氟碳表面活性剂的结构性能与应用
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氟碳表活剂氟碳表活剂是一种广泛应用于表面处理领域的化学品。
它是由氟碳化合物制成的,可以在金属、玻璃、塑料等材料表面形成一层均匀、致密的涂层,起到防水、防油、防腐蚀等作用。
下面就氟碳表活剂进行详细介绍。
一、氟碳表活剂的基本概念氟碳表活剂是指一类具有氟碳化合物结构的表面活性剂。
它们通常是疏水性分子,具有很强的亲油性和亲水性,可以在液体界面上降低表面张力,使液体更容易渗透和浸润固体材料。
二、氟碳表活剂的特点1. 超强耐候性:氟碳化合物具有极强的耐候性和抗紫外线能力,不易受到自然环境因素的影响。
2. 高温稳定性:氟碳化合物可以在高温环境下保持稳定,在400℃以上仍能保持原有特性。
3. 低摩擦系数:由于其分子结构的特殊性质,氟碳表活剂能够在材料表面形成一层极薄的润滑膜,降低材料之间的摩擦系数。
4. 耐化学性:氟碳表活剂具有很强的耐化学性,可以在酸、碱、盐等强腐蚀性环境下保持稳定。
5. 防污染:由于其疏水性分子结构,氟碳表活剂可以防止污物和油污黏附在材料表面上。
三、氟碳表活剂的应用领域1. 金属制品:氟碳表活剂可以应用于各种金属制品的防锈、防腐、润滑和减摩处理。
2. 玻璃制品:氟碳表活剂可以应用于玻璃制品的防水、防油和抗污染处理。
3. 塑料制品:氟碳表活剂可以应用于各种塑料制品的增塑、改性和抗静电处理。
4. 纺织品:氟碳表活剂可以应用于纤维素纤维、合成纤维等各种纺织品的防水、防油和抗污染处理。
5. 涂料:氟碳表活剂可以应用于各种涂料的增稠、改性和抗污染处理。
四、氟碳表活剂的使用方法1. 溶液浸泡法:将氟碳表活剂溶解在适量的溶剂中,将材料浸泡在溶液中,使其充分吸收。
2. 喷涂法:将氟碳表活剂加入喷涂设备中,对材料进行均匀喷涂。
3. 滚涂法:将氟碳表活剂加入滚筒式涂布机中,对材料进行均匀滚涂。
五、氟碳表活剂的注意事项1. 使用前应仔细阅读产品说明书,并按照说明书上的要求进行操作。
2. 使用时应注意安全,避免接触皮肤和眼睛,并确保通风良好。
氟碳表面活性剂的结构性能与应用李喜华 2070155摘要:氟碳表面活性剂是一类特种表面活性剂,具有非常优异的性能,文章介绍了其结构性能,主要合成工艺以及在工业中广泛应用。
关键词:氟碳表面活性剂工业助剂新型助剂1 氟碳表面活性剂表面活性剂是一类化学物质,它在溶剂中(通常是水)少量加入即大量降低溶液的表面张力、改变体系界面状态,从而产生一系列可应用的性质。
表面活性剂是在表面上或界面上起作用的物质。
含氟表面活性剂(Fluor surfactant,以下简称FS)是20世纪60年代研制开发的一类特种表面活性剂。
通常,表面活性剂的疏水基是由碳氢链组成的,而含氟表面活性剂的疏水基主要是由碳和氟两种元素组成。
由于结构上的特殊性,以氟原子取代了普通表面活性剂中疏水基团上的氢原子,把C-H键的结构转变为C-F 键的形式,因此它显示出氟碳烃所特有的一些优良性能,同时它具有既憎水又憎油的特性。
FS的高表面活性,取决于其分子中碳氟键所具有的极强的疏水性及较低的分子内聚力。
它能使水的表面张力降到很低的数值,而使用的浓度却很小。
一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.1 %~1.0 %范围才可使水的表面张力下降到30 mN/m~35 mN/m。
碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.005 %~0.1 %时 , 就可使水的表面张力下降至20 mN/m以下,甚至到15 mN/ m 左右。
碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展[1]。
