有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成与性能研究
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全氟磺酰胺高性能聚合物的制备与表征研究在高科技领域中,新型材料的开发与制备一直是不断进行的研究方向。
全氟磺酰胺高性能聚合物就是其中一个具有极高性能的材料。
它不仅具有优异的热学性能,还具有良好的机械和化学性能,在航空、航天等领域都有广泛的应用。
本文将以全氟磺酰胺高性能聚合物的制备与表征研究为主题,介绍其相关内容。
一、全氟磺酰胺高性能聚合物的制备方法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的方法很多,例如聚合、加热反应、电化学方法等等。
其中,聚合法是应用最为广泛的一种方法。
1、聚合法制备全氟磺酰胺高性能聚合物聚合法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的主要原料是全氟磺酰氯和芳香胺。
首先,在惰性气氛下加入一定量的全氟磺酰氯,使其全部溶解,然后加入芳香胺,使其与全氟磺酰氯发生缩合反应,最终得到全氟磺酰胺高性能聚合物。
聚合过程需要加热,同时进行搅拌和惰性气氛保护。
2、加热反应法制备全氟磺酰胺高性能聚合物加热反应法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的主要原料同样是全氟磺酰氯和芳香胺。
在室温下,将两者混合,放置一段时间后加热反应,得到全氟磺酰胺高性能聚合物。
加热温度和时间需要根据实际情况进行控制,过高或过低的温度都会影响聚合物的性能。
二、全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法全氟磺酰胺高性能聚合物有着很高的热学、机械和化学稳定性。
因此,其表征方法也需要具有相应的高精度和高灵敏度。
下面介绍几种主要的全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法。
1、红外光谱法红外光谱法是一种常用的全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法。
它通过测定聚合物在不同波长下的红外光谱,以得出聚合物的元素成分、结构与化学键信息。
利用红外光谱法,可以确定聚合反应完成度和羟基、氨基等物质的存在量。
2、热重分析法热重分析法是通过加热全氟磺酰胺高性能聚合物并对其重量变化进行观察和分析,以得出聚合物的热学性能。
聚合物的热重分析曲线会反映出聚合物的热分解温度和热稳定性等信息。
此外,还可以确定聚合物中的有机和无机成分的含量和分布情况。
2012年2月February2012岩 矿 测 试ROCKANDMINERALANALYSISVol.31,No.1147~153收稿日期:2011-12-06;接受日期:2011-12-20基金项目:国家地质实验测试中心基本科研业务费项目(201012CSJ05)作者简介:路国慧,助理研究员,主要从事环境地球化学研究。
E mail:guohui-lu@hotmail.com。
文章编号:02545357(2012)01014707高效液相色谱-串联质谱法测定黄河河口段水中全氟化合物的初步研究路国慧1,沈亚婷1,何 俊2,袁 帆3,杨永亮1,饶 竹1(1.国家地质实验测试中心,北京 100037;2.中国环境科学研究院,北京 100012;3.青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛 266071)摘要:以近年来备受关注的持久性有机污染物———全氟化合物为研究目标物,黄河河口段为目标研究区域,应用高效液相色谱-串联质谱法测定黄河河口段河水、自来水和浅层地下水中的19种全氟化合物含量,描述研究该区域水体中全氟化合物的污染水平和分布规律,并探讨水体中全氟化合物的来源。
结果表明,全氟丁酸和全氟辛酸是黄河河口段水体中最主要的全氟化合物,黄河水中的全氟丁酸和全氟辛酸浓度分别为1.61~4.20ng/L和2.04~3.36ng/L。
浅层地下水中各待测物检出率都很低;自来水中全氟丁酸和全氟辛酸的浓度分别为1.62~3.24ng/L和4.66~9.34ng/L;自来水与黄河水中全氟化合物的组成特征明显不同。
东营地区黄河水中全氟辛烷磺酸的浓度与国内其他北方城市相比浓度相当,明显低于长江水和珠三角地表水;全氟辛酸的浓度与呼和浩特市周边河水以及北京官厅水库中浓度相当,相比国内其他地区处于较低水平。
关键词:高效液相色谱-串联质谱法;全氟化合物;黄河河口区;河水;自来水;浅层地下水中图分类号:O657.63;P641;O627文献标识码:APreliminaryStudyonPerfluorinatedCompoundsinWatersfromtheYellowRiverEstuaryAreabyUtilizingLiquidChromatography MassSpectrometry/MassSpectrometryLUGuo hui1,SHENYa ting1,HEJun2,YUANFan3,YANGYong liang1,RAOZhu1(1.NationalResearchCenterforGeoanalysis,Beijing 100037,China;2.ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing 100012,China;3.CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,QingdaoUniversity,Qingdao 266071,China)Abstract:Perfluorinatedcompounds(PFCs)arethepermanentorganicpollutantsthathaveattractedglobalconcerninrecentyears.Theyarewidelyusedinlargeamountsinmanyproducts,suchasstain resistantcarpetsandfabrics,fire fightingfoamandagrochemicalssincetheyhavehighthermalandchemicalstability.PFCcompoundshavebeendetectedubiquitouslyintheenvironment.Investigationhasbeenconductedinthisworkonthecontentsanddistributionsof19PFCsinriverwater,shallowgroundwaterandtapwaterfromtheYellowRiverEstuaryAreabyLiquidChromatography MassSpectrometry/MassSpectrometry(HPLC MS/MS).Furthermore,thesourceof19PFCsisdiscussedinthispaper.TheresultsindicatethatPFBAandPFOAarethetwomajorcompoundsintheYellowRiverwaterwithrangesof1.61~4.20ng/Land2.04~3.36ng/L,respectively.Meanwhile,PFOSwasdetectedatlowerlevels,rangingfrom0.90to1.31.PFCswerestronglydetectedinshallowgroundwatersamples.PFBAandPFOAwerealsothetwomajorcompoundsintapwaterwithrangesof1.62~3.24ng/Land4.66~9.34ng/L.TheconcentrationprofilesofPFCsweredifferentbetweentheriverwaterand—741—Copyright ©博看网. All Rights Reserved.tapwater.PFOSconcentrationsinriverwaterfromtheDongyingYellowRiverEstuaryareawereconsistentwithsurfacewaterinothercitiesofnorthernChina,butsignificantlylowerthanthosefromtheYangtzeRiverDeltaandthePearlRiverDelta.PFOAconcentrationsinriverwaterfromtheYellowRiverEstuaryareawereconsistentwithgroundriverwatersinHohhotandBeijingGuantingReservoir,butlowerthanthatfromotherplacesinChina.Keywords:liquidchromatography massspectrometry/massspectrometry;perfluorinatedcompounds;YellowRiverEstuary;riverwater;tapwater;shallowgroundwater作为我国第二长河及世界第五大河,黄河是我国东北和华北地区主要水源,其干流流经我国9个省市后注入渤海。
全氟丁基磺酰氟季胺盐的合成研究
卞子君
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2008(37)5
【摘要】含氟表面活性剂作为特种表面活性剂的一种,正凭借其高表面活性、优良的耐热性、稳定性以及憎水、憎油的特性,在工业生产中起到不可替代的作用.选择比较了几种常用的表面活性剂合成方法,并合成了全氟丁基磺酰氟季铵盐.
