = Zn；X = Cl, Br, I) の合成に成功し，高い燃焼抑制効果を発現することを見いだした．サブテーマ 3 では， Pudovik 反応 により Fec-DOPO を合成し，カップバーナー法を用いてその燃焼抑制効果を評価した．サブテーマ 4 では，酢酸カルシウムの微細粉末の消火性能をカップバーナー法により評価した．その結果，消火性能はその高い不活性ガス発生能に起因していることを解明できた．

这项研究的最终目的是将各种新型化合物主要与二茂密骨骼（FEC）合成，并评估其燃烧抑制作用并阐明抑制作用机制。 In this study, four sub-themes were set (Sub-theme 1: Synthesis and combustion inhibitory effect of novel Fec compounds having short-chain perfluoroalkyl groups; Sub-theme 2: Synthesis and combustion inhibitory effect of new dinuclear Fec complexes; Sub-theme 3: Synthesis and combustion inhibitory effect of new Fec compounds having DOPO groups （9,10-dihydro-9-oxa-10-10-磷酸苯克烯-10-氧化物）和子主序4：乙酸钙对火的抑制作用）。在第一年，REIWA 4（2022），获得了以下研究结果。在子曲线1中，探索了三个合成途径，并最终使用AMII三氟甲基化反应合成了FEC-CF3。此外，TG-MS分析表明，一个有趣的特征是，在低温下，可以轻松释放铁物种，这是自由基重组反应的关键。在Subtheme 2中，我们成功合成了双核复合物DPPFMX2（M = Zn; X = Cl，Br，I），并发现它表现出高燃烧抑制作用。在子主题3中，通过Pudovik反应合成了FEC-DOPO，并使用Cup Burner方法评估了其燃烧抑制作用。在子主题4中，使用杯燃烧器方法评估了乙酸钙粉的灭火性能。结果，很明显，灭火性能是由于其高惰性气体产生能力。

项目成果

新規消火剤としてのサブミクロンフェロセン水分散液の提案およびその消火性能に及ぼす粒径影響

亚微米二茂铁水分散体作为新型灭火剂的提出及粒径对其灭火性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotsu N;Masui Y;Shimasaki Y. and Yoshimura M.;小柴佑介，平川;小柴佑介
• 通讯作者: 小柴佑介

カップバーナー法を用いた酢酸カルシウムの消火特性評価

杯式燃烧器法评价醋酸钙的灭火性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotsu N;Masui Y;Shimasaki Y. and Yoshimura M.;小柴佑介，平川
• 通讯作者: 小柴佑介，平川