另外氟碳表面活性剂在有机溶剂中也显示出良好的表面活性,特别是引入了N-取代的全氟辛酰胺类,它能使碳氢烃类溶剂降低表面张力5~15 mN/m,FS所体现出的优良的热稳定性及化学惰性,主要是由于氟碳链憎水基取代碳氢链的憎水基后,由于C-F键的键能(116 千卡/摩尔)大于C-H键的键能(99.5千卡/摩尔),因此C-F 键要比C-H 键稳定,不易断裂。
又由于氟原子取代氢原子后,因氟原子的体积比氢原子大,使得C-C 键因氟原子的屏蔽作用而得到保护,所以使原来键能不太高的C-C 键也稳定了,这样使得C-C 键也稳定了,这使得FS具有碳氢表面活性剂所没有的化学稳定性及热稳定性。
含氟表面活性剂介绍含氟表面活性剂介绍1碳氟表面活性剂的物化性质和用途碳氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。
碳氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20mN/m以下,甚至到15mN/m左右。
碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.05%~0.%,就可使水的表面张力下降至20mN/m以下。
而一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.%~1.%范围才可使水的表面张力下降到30mN/m~35mN/m。
碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展(参见本文第二部分)。
碳氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。
碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。
若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。
早期,碳氟表面活性剂曾用作四氟乙烯乳液聚合的乳化剂,以后逐步用作润湿剂、铺展剂、起泡剂、抗黏剂和防污剂等,广泛应用于消防、纺织、皮革、造纸、选矿、农药和化工等各个领域,显示强大的生命力。
但碳氟表面活性剂由于合成困难,价格较高,目前主要用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。
研究表明,将碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配,有可能减少碳氟表面活性剂的用量而保持其表面活性。
如将异电性碳氢和碳氟表面活性剂复配,不仅可大大减少碳氟表面活性剂的用量,在某些特殊情况下,复配品甚至具有更高的降低表面张力的能力,即达到全面增效作用。
碳氟表面活性剂特殊应用的一个典型实例是利用其水溶液可在油面上铺展的特性,制备水成膜泡沫灭火剂,其原理为:欲使水溶液在油面上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数Sw/o>0:油的表面张力约为20mN/m~24mN/m左右。
因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在18mN/m以下(至少应在20mN/m以下)。
含氟表面活性剂及其应用摘要含氟表面活性剂是目前最受青睐的特种表面活性剂,相比于传统的碳氢表面活性剂,含氟表面活性剂的用量少,降低水溶液表面张力的作用强,同时可以跟其它表面活性剂起到很好的复配效果,可以应用于石油、消防、涂料、造纸等很多领域。
目录1 表面活性剂 (1)2 含氟表面活性剂的结构及性质 (1)2.1 含氟表面活性剂 (1)2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 (1)2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 (1)2.1.3 含氟表面活性剂的表面活性 (2)2.1.4 含氟表面活性剂的水溶液在油面上的铺展 (2)2.2 含氟表面活性剂类型 (2)2.3 含氟表面活性剂的合成方法 (3)2.4 含氟表面活性剂的应用 (3)2.4.1 在石油领域的应用 (3)2.4.2 在消防领域的应用 (4)2.4.3 在涂料中的应用 (4)2.4.4 在造纸业中的应用 (4)2.4.5 在其他方面的应用 (4)2.5 含氟聚合物的研究进展 (5)3 展望 (8)4 个人想法 (8)参考文献 (9)1 表面活性剂所谓表面活性,是指溶剂的表面张力降低的性质,能显著降低(多数为水)表面张力或液-液界面张力的物质被称为表面活性剂。