【总页数】4页(P484-486,518)
【作者】卞子君
【作者单位】华东理工大学,上海,200237
【正文语种】中文
【中图分类】TQ246
【相关文献】
1.N’-3-(二甲基)-丙基-(N-全氟丁基磺酰基-N-烷基磺酰基)一氧化胺的合成及表面性能 [J], 龙光斗;肖舒;古丽米热·加帕;李中华;卢海燕;黄澄华;李训生
2.全氟己基磺酰氟的合成研究 [J], 范春雷;林晓晨
3.全氟(2,5—二甲基—3,6—二氧杂—8—氟磺酰基辛酰氟)在溶剂中的裂解 [J], 何永海;张林昌
4.1,3-全氟丙烷二磺酰氟的应用研究 [J], 徐卫国;张建君
5.带功能基的全氟烷基乙烯基醚的研究——4.四氟乙烯与全氟-3,6-二氧杂-4-甲基-△~7-辛基磺酰氟溶液共聚反应单体竞聚率的测定 [J], 章云祥;马敬骥;李绍玮;张林昌;戴行义
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全氟辛烷磺酰基化合物及全氟辛酸测试技术黄可;邵超英;朱泉【摘要】The prohibition of both the production and use of perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctane acid (PFOA) has been suggested for the prevention of the global environmental pollution and the damage to human health. With the issue and execution of the prohibition by European Union and other international organizations, more attentions on the development of monitoring and analytical methods towards PFOS and PFOA have been paid. However, up to now no international standards for quantitative determination of the perfluoronated compounds are available, and the research on PFOS and PFOA is obviously lagged behind in China compared to the recent advances of other countries, especially in monitoring technique. This article reviews the fundamental properties of PFOS and PFOA, their applications in textiles, as well as the methods for sample pre-treatment and detection of PFOS and PFOA, and the existing problems, current trend and research progress with respect to the analysis of PFOS and PFOA. This paper will provide some references for the study and determination of these contaminants in China.%为遏制全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的全球性污染及对人类健康的危害,美、欧等国的有关部门及相关组织相继提出了禁止PFOS和PFOA生产及使用的规定.随着欧盟等对PFOS禁令的颁布和实施,PFOS和PFOA监测技术及分析方法研究倍受关注.然而,对于这些全氟化合物的定量测定,目前国际上尚无统一的标准,我国对PFOS及PFOA的研究相对国际水平而言明显滞后,尤其是在监测技术方面.详细介绍PFOS、PFOA的性质特点、在纺织行业的使用概况及分析监测技术的进展,特别是对PFOS和PFOA的预处理技术、测试技术研究的现状、进展及其存在的问题进行了总结和讨论,为我国开展这类环境污染物的研究及产品检测提供参考.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】9页(P146-154)【关键词】全氟化合物;全氟辛烷磺酰基化合物;全氟辛酸;测试技术【作者】黄可;邵超英;朱泉【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学教育部生态纺织重点实验室,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学教育部生态纺织重点实验室,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TS197全氟化合物由于优良的热稳定性、化学稳定性、高表面活性及疏水疏油等性能被广泛用于化工、纺织、皮革等领域,是一类重要的表面活性剂、催化剂、润滑剂及化学前体。
含氟表面活性剂的性质、合成、研究进展含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。
含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同分别制得阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。
一、含氟表面活性剂的概况1含氟表面活性剂的结构普通表面活性剂碳氢链中的氢原子被氟原子取代后称为碳氟链,具有碳氟链憎水基的表面活性剂称为含氟表面活性剂(或氟表面活性剂)。
碳氢链中氢原子可被氟全部取代,称为全氟化;也可以部分被氟取代,称为部分氟化。
目前应用的含氟表面活性剂大多为碳氢链全氟化。
碳氟链可用Rf表示,一般碳氟链的碳原子数小于10,否则会因水溶性太小而无法应用。
与普通碳氢表面活性剂相同,凡不能电离的称为非离子氟表面活性剂;能电离的称离子型氟表面活性剂。
阴离子氟表面活性剂:按亲水基因的不同可分为羧酸盐型如C10F21COONa、()C8F17CONH CH25COONa,可由含氟烃基与羧基直接相连组成,也可以通过烃基(一CH2一)n。
酚基(一C6 H4O一)、酰胺基、磺胺基(一SO2NH一)、硫基(一s一)间接相连;磺酸酯盐型如CnF2n+1C6H4SO3H(n=6,8,10),含氟烃基憎水基既可以与磺酸基直接相连,也可以通过烃基、苯基、酰胺基、磺胺基、聚氧化乙烯段等间接相连;硫酸酯盐型,通常是直链结构的含氟醇与硫酸发生酯化反应制得,如:CF3(CF2CF2)nCH2(OCH2CH2)mOSO3NH4(n=4—6,m=2—10),含氟烃基憎水基结构也有许多变化,如有以一CF3为ω一端基的,也有以氢为∞一端基的,还有含聚氧乙烯链段的等;磷酸酯盐多是由含氟醇与三氯氧磷(POC3)反应生成,酯化反应生成单酯盐、双酯盐和三酯盐等类型。
如:(CF3)2CF(CF2)6FCH2CH2OP(O)(OH)2。