最近科学领域不断地在开拓,表面活性剂不仅运用于日常生活,还可以运用到国民经济关系到的很多方面,在这些领域里,表面活性剂有着神奇的效果,用量虽少,但对改进技术、提高质量、增产节约却收效显著,有“工业味精”之美誉。
我们把表面活性剂的疏水基只含有碳氢链(分子中可以含有Cl、Br、I、O、N、S等元素)的这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂。
如果除含有以上元素外,分子中还含有F、Si、B等元素,则叫做特种表面活性剂。
但随着科学技术的不断发展,一些结构特殊的表面活性剂的不断出现,形成了新型的特种表面活性剂,如含有Bola型、双子型、冠醚型等结构的表面活性剂。
特种表面活性剂之所以受到如此关注,是因为它具有诸多普通表面活性剂所不能及的特殊性质。
含氟表面活性剂及其应用摘要含氟表面活性剂是目前最受青睐的特种表面活性剂,相比于传统的碳氢表面活性剂,含氟表面活性剂的用量少,降低水溶液表面张力的作用强,同时可以跟其它表面活性剂起到很好的复配效果,可以应用于石油、消防、涂料、造纸等很多领域。
目录1 表面活性剂 (1)2 含氟表面活性剂的结构及性质 (1)2.1 含氟表面活性剂 (1)2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 (1)2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 (1)2.1.3 含氟表面活性剂的表面活性 (2)2.1.4 含氟表面活性剂的水溶液在油面上的铺展 (2)2.2 含氟表面活性剂类型 (2)2.3 含氟表面活性剂的合成方法 (3)2.4 含氟表面活性剂的应用 (3)2.4.1 在石油领域的应用 (3)2.4.2 在消防领域的应用 (4)2.4.3 在涂料中的应用 (4)2.4.4 在造纸业中的应用 (4)2.4.5 在其他方面的应用 (4)2.5 含氟聚合物的研究进展 (5)3 展望 (8)4 个人想法 (8)参考文献 (9)1 表面活性剂所谓表面活性,是指溶剂的表面张力降低的性质,能显著降低(多数为水)表面张力或液-液界面张力的物质被称为表面活性剂。
最近科学领域不断地在开拓,表面活性剂不仅运用于日常生活,还可以运用到国民经济关系到的很多方面,在这些领域里,表面活性剂有着神奇的效果,用量虽少,但对改进技术、提高质量、增产节约却收效显著,有“工业味精”之美誉。
我们把表面活性剂的疏水基只含有碳氢链(分子中可以含有Cl、Br、I、O、N、S等元素)的这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂。
如果除含有以上元素外,分子中还含有F、Si、B等元素,则叫做特种表面活性剂。
但随着科学技术的不断发展,一些结构特殊的表面活性剂的不断出现,形成了新型的特种表面活性剂,如含有Bola型、双子型、冠醚型等结构的表面活性剂。
特种表面活性剂之所以受到如此关注,是因为它具有诸多普通表面活性剂所不能及的特殊性质。
助排剂专用氟碳表面活性剂
一、产品性能
本产品是在常规氟碳表面活性剂的基础上嵌段上乙氧基基团,从而合成出的特殊非离子氟素表面活性剂,因而具有极高的表面活性与稳定性,性能超过进口产品。
能提高和改善开采液对地层岩石的润湿性、渗透性、扩散性及原油的流动性,有效降低油水界面面张力,对地层伤害小,在高温、酸性、矿化度高的恶劣环境下性能稳定。
二、技术指标