全氟辛基磺醯氟(Perfluorooctane Sulfonyl Fluoride) HSBD編號:5561最後修正日期:20030214壹、物質確認(Substance Identification)一、物質名稱:全氟辛基磺醯氟二、化學文摘社登記號碼(CAS Number):307-35-7三、別名:1. 1-OCTANESULFONYL FLUORIDE,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-HEPTADECAFLUORO- [Peer Reviewed]2. N-PERFLUOROOCTANESULFONYL FLUORIDE [Peer Reviewed]3. PERFLUOROOCTANESULFONYL FLUORIDE [Peer Reviewed]四、分子式:C8-F18-O2-S [Peer Reviewed]貳、製造及使用(Manufacturing/Use Information)一、製造方法:無資料二、主要用途:無資料參、物理及化學性質(Chemical & Physical Properties)一、顏色無資料二、分子量501.94 [Peer Reviewed]三、密度無資料四、溶解度無資料肆、安全性及處理(Safety & Handling)一、消防資訊:無資料二、危害反應:無資料三、預防措施:無資料四其他預防措施:無資料五、其他安全與控制:無資料伍、毒性/生物醫學效應(Toxicity/Biomedical Effects)一、致癌物之證實:無資料二、解毒及緊急處理:無資料三、醫療檢查:無資料四、毒性摘要(Toxicity Excerpts):無資料五、藥物動力學(Pharmacokinetics):無資料陸、藥理學(Pharmacology)藥物警告(Drug Warning):食品及環境用藥(Food and Environmental Agents):餵母乳所造成之影響(Effect on Breast-Feeding):據報告指出嬰兒哺乳期有徵候(Signs)或症狀(Symptoms)之影響。
中国环境科学 2021,41(5):2434~2440 China Environmental Science 全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化吴思寒,吴雨濛,王双杰,陈萌,刘青,祝凌燕*(南开大学环境科学与工程学院,环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津 300350)摘要:研究了不同培养介质和培养方式下全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化.结果表明:小麦根系可以从培养介质中吸收PFOSA并向上转运至茎叶.土壤中PFOSA生物有效性受总有机碳(TOC)的影响显著,高TOC含量土壤中PFOSA的生物有效性降低,导致其在小麦和蚯蚓中的生物富集因子分别由(61.24 ± 8.42)和(21347.91 ± 208.86)降至(5.61 ± 0.23)和(1404.92 ± 108.21).PFOSA在小麦的根和茎叶以及蚯蚓中都可以转化为PFOS,但在蚯蚓中的转化率((3.87 ± 1.71)%)显著低于小麦((26.39 ± 3.02)%).小麦根中PFOS的支链异构体(br-PFOS)比例在低、高TOC含量时分别为(14.8 ± 2.0)%、(66.1 ± 26.2)%,低于茎叶(分别为(63.0 ± 21.3)%、(85.2 ± 2.4)%)),可能是由于根部转化生成的br-PFOS更容易向茎叶转运.小麦特别是小麦茎叶中的br-PFOS比例((85.2 ± 2.4)%)显著高于蚯蚓((16.5 ± 4.0)%).小麦的存在可以提高土壤中PFOSA的生物有效性,从而促进蚯蚓对PFOSA 的富集,但对其转化影响不大.本文为小麦和蚯蚓中PFOSA的富集和转化提供了证据,有助于探索环境中PFOS的间接来源.关键词:全氟辛烷磺酰胺(PFOSA);小麦;蚯蚓;生物富集;生物转化中图分类号:X131 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2021)05-2434-07Bioaccumulation and biotransformation of perfluorooctane sulfonamide in wheat and earthworms. WU Si-han, WU Yu-meng, WANG Shuang-jie, CHEN Meng, LIU Qing, ZHU Ling-yan* (Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria of Ministry of Education, Tianjin Key Laboratory of Environmental Remediation and P ollution Control, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China). China Environmental Science, 2021,41(5):2434~2440 Abstract:The bioaccumulation and biotransformation of perfluorooctane sulfonamide (P FOSA) in wheat and earthworms was investigated in different culture media by different culture methods. The results indicated that PFOSA was effectively absorbed by wheat roots from the culture media and translocated from roots to shoots. The bioavailability of PFOSA in soil was significantly affected by the soil total organic carbon (TOC) content. The bioavailability of P FOSA in the soil with higher TOC content was reduced, resulting in the bioaccumulation factors in wheat and earthworms decreased from (61.24 ± 8.42) and (21347.91 ± 208.86) to (5.61 ± 0.23) and (1404.92 ± 108.21), respectively. PFOSA could be transformed into PFOS in the earthworms as well as in the roots and shoots of wheat, but the transformation rate of PFOSA in the earthworms ((3.87 ± 1.71)%) was significantly lower than that in