外观:淡黄色液体
活性物:99%
pH:5~9
三、产品特点
1、表面张力低,50ppm即可到到23mN/m,表面活性高,50ppm界面张力1N/m;
2、有效降低油水界面张力,增强原油流动性,提高采收率;
3、改变储油层岩石表面的浸润性,降低岩石微孔中所存在的油的毛细作用力;
4、非离子性,与其它助剂配伍性好;
5、耐高温,在经历150℃、72小时后,其活性衰减小于10%;
6、临界胶束(cmc)浓度低,用量少,效率高,综合成本低。
四、产品用途
本品主要用于配制油田化学品压裂液助排剂,酸化液助排剂,驱油剂以及其它油田助剂。
高聚物添加剂氟碳表面活性剂广泛应用于高聚物材料,作为添加剂具有各种各样不同的作用。
非离子氟碳表面活性剂可作为硫化或未硫化橡胶的防结块剂(anti—blocking agent)。
聚氯乙烯薄膜或皂化乙烯-醋酸乙烯共聚物用氟碳表面活性剂C8F17S02NRCH2CH20(CH2CH20)10H 处理可降低摩擦力和结块。
用阳离子氟碳表面活性剂作表面处理可以增加含有氟碳聚合物的透析膜的水穿透性。
用从六氟丙烯环氧齐聚得到的氟碳表面活性剂(1)处理聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯和氯乙烯.烯单体共聚物,可以使这些聚合物有较低的临界表面张力。
氟碳表面活性剂能够改善纤维或复合树脂的填料的润湿性。
可以使粘性树脂中包含的空气气泡更容易离开树脂本体。
阳离子氟碳表面活性剂吸附在聚合物颗粒表面使表面带正电荷,容易进行共电镀,如帮助聚四氟乙烯和金属共电镀在底物上。
阴离子氟碳表面活性剂可防止腈基橡胶密封剂周围的矿物油浅漏。
两性氟碳表面活性剂可以使硅橡胶密封剂具有防污性能。
氟碳表面活性剂用于高聚物作用各异,举一些例子如下。
(1)阻止增塑剂扩散[7] 在弹性体中加入氟碳表面活性剂可以有效阻止其中增塑剂向弹性体表面扩散迁移,这时弹性体的表面是含氟碳表面活性剂的表面层。
例如含有聚乙二醇-聚亚甲基苯基异氰酸酯-聚丙二醇的嵌段共聚物,三甲苯基磷酸酯和Fluorad FC430(氟碳表面活性剂)的混合物模压成试片,试片对水的接触角为102o,对十二烷的接触角为60o,可见有相对低的表面能。
试片还显示没有增塑剂扩散到高聚物的表面。
(2)改善聚氨基甲酸酯泡沫体的导热系数[8] 聚氨基甲酸酯泡沫体是由聚异氰酸酯,多元醇,催化剂,含全氟烷基的氟碳表面活性剂和氟醚起泡剂R l OR2的混合物反应制备。
R1,R2=氟氢烷基,含氟烷基;R1和R2的碳原子数在2至5的范围,同时两个烷基的氟原子数超过氢原子数。
例如,蔗糖/甘油的多元醇(羟值450mgKOH/g,粘度13Pa·s,25℃),PAll35(PAPI),EF802(表面活性剂)和CF3CH20CHF2混合后模塑得到的泡沫体导热系数为20.3W/(m·K)。
氟碳表面活性剂产品介绍flying lnbsp氟碳表面活性剂产品介绍000INTECHEM-01 醇胺盐型阴离子氟碳表面活性剂INTECHEM-01氟碳表面活性剂(简称FC-1)是全氟烷基醚醇胺盐型阴离子氟碳表面活性剂,其水溶性极好,且属于多泡型产品,能明显改善调湿、扩散、乳化、渗透等性能,可明显降低表面张力。
【质量指标】活性物含量:≥99%;外观:微黄色或琥珀色粘稠液体;pH 值:质量分数0.1%水溶液pH=6~7 ;溶解性:HLB≥20,大量溶解于醇和水中;表面张力:≤16.8毫牛顿/米(0.2%水溶液)【应用】1、能明显改善调湿、扩散、乳化、流平等性能,尤其在油墨、脱膜剂、胶粘剂、清洗、造纸、涂料、消防、三次采油等方面效果显著。
2、能极大降低液体表面张力,明显的起泡稳泡性能。
是水成膜泡沫灭火剂(AFFF3%、AFFF6%型)的重要组成,用于包括各种油在内的非水溶性可燃、易燃液体的火灾、及固体火灾的扑救与预防。
3、改善涂料的润湿、流平性能,可以提高涂层的防水、防锈、抗粘连性。
4、在油气田开采中,用作助排剂助剂,可以提高油、气井的产出率;用作破乳剂添加剂,可以迅速、完全地使油、水两相分离。