the wheat ((26.39 ± 3.02)%). The ratio of branched P FOS isomers (br-P FOS) in the wheat roots was (14.8 ± 2.0)% and (66.1 ±26.2)% at low and high TOC content, respectively, lower than those in the shoots ((63.0 ± 21.3)% and (85.2 ± 2.4)%), respectively), which might be because it was easier to translocate br-PFOS formed in roots to shoots. The ratio of br-PFOS in wheat, especially in wheat shoots ((85.2 ± 2.4)%), was significantly higher than that in earthworms ((16.5 ± 4.0)%). The presence of wheat enhanced the bioavailability of P FOSA in the soil, thereby promoted the accumulation of P FOSA in earthworms, but had little effect on the transformation of P FOSA. The results provided evidence for the bioaccumulation and biotransformation of P FOSA in wheat and earthworms, and were helpful to explore the indirect sources of PFOS in the environment.Key words:PFOSA;wheat;earthworm;bioaccumulation;biotransformation全氟和多氟化合物(PFASs)因其优异性质已在日常生活中被广泛使用,如食品包装材料、消防泡沫、表面活性剂、纺织品等[1].PFASs结构中的C-F 键是最强的共价单键,因此PFASs极为稳定,难以发生生物和非生物降解(如水解、光解),可在环境中长期存在,并发生生物富集、生物放大效应[2-3].全氟辛烷磺酸(PFOS)是研究最多、环境中最常见的一种PFASs[4],已在环境介质和人体中[5-10]广泛检出,并对生殖、免疫、内分泌和神经系统以及肝脏均具有毒害作用[11-12],因此于2009年列入斯德哥尔摩公约,被逐步禁用[13].除直接排放外,环境中PFOS的另一主要来源是环境中前体物(PreFOS)的转化[14].据报道,1970~2002年间,PreFOS的最大历史排放量(6800 ~45250t)要远高于PFOS(450 ~ 2700t)[15].全氟辛烷收稿日期:2020-10-08基金项目:国家重点研发计划(2018YFC1801003,2019YFC1804203),国家自然科学基金资助项目(41991313,21737003)* 责任作者, 教授,****************.cn5期吴思寒等:全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化 2435磺酰胺(PFOSA)是一种在环境中广泛检出的典型PreFOS[16-19].它是许多其他大分子PreFOS转化为PFOS的中间物质,且是限速步骤[20-26].工业生产的PFOSA中,支链异构体(br-PFOSA)比例为24.7%[27]. PFOSA的转化存在异构体选择性,其异构体转化特征会对环境中PFOS的异构体分布特征产生影响,有助于追溯环境中PFOS的来源[28].但目前关于PFOSA在陆生动植物中的特异性转化研究较少,因此对其进行研究十分必要.土壤是PFASs在环境中的重要归属地之一[6], PFASs能通过点源污染、大气沉降、地面径流等进入土壤系统[29].例如,在美国空军设施附近的土壤中PFOSA最高浓度甚至已达到20000ng/g[6].土壤中PFASs可以通过植物或动物进入食物链,经食物链的富集产生生物放大效应,对人体健康产生危害.小麦(Triticum aestivum L.)是一种世界各地都广泛种植的禾本科农作物,是人类食物的重要来源之一[12].蚯蚓(Eisenia fetida)是土壤中生物量最大的无脊椎动物,其生命活动会直接或间接地对有机污染物在土壤中的迁移和转化产生影响[30].土壤的性质、生物种类等都会影响PFOSA的生物富集和生物转化,因此本文以小麦、蚯蚓为受试生物,PFOSA为目标污染物,研究不同培养介质和培养方式下PFOSA在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化,为探索环境中PFOS的间接来源、评价PFOSA的人类健康和生态风险以及环境修复提供理论参考.1材料与方法1.1实验材料实验所用试剂如下:全氟辛烷磺酰胺工业品(PFOSA,>90%,北京百灵威科技有限公司),全氟辛烷磺酸标准品及其内标(PFOS和13C-PFOS,>99%)、全氟辛烷磺酰胺标准品及其内标(PFOSA和13C-PFOSA, >99%)购自加拿大惠灵顿实验室.甲醇(色谱纯)、过氧化氢30%(H2O2,质量分数,分析纯)均购自天津市化学试剂供销公司,甲基叔丁基醚(分析纯,天津市康科德科技有限公司),氢氧化钠(NaOH,优级纯)、四丁基硫酸氢铵(TBAHS,分析纯)、无水碳酸钠(Na2CO3,优级纯)均购自天津市津科精细化工研究所.甲酸(色谱纯,上海安谱实验科技股份有限公司)、氨水(色谱纯,阿拉丁)、甲醇(HPLC级)和乙腈(HPLC级)购自美国Fisher公司.实验所用小麦种子(Triticum aestivum L.)购自天津农科院,所用赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)购于天津当地养殖场.1.2暴露实验1.2.1小麦在土壤和石英砂介质中的暴露实验首先将小麦种子于3% H2O2(质量分数)中浸泡30min消毒,用Milli-Q水冲洗5次后,用Milli-Q水浸泡一夜,之后在铺有湿滤纸的底部未全封闭的透气托盘架上均匀铺开,使之于22 ~ 27℃下发芽,托盘架上部铺一层铝箔以保证含水率,防止水分蒸发过快.为了研究土壤中TOC对PFOSA生物有效性的影响,实验采用2种培养介质种植小麦,分别为土壤和石英砂,设立4组实验:有毒有植物、无毒有植物、有毒无植物和无毒无植物,染毒浓度为200ng/g,每组设置3个平行.将发芽3d、大小均一的小麦幼苗移植到1L塑料花盆中,每盆装有650g培养介质,种植7株小麦.将花盆放置于采光较好的天台处培养,每天随机更换盆的位置以保证小麦受阳光照射条件良好,每天浇水使土壤含水率保持在30%左右,14d后收获小麦.收获时用蒸馏水冲洗小麦根部,之后用滤纸擦干,将小麦根和茎叶分离,弃去根茎连接处,于-20℃冰箱中储存.1.2.2蚯蚓在不同TOC含量土壤中的暴露实验将蚯蚓于未染毒土壤中避光驯养14d.实验采用土壤和土壤/石英砂(8:2,质量比)两种培养介质,染毒浓度为0, 200ng/g,设置3个平行.