INTECHEM-02氟碳表面活性剂(简称FC-2)是一种两性全氟烷基醚甜菜碱类表面活性剂,在酸性介质中呈阳离子型,在碱性介质中呈阴离子型,pH值6~8时显两性。
FC-2可溶于各种不同的溶剂,有效地降低体系的表面张力,从而适应各种不同领域的需要。
【质量指标】含量:≥30%;外观:无色至浅黄色液体;溶解性:可以与大部分的有机溶剂混溶,易溶于水;表面张力:≤17.0毫牛顿/米(0.2%水溶液)【应用】1、能明显改善调湿、扩散、乳化、流平等性能。
可广泛应用在油田、油墨、胶粘剂、造纸、涂料、消防、清洗等方面,降低溶液的表面张力,提高体系的性能,效果显著。
2、intechem-02可以作为高效泡沫灭火剂中的泡沫稳定剂、铺展剂、润湿剂等,对应F1157。
氟碳表面活性剂的结构性能与应用李喜华 2070155摘要:氟碳表面活性剂是一类特种表面活性剂,具有非常优异的性能,文章介绍了其结构性能,主要合成工艺以及在工业中广泛应用。
关键词:氟碳表面活性剂工业助剂新型助剂1 氟碳表面活性剂表面活性剂是一类化学物质,它在溶剂中(通常是水)少量加入即大量降低溶液的表面张力、改变体系界面状态,从而产生一系列可应用的性质。
表面活性剂是在表面上或界面上起作用的物质。
含氟表面活性剂(Fluor surfactant,以下简称FS)是20世纪60年代研制开发的一类特种表面活性剂。
通常,表面活性剂的疏水基是由碳氢链组成的,而含氟表面活性剂的疏水基主要是由碳和氟两种元素组成。
由于结构上的特殊性,以氟原子取代了普通表面活性剂中疏水基团上的氢原子,把C-H键的结构转变为C-F 键的形式,因此它显示出氟碳烃所特有的一些优良性能,同时它具有既憎水又憎油的特性。
FS的高表面活性,取决于其分子中碳氟键所具有的极强的疏水性及较低的分子内聚力。
它能使水的表面张力降到很低的数值,而使用的浓度却很小。
一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.1 %~1.0 %范围才可使水的表面张力下降到30 mN/m~35 mN/m。
碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.005 %~0.1 %时 , 就可使水的表面张力下降至20 mN/m以下,甚至到15 mN/ m 左右。
碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展[1]。
另外氟碳表面活性剂在有机溶剂中也显示出良好的表面活性,特别是引入了N-取代的全氟辛酰胺类,它能使碳氢烃类溶剂降低表面张力5~15 mN/m,FS所体现出的优良的热稳定性及化学惰性,主要是由于氟碳链憎水基取代碳氢链的憎水基后,由于C-F键的键能(116 千卡/摩尔)大于C-H键的键能(99.5千卡/摩尔),因此C-F 键要比C-H 键稳定,不易断裂。
又由于氟原子取代氢原子后,因氟原子的体积比氢原子大,使得C-C 键因氟原子的屏蔽作用而得到保护,所以使原来键能不太高的C-C 键也稳定了,这样使得C-C 键也稳定了,这使得FS具有碳氢表面活性剂所没有的化学稳定性及热稳定性。
例如:C9F17OC6H4SO3K 的使用温度可在300℃左右,而此化合物的中间体C9F17OC6H5在50%的硫酸或25%的氢氧化钠水溶液中在80℃时处理48h 也不会分解。
有研究表明[2],FS 的高表面活性是由于其分子间的范德华引力小造成的,活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小,导致了活性剂分子在溶液表面大量的聚集,形成强烈的表面吸附,而这类化合物不仅对水的亲和力小,而且对碳氢化合物的亲和力也较小,因此形成了既憎水又憎油的特性,但它对油/水界面的界面张力作用能力不强,如将FS 与碳氢表面活性剂复配使用,利用FS 能选择性地吸附在水的表面,使表面张力降低;而碳氢表面活性剂能吸附在油/水界面上,使界面张力降低,这样就必定会提高水溶液的润湿性能。
含氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性,它的含氟烃基既憎水又憎油。
含氟表面活性剂广泛应用于高聚物体系,作为添加剂具有各种不同的应用。
2 氟碳表面活性剂的分类与工业合成法氟表面活性剂的分类基本与普通碳氢表面活性剂相同,按离子性分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子型表面活性剂和非离子表面活性剂。
阴离子表面活性剂主要有羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型几大类;阳离子表面活性剂则主要是胺盐型和季胺盐型2大类,并以季胺盐类用途最广;两性离子型表面活性剂的阳离子为胺基、季胺和吡啶阳离子,阴离子多是羧酸基、磺酸基或硫酸酯基;非离子表面活性剂主要是聚乙二醇型,但是可以根据使用的介质不同分为水溶液中使用型和碳氢非极性溶剂中使用型。
其主要合成工艺有三种:2.1电解氟化法电解氟化反应在Simons 电解槽中发生,电解电压要求低于8 V,电压过高则有可能使氟离子在阳极被氧化而生成单质氟释放出。
电解过程中,在阴极产生氢气,有机物在阳极被氟化。
电解氟化法制备的表面活性剂从原料上可分为脂肪族酰卤电解氟化和脂肪族磺酰卤电解氟化。
CnH2n+1COCl + (2n+2)HF →CnH2n+1COF + HCl + 副产物,CnH2n+1SO2Cl + (2n+2)HF →CnH2n+1SO2F + HCl + 副产物。
电解氟化法缺点在于生产成本高;反应过程中存在有机物的碳- 碳键的断裂和环化,生成短链的副产物,产率只能达到10%~25%(全氟辛酰氟产率约10%,全氟辛基磺酰氟约25%)。
由该合成工艺带来的环境问题也是制约该方法进一步发展的瓶颈。
2.2 氟烯烃调聚法调聚反应是在自由基聚合催化剂的作用下,端基物(调聚剂)与不饱和双键的单体发生的加成聚合反应。
该法最终产物为全氟碘代烷,通过进一步的反应制备成各种类型的氟表面活性剂:调聚反应需要在加热加压和有催化剂存在的搪瓷或不锈钢反应釜中进行。
该方法的的优点在于所制得的全氟烷基是直链结构,表面活性高。
但是,调聚产物不是同一链长的目标中间体,而是不同链长的混合物。
2.3 氟烯烃齐聚法齐聚法是由氟单体加成聚合生成齐聚物的方法,按合成原料可以分为:四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟丙烯环氧齐聚法。
早在上世纪50 年代,美国的DuPont 公司已经制备出了六氟丙烯的二聚体和三聚体,但是直到上世纪70 年代,才最终确定了他们的结构。
因此,该制备法是在上世纪70 年代后才发展成熟完善的[3]。
3 氟碳表面活性剂的主要用途3.1脱模剂凡能改善聚合物加工成形时的流动性或脱模性的物质称为脱模剂或润滑剂[4]。
脱模剂附着在熔融聚合物表面或加工机械表面形成润滑分子层。
润滑剂分子的极性基是朝向加工机械金属的,形成了界面上分子定向排列,并通过物理或化学吸附形成润滑剂多分子层。
润滑剂分子内聚能低可降低摩擦力,防止高聚物粘在加工机械上。
润滑剂分子应当与高聚物分子相容性差,在加工过程中容易从高聚物内部渗出,并黏附在高聚物与加工机械接触面上形成润滑剂分子层,使物料加工过程有良好的离辊性和脱模性,并保证制品表面光泽度。
脱模剂要有良好的热稳定性、化学惰性和耐老化性,且不能腐蚀模具。
传统使用的脱模剂是碳氢表面活性剂或有机硅表面活性剂,它们的用量较大,制成品上常有残余脱模剂。
含氟表面活性剂有更高的表面活性,作脱模剂时其含氟链定向排列在模具表面,形成不透湿、不粘的表面层,使脱模变得更容易,反复多次使用也不会污染模具和制成品。
由FS 制备或配料的脱模剂,不仅对热塑料高聚物有良好的脱模性,同时对热固性的高聚物及含硅类橡胶的弹性体质均具有优良的脱模性,并对脱模后的工件无污染现象,可直接进行二次加工(如:印刷、涂漆、粘粘等),并且使用一次即可多次脱模。