将驯养好的蚯蚓放入250mL烧杯,每杯装有100g培养介质,放入10条蚯蚓.将烧杯用铝箔包裹,避光培养,每天加水保持土壤湿度在30%左右,分别培养7和14d后收获蚯蚓.收获时从土壤中取出蚯蚓并用水清洗,在装有潮湿脱脂棉的玻璃杯中放置24h清肠后用水冲洗,再用滤纸吸去水分,于-20℃冰箱中储存.1.2.3蚯蚓-小麦联合暴露实验小麦种子的培育见1.2.1,蚯蚓驯养见1.2.2.将赤子爱胜蚓与小麦联合培养,采用土壤和土壤/石英砂(8:2)两种培养介质,染毒浓度为0, 200ng/g,设置3个平行.将发芽3d的小麦和驯养完成的蚯蚓放入1L塑料花盆中,每盆装有650g培养介质,加入7株小麦和10条蚯蚓.用铝箔包裹花盆边缘并高出边缘3cm,以防蚯蚓在实验期间爬出.每天加水保持土壤湿度在30%左右,14d后收2436 中国环境科学 41卷获小麦和蚯蚓.小麦和蚯蚓的取样方式同1.2.1和1.2.2.1.3样品前处理生物样前处理采用Chen等[31]的方法并稍作改进.将生物样置于冷冻干燥机中-50℃下干燥48h,剪碎.称取一定质量干重样品(根取0.01g,茎叶取0.05g,蚯蚓取0.1g)于10mL PP 离心管中,加入2ng内标(包括M4-PFOS和M8-PFOSA),涡旋振荡,使其充分混匀,平衡至少2h.依次加入1mL 0.5mol/L的TBAHS 溶液(pH值用氢氧化钠溶液调至10)和2mL 0.25mol/L的Na2CO3缓冲液,充分混匀后,加入4mL 甲基叔丁基醚,混合液于250r/min下震荡20min,然后在4℃、6000r/min下离心10min使有机相与水相分离,将上层有机相转移至新10mL离心管中.萃取过程重复2次,萃取液氮吹至干.用2mL甲醇复溶,加入50mg Carb填料以去除色素等杂质,混匀后在4℃,11000r/min下离心15min.取上清液至新离心管中氮吹干.用1mL甲醇复溶,过0.22µm尼龙滤膜后转移到进样小瓶中,放在冻存盒中于-20℃冰箱中保存,以待分析.培养介质前处理采用Zhao等[30]的方法并稍作改进.将培养介质置于冷冻干燥机中-50℃下干燥48h,将1g干燥的介质置于10mL PP离心管中,加入2ng内标(包括M4-PFOS和M8-PFOSA),涡旋振荡,使其充分混匀,平衡至少2h.加入5mL甲醇,然后于250r/min下震荡10min.将离心管于40℃超声10min.将该混合物在3000r/min下离心10min.重复提取3遍,并将上清液合并到另一个新的离心管中.萃取液氮吹至2mL.加入50mg Carb填料以去除色素等杂质,混匀后在4℃,11000r/min下离心15min.取上清液至新离心管中氮吹干.用1mL甲醇复溶,过0.22µm 尼龙滤膜后转移到进样小瓶中,放在冻存盒中于-20℃冰箱中保存,以待分析.1.4仪器分析在负电喷雾电离模式下,使用Waters超高效液相色谱-质谱联用仪(ACQUITY-UPLC/XEVO-TQS)分析样品中各物质含量.色谱柱采用FluoroSep-RP Octyl柱(150mm×2.1mm,3µm粒径; ES Industries, West Berlin,NJ).柱温为38℃,进样体积为10µL,流动相流速为0.15mL/min.对于PFOSA异构体,流动相A、B分别为3mmol/L甲酸的水溶液(pH值用氨水调至4.15)和乙腈溶液.流动相初始比例为60%A、40%B,保持1min,在3min变为74%B,在35min变为80%B,在35.1min变为100%B并保持至40min,在45min回到初始比例.对于PFOS异构体,流动相A、B分别为3mmol/L甲酸的水溶液(pH值用氨水调至4.15)和甲醇溶液.流动相初始比例为60%A、40%B,保持0.3min,在1.9min变为64%B,在5.9min变为66%B,在7.9min变为70%B,在26min变为74%B,在30min变为100%B并保持至33min,在35min回到初始比例并保持至40min.质谱条件为:毛细管电压2700V;离子源温度150℃;去溶剂温度350℃;锥孔气流速150L/Hr;去溶剂气流速800L/Hr;雾化气流速7bar.目标化合物的定量离子、锥孔电压及碰撞能参数如表1所示.表1目标化合物的定量离子、锥孔电压、碰撞能Table 1 Instrumental information of target compounds目标化合物定量离子锥孔电压(V) 碰撞能(eV)n-PFOSA 498 > 78 10 30iso-PFOSA 498 > 169 10 301m-PFOSA 498 > 419 10 152m-PFOSA 498 > 164 10 153m-PFOSA 498 > 259 10 254m-PFOSA 498 > 269 10 255m-PFOSA 498 > 219 10 35M8-PFOSA 506 > 78 10 30n-PFOS 499 > 80 45 40iso-PFOS 499 > 169 45 501m-PFOS 499 > 419 45 252m-PFOS 499 > 230 45 253+5m-PFOS a499 > 130 45 554m-PFOS 499 > 330 45 35M4-PFOS 503 > 80 45 40注:a3m-和5m-PFOS异构体无法进行基线分离,因此被合并为3+5m-PFOS.1.5质量保证与质量控制回收率实验通过向空白基质中加入标准品进行.在样品前处理过程中添加过程空白以校正背景污染.根据样品峰面积与内标峰面积之比对物质浓度进行定量.方法检出限(MDL)定义为信噪比为3:1时物质浓度.各物质的回收率和检出限如表2所示.本实验中,各基质中PFOSA和PFOS的回收率均在80%~100%范围内,因此不使用回收率对测得的各物质浓度进行校正.在暴露实验开始前,小麦中就检测到一定浓度5期 吴思寒等:全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化 2437的PFOSA(根(11.71 ± 0.93) ng/g,茎叶(2.64 ± 0.44) ng/g)和PFOS(根(16.89 ± 4.25) ng/g,茎叶(4.20 ± 2.56) ng/g).在暴露14d 后,空白小麦中检测到相似水平的PFOSA(根(9.53 ± 1.74) ~ (10.38 ± 1.60) ng/g,茎叶(2.56 ± 0.59) ~ (3.34 ± 1.64) ng/g )和PFOS(根(15.31 ± 1.31) ~ (16.24 ± 1.96) ng/g,茎叶(1.64 ± 0.54) ~ (1.71 ± 0.47) ng/g).空白蚯蚓体内PFOSA 和PFOS 的浓度远低于实验组蚯蚓(相差103 ~ 105个数量级).由此判断,空白组小麦和蚯蚓中PFOSA 和PFOS 来源于背景污染.本文所用暴露组浓度均扣除了空白组浓度.表2 目标化合物的回收率和方法检出限(MDL) Table 2 Recoveries and MDLs of target compoundsP F OSA P F OS 基质回收率(%) MDL(ng/g)回收率(%) MDL(ng/g)根 95.80 ± 1.98 0.0502 89.59 ± 2.84 0.1318 茎叶 98.47 ± 2.71 0.0404 93.53 ± 2.98 0.0533 蚯蚓 89.51 ± 0.33 0.0316 87.86 ± 2.85 0.3445 石英砂 90.82 ± 1.45 0.0372 89.91 ± 3.31 0.0483 土壤 88.64 ± 1.940.044989.83 ± 0.350.04651.6 数据分析对小麦的根富集因子(RCF)、蚯蚓的生物富集因子(BSAF)和转化率(TR)进行计算,公式如下: root m RCF /C C = (1)e m BSAF /C C = (2)PFOS PFOS PFOSA TR /()C C C =+ (3) 式中: C m 为培养介质中PFOSA 的浓度, ng/g;C root 为小麦根中PFOSA 浓度, ng/g dw;C e 为蚯蚓中PFOSA 浓度, ng/g dw;C PFOS 为小麦或蚯蚓中PFOS 浓度, ng/g dw;C PFOSA 为小麦或蚯蚓中PFOSA 浓度, ng/g dw.使用IBM SPSS Statistics 22进行数据分析.使用配对t 检验评估各组间RCF 、TR 和br -PFOS 比例的差异,当P < 0.05时认为存在显著性差异,当P < 0.01时认为差异极显著. 2 结果与讨论2.1 小麦和蚯蚓的生理状况在整个实验周期内,小麦和蚯蚓生理状况良好,没有不良反应、死亡等现象,空白对照组和实验组小麦和蚯蚓生物量无显著性差异(P > 0.05). 2.2 小麦对PFOSA 的富集和转化通过公式(1)计算小麦的RCF,发现PFOSA 在石英砂培养小麦中的RCF((61.24±8.42))远大于土壤中培养的小麦((5.61±0.23)),存在显著性差异(P <0.01),说明培养基质中的总有机碳含量(TOC)会显著影响其生物有效性.Liu 等[32]研究表明土壤TOC 含量与所吸附的PFOS 量之间存在显著的线性关系(P < 0.01).土壤中TOC 含量高于石英砂,对PFOSA 具有较强的吸附能力,使得土壤中可生物利用的PFOSA 减少,导致在土壤中生长的小麦的RCF 较低.在小麦的根和茎叶中均测得转化产物PFOS.通过公式(3)计算了小麦中PFOSA 的转化率,发现茎叶中转化率远高于根中(P <0.01,图1).有实验表明,当辛醇-水分配系数(log K ow )>4时,疏水性有机化合物会强烈吸附于根的上表皮,难以转运到茎叶[33].Zhao等[34]研究也表明当有机化合物log K ow >4时,该物质从根到茎叶转运因子(TF)随log K ow 的增加而指数递减.PFOSA 的log K ow (5.62)小于PFOS(log K ow = 6.43)[35],表明PFOS 较PFOSA 更难从根转运至茎叶,因此茎叶中较高的转化率表明叶中PFOS 不仅来源于根部转运,还来源于茎叶的生物转化.此外还发现PFOSA 在土壤培养的小麦根(P <0.05)和茎叶(P < 0.01)的转化率均大于石英砂中小麦(图1).这可能是由于PFOSA 被土壤中微生物转化为PFOS [36],生成的PFOS 被小麦富集.土壤中有机碳可以为微生物的生长提供充足的碳源,从而提高微生物数量和活性[37].Bizkarguenaga 等[38]也观察到在高TOC 的土壤中生菜对PFOSA 降解更强.根茎叶51015202530354045转化率(%)图1 生长在不同培养基质中的小麦对PFOSA 的转化率 Fig.1 TR of PFOSA in wheat grown in different culturemedia**、*分别表示差异极显著(P <0.01)和显著(P <0.05)2438 中 国 环 境 科 学 41卷除石英砂培养的小麦根外((14.8±2.0)%),小麦中br -PFOS 比例均显著高于24.7%(土壤中小麦根:(66.1±26.2)%,土壤中小麦叶:(85.2±2.4)%,石英砂中小麦叶:(63.0±21.3)%,图2),说明小麦中br -PFOSA 比n -PFOSA 优先发生转化.小麦中br -PFOS 比例呈现以下趋势:根中br -PFOS 比例小于茎叶,石英砂培养的小麦中br -PFOS 比例小于土壤.小麦根中br - PFOS 比例要小于茎叶,这是因为直链异构体比相应的支链异构体具有更高的疏水性[18],导致br -PFOS 比n -PFOS 更易从根转运至茎叶.石英砂介质培养的小麦根中br -PFOS 比例低于24.7%,可能也是由于根中生成的br -PFOS 部分转运至茎叶.已有研究表明,PFOSA 是N -EtFOSE 生物转化过程的中间产物[21,39].Liu 等[25]在好氧土壤中观察到N -EtFOSE 的异构体特异性生物转化并检测到br -PFOS 的生成.Chen 等[31]表明,br -PFOSA 在生物体内会优先转化为br -PFOS.因此可以推测,土壤中微生物对br -PFOSA 进行优先转化,生成更多的br -PFOS 并被小麦吸收,从而导致土壤中培养的小麦中br -PFOS 比例高于石英砂中培养的小麦.根 茎叶20 40 60 80 100 b r -P F O S (%)图2 小麦根和茎叶中br -PFOS 比例 Fig.2 Ratio of br -PFOS in wheat roots and shoots2.3 蚯蚓对PFOSA 的富集和转化通过计算蚯蚓对PFOSA 的生物富集因子(BSAF),发现随培养时间增加,PFOSA 在蚯蚓体内的BSAF 增加(图3).培养14d 后,土壤/石英砂(8:2)介质中PFOSA 在蚯蚓体内的BSAF 值(21347.91±208.86)远高于土壤中(1404.92±108.21),是土壤中的15.20倍(图3),该趋势与PFOSA 在小麦体内富集的结果相同,进一步说明土壤中TOC 对PFOSA 具有较强的吸附能力,降低了土壤中PFOSA 的生物有效性.714500010000150002000025000B S A F时间(d)图3 不同培养时间和培养介质下蚯蚓中PFOSA 的BSAF Fig.3 BSAF of PFOSA in earthworms treated with differentculture time and culture media在蚯蚓中同样检测到PFOSA 转化产物PFOS 的生成,但其TR 相对较低.在土壤中培养了14d 的蚯蚓中PFOSA 的TR((3.87 ± 1.71)%)显著低于小麦中((26.39 ± 3.02)%),表明不同生物对PFOSA 的转化能力存在很大差异[40].7145101520253035b r -P F O S (%)时间(d)图4 不同培养时间和培养介质下蚯蚓中br -PFOS 比例 Fig.4 Ratio of br -PFOS in earthworms treated with differentculture time and culture media不同培养介质对蚯蚓中br -PFOS 比例会产生影响,土壤/石英砂(8:2)介质中,br -PFOS 比例更高(图4, P <0.05).这可能是由于土壤/石英砂(8:2)介质加入了石英砂,土壤黏性降低,孔隙度高,通气透水性强,更适宜蚯蚓生存,其中蚯蚓的活性更高.在生物体内br -PFOSA 异构体会优先代谢[31,41],生成br -PFOS.5期 吴思寒等:全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化 2439土壤/石英砂(8:2)介质仅加入20%的石英砂,TOC 含量与土壤差距不大,所以推测其微生物数量和活性差异较小,对PFOSA 转化的影响也差别不大.