由FS 制备的脱模剂已逐步形成系列化的产品,有溶剂型的,也有水剂型的,它不但可用于有机高分子弹性体的加工业,而且在钢性体的加工行业(如:铜、钢管的抽拉、压针、压铸件的冲压加工等)也可使用[5]。
3.2表面改性剂用油溶性含氟表面活性剂对橡胶表面进行处理,在其表面形成1层定向排列的憎水憎油的全氟烃基链,大大提高其表面的平滑性,降低表面的摩擦系数。
在硅橡胶片表面涂上含碳氟表面活性剂的混合物,固化后得到的产品有良好的外观、优等的黏附性和硬度。
用含氟表面活性剂对橡胶表面进行处理还可以提高橡胶的防污性,如丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体和紫外稳定剂及质量分数为0.1%的非离子含氟表面活性剂混合后注模得到试片经室温24h老化,显示优良的防污性能。
此外,在弹性体中加入含氟表面活性剂可以有效阻止其中增塑剂向弹性体表面扩散迁移,这时弹性体的表面是含碳氟表面活性剂的表面层[6]。
3.3抗静电剂大多数高聚物材料都有绝缘性,因此摩擦过程产生的静电不易消失。
由于静电引力或斥力影响,塑料加工时常易造成薄膜粘连,纤维加工时使纤维松散易断头,甚至人在化纤地毯和地板上行走时也会有触电感觉。
表面活性剂的抗静电原理为:当表面活性剂定向吸附在高聚物表面时,如果是憎水基向外,形成表面抗静电分子层,这使高聚物表面平滑,减少磨擦产生静电的可能;如果是离子性亲水基向外,则形成导电分子层,当产生静电时,可通过离子导电消除静电,也可与磨擦产生的相反电荷互相中和而消除静电。
非离子表面活性剂的抗静电作用在于它的亲水基有吸湿作用,降低表面电阻,避免电荷积累而消除静电。
含氟表面活性剂做抗静电剂的原理,主要是利用它在塑料橡胶等表面形成摩擦系数很低的全氟烃基链定向排列层,大大减少了摩擦过程中产生静电的可能。
如阴离子氟表面活性剂可作为橡胶抗静电组分。
3.4分散剂FS在各种氟树脂的分散聚合时可作分散剂使用。
在四氟乙烯,三氟氯乙烯,偏氟乙烯等含氟单体的乳化分散聚合中都使用了FS作分散剂。
据粗略统计,到1980年左右,在四氟乙烯乳液聚合上所使用的FS的量约达80t/a左右。
日本旭硝子公司统计,在80年代初,日本用于制造分散氟树脂的FS的量已达5t/a。
另有研究报导,FS也可用于PVC的反应过程中[7]。
3.5灭火剂水成膜泡沫灭火剂是一系列以FS为主要成分的灭火剂的总称。
该灭火剂由于对油类火灾高效的灭火性能,自从20世纪60年代诞生以来,在发达国家油类灭火剂市场发展迅速。
它利用碳氟表面活性剂高效的憎水、憎油性质,极大限度地降低水的表面张力,同时也可降低水油的界面张力,使得水可以飘浮在油上,达到隔绝油层与空气的目的,从而完成灭火过程[8]。
FS 在灭火剂上的应用可分为“轻水”灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂和抗极性溶剂灭火剂三种,其完全控止火的时间可在90 秒以内,有的可降至45秒以下。
3.6流平剂在颜料、涂料等产品中加入少量FS 后,可防止结固现象,改善分散性。
加入涂料及油墨内可降低其表面张力,提高润湿性,并防止产生气泡,且使色泽更均匀。
3.7防水防油剂由FS 所制备出的防水防油剂,对天然或合成的纤维及其制品进行表面处理后,可使该纤维或制品既有防水、防油的性能,又不影响其本身的物理特性。
由防水防油剂处理后的一次性纸质餐具已进入市场供应,解决了白色污染所造成的环境危害。
3.8其它应用把FS 加入地板蜡中,可改善地板的光泽,增加其耐磨性及抗污染性。
FS 还可用于石油回收用助剂、海面上的集油剂、金属防腐剂及金属光泽处理剂等等。
4 结束语由于氟碳表面活性剂具有非常优异的性能,目前,尽管国内外氟碳表面活性剂的市场规模还很小,但随着新型氟碳表面活性剂的开发和应用,对具有优良性能的氟碳表面活性剂的需求将进一步增长,必将对人类的生活产生不可估量的影响。
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