因此土壤/石英砂(8:2)介质中蚯蚓体内br -PFOS 比例高.与小麦特别是茎叶中较高的br -PFOS 比例不同,在土壤中培养了14d 的蚯蚓中br -PFOS 比例为(16.5± 4.0)%,小于24.7%.这可能是由于蚯蚓通过大量排出粪便向外排出污染,而br -PFOS 比n -PFOS 更易从体内排出[31].2.4 小麦共同生长对蚯蚓中PFOSA 的富集和转化的影响蚯蚓和小麦联合培养时,土壤/石英砂(8:2)介质中PFOSA 在蚯蚓体内的BSAF(32176.65±844.49)高于土壤中(26743.14±11311.21)(图5),进一步说明土壤TOC 会显著影响其中PFOSA 的生物有效性.由图5可知,联合培养时PFOSA 在蚯蚓体内的BSAF 显著高于蚯蚓单独培养时的结果(P <0.05).Kelsey 等[42]、Zhao 等[34]也发现南瓜和小麦会促进蚯蚓对p,p'-DDE 和PFASs 的富集.这主要是由于植物根系分泌物会提高PFOSA 从土壤中的解吸,提高其生物有效性.小麦存在时,蚯蚓中PFOSA 转化率与单独培养时无显著性差异(P >0.05),表明小麦的存在对蚯蚓中PFOSA 转化率无影响.E E+W5000 1000015000 2000025000 3000035000 40000 B S A F实验组图5 不同培养方式和培养介质下蚯蚓中PFOSA 的BSAF Fig.5 BSAF of PFOSA in earthworms treated with different culture methods and culture mediaE:蚯蚓单独培养; E+W:蚯蚓和小麦联合培养3 结论 3.1 小麦根能从土壤溶液中吸收PFOSA 并转运至茎叶.土壤TOC 含量显著影响其中PFOSA 的生物有效性,TOC 含量高,其生物有效性降低.PFOSA 在小麦的根和茎叶中都可以转化为PFOS,且土壤培养的小麦中PFOSA 的转化率更高.小麦中br -PFOS 比例关系为根<茎叶,石英砂<土壤.3.2 蚯蚓能有效从土壤中富集PFOSA 并将其转化为PFOS.土壤/石英砂(8:2)介质培养的蚯蚓br -PFOS 比例更高.蚯蚓中PFOSA 转化率和br -PFOS 比例均低于小麦.3.3 小麦提高了蚯蚓对PFOSA 的富集,但对蚯蚓中PFOSA 转化率影响不大.参考文献:[1] Buck R C, Franklin J, Urs B, et al. 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第31卷 第6期2009年3月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.31 No.6 Mar.2009DOI:10.3963 j.issn.1671 4431.2009.06.005有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成与性能研究翁 睿,张联盟,王重辉,汪水平(武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)摘 要: 以N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟为原料进行反应,生成有机硅烷全氟辛基磺酰胺,研究结果表明:全氟辛基磺酰氟和氨基硅烷摩尔比为1 1.1,反应温度50 左右,反应时间2h,产物产率可达88%以上。
用红外光谱、核磁共振氢谱、热重/差热分析、激光衍射粒度分析等方法对产物结构及性能进行了表征,合成的产物具有良好的热稳定性,粒径为微米级。
关键词: N ( 氨乙基) 氨丙基二甲氧基硅烷; 全氟辛基磺酰氟; 热性能中图分类号: TG 423.4文献标识码: A文章编号:1671 4431(2009)06 0017 03Synthesis and Characterization ofOrganic Silane Perfluorinated Octyl Su lfonic Acid AmideWE NG Rui ,Z HANG Lian meng ,WANG Chong hui ,WANG Shui ping(School of M aterials Science and Technology,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070)Abstract : Organic silane perfluorinated octyl sulfonic acid amide is synthesized by N (aminoethyl) aminopropyl methyldi me thoxy silane and perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride.The results show that the p roduct yield of 88%can be achieved when the ra tio of perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride and aminosilane are main tained at 1:1.1at 50 for 2hours.The structure and proper ties of products are characterized by FTIR 、1HNMR 、TG DTA and Mastersizer analysis.The synthesized product shows good thermal re sistance and its particle size is in the micrometer level.Key words : N ( aminoethyl) aminopropyl methyldi methoxy silane; perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride; thermalproperties收稿日期:2008 07 02.基金项目:国家!863∀项目(2001AA335020).作者简介:翁 睿(1964 ),女,副教授,E mail:wysd9@氨基硅烷是以Si 和O 相间键合形成Si #O 键,它的键能很大,达451kJ mol,热稳定性很好,键角很大,Si #O 键之间容易旋转,链非常柔软,具有比碳氢聚合物更低的表面能,耐水性能很好,但它不具备防油性能[1]。
而有机氟化合物由于分子结构中含有C #F 键,其键能高、键长短,能将C #F 键屏蔽起来,从而具有高表面活性、高耐热性、高化学稳定性及憎水憎油性;有机氟化合物具有最低的表面自由能,表面能比硅烷低10mN m 左右,具有自发的向表面富集的特性。
在有机硅中引入全氟烷基,制成含氟有机硅,在聚合物加工时添加少量的含氟有机硅[2 4],在不改变聚合物本身物理力学性能的基础上赋予聚合物优异的表面性能,如高双疏(疏水 疏油)性,耐化学腐蚀性、耐热性和耐候性等;这些具有低表面能的聚合物在航天航空、印刷、化妆品、服装、建材、生命科学、传感器以及防污防腐蚀等方面得到了广泛的应用[5]。
该文以N ( 氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟为原料,制备出具有良好溶解性和耐热性能的有机硅烷全氟辛基磺酰胺,对其结构进行表征,对主要性能进行了研究。
1 实 验1.1 试剂和仪器全氟辛基磺酰氟(武汉德孚经济开发公司),N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷(湖北应城德邦化工有限公司),甲苯(A.R.级,天津化学试剂公司),二甲基亚砜(A.R.级,上海化学试剂公司)。
用Nico let60 SXB 型红外光谱仪进行FT IR 测试,KBr 压片;用Uarian Mercury Ux300型核磁共振仪测试1HNMR 谱,以DMSO 为溶剂;热重/差热分析法(TG/D TA)用TAS 100型热重/差热联用分析仪,扫描范围30#500 ,升温速率10 /min,氮气流速15mL/min,样品量8mg;用激光衍射粒度分析仪(英国Malvern 公司),取少量样品置于无水乙醇中,经超声波分散后作激光粒度分析。
1.2 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成在配有电磁搅拌加热器、温度计的三口烧瓶中加入全氟辛基磺酰氟0.01m L 和100mL 甲苯,混合均匀后在室温搅拌下,缓慢滴加N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷,控制滴加速度,使其在一定时间内滴完,然后升高温度,在一定温度下反应2#3h 。
反应混合物依次甲苯洗、饱和食盐水洗、水洗和无水硫酸镁干燥,去溶剂后,减压蒸馏,得到棕红色固体,产率88%。
合成反应式为CF 3(CF 2)7SO 2F+H 2N(C H 2)2NH(CH 2)3SiC H 3(OCH 3)2CF 3(CF 2)7SO 2FH 2N(CH 2)2NH(C H 2)3SiC H 3(OC H 3)2NaCl 水溶液C F 3(CF 2)7SO 2NH(C H 2)2NH(CH 2)3SiC H 3(OH)2#Si(OH )2#Si #O #Si #2 结果与讨论2.1 有机硅烷全氟辛基磺酰胺产率的影响因素2.1.1 反应物配比表1 反应物配比与反应产率的关系全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基二甲氧基硅烷(摩尔比)产率/%1:181.01:1.0584.61:1.188.01:1.285.0在反应温度为50 ,反应时间为2h 的条件下,将N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟以等摩尔比投料,产率仅在81%左右,调整原料用量的配比后,产率有所提高,结果见表1。
从表1可以看出,N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷适当过量有利于全氟辛基磺酰氟反应,但过大的用量对产率影响不大,相反可能在后处理时增加洗涤损失量而影响产率。
所以最佳反应配比一般为全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷=1 1.1(摩尔比)。
2.1.2 反应温度对反应产率的影响在全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷反应配比为1 1.1(摩尔比)条件下,对反应温度进行了研究。
结果见表2。
表2 反应温度对反应产率的影响反应温度/产率/%30844085508860857083表3 反应时间对反应产率的影响反应时间/h产率/%1681.5802882.58437618 武 汉 理 工 大 学 学 报 2009年3月表2表明,随反应温度的升高,产率逐渐增加,但高于50 后,产率反而有所下降。
这是由于温度过高会引起副产物增多,所以反应最佳温度为50 左右,产率可达到最佳范围。
2.1.3 反应时间对反应产率的影响在全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷反应配比为1 1.1(摩尔比),反应温度50 条件下,对反应时间进行了研究,结果见表3。
由表3可以看出,随着反应时间的延长,产率不断增加,当反应时间超过2h 后,产率反而降低。
所以,确定最佳反应时间为2h 。
2.2 产品结构表征2.2.1 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的核磁共振谱(见图1)1HNMR(DMSO,TMS), :0.15(3H,#SiCH 3),2.03(1H,#NH(C H 2)3),1.28#2.55(6H,#NH (C H 2)3),6.99(1H,#NH(C H 2)2),2.75#2.83(4H,#NH(C H 2)2)。
2.2.2 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的红外光谱N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基与全氟辛基磺酰氟的反应产物红外光谱见图2,在3424c m -1处出现仲胺N #H 的伸缩振动吸收峰,在1376c m-1处出现磺酰胺非对称振动吸收峰,在1156c m -1处出现磺酰胺对称振动吸收峰;磺酰氟的非对称振动吸收峰1410c m -1和对称振动吸收峰1220c m -1完全消失,表明磺酰氟已完全发生反应,生成了相应的磺酰胺;在1255c m -1处为Si #C H 3的C H 3对称变形振动吸收峰,在1095c m-1处是Si #O #Si(线型)的伸展振动吸收峰,这说明#Si(OC H 3)2发生水解,生成#Si(OH)2,脱去水后,生成Si #O #Si 线型结构。
2.2.3 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的溶解性能有机硅烷全氟辛基磺酰胺在多种有机溶剂中的溶解性能实验结果列于表4。
表4 有机硅烷全氟辛基磺酰胺室温下在不同溶剂中的溶解性溶剂NMP DMAC THF DMSO C HCl 3Py m Crosol N ( 氨乙基) 氨丙基 N 全氟辛基磺酰基甲基硅氧烷++#+###有机硅烷全氟辛基磺酰胺(N ( 氨乙基) 氨丙基 N 全氟辛基磺酰基甲基硅氧烷)不溶于NMP(N 甲基吡咯烷酮)、THF(四氢呋喃)、C HCl 3(氯仿)、Py (吡啶)、m Crosol(间甲酚),可溶于DMAC(N,N 二甲基乙酰胺)、D MSO(二甲基亚砜)等极性有机溶剂,并具有极佳的稳定性;有机硅烷全氟辛基磺酰胺不溶于THF 、CHCl 3、Py 、m Crosol,可溶于NMP 、DMAC 、DMSO 等极性有机溶剂,溶解性较好,这是因为其产物中Si #O 键为Si #O #Si 线型结构。
2.2.4有机硅烷全氟辛基磺酰胺的热性能从图3热失重曲线上可以看出,有机硅烷全氟辛基磺酰胺产物失重百分率为5%的热失重温度在220 ,失重百分率为10%的热失重温度在293 ,失重百分率为20%的热失重温度在381 ,在381#480 温度范围内,质量损失很明显,失重百分率为80%,DTG 曲线显示热解失重最快温度为418.5 。