氟碳表面活性剂的应用—高聚物添加剂

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。

表面剂对含氟聚合物的粘接性能的影响
在当今各种不同应用领域中，含氟聚合物已成为一类应用广泛、性能出众的高分子材料。

这些材料通常具有耐热、耐腐蚀、低粘性、阻燃等卓越性能，在电子、制药、化工、汽车、航空等领域都有广泛应用。

然而，含氟聚合物的表面自身和与金属表面的附着性并不理想，因而在实际应用中需要对其进行有效的粘接处理。

其中一种常见的处理方法是添加表面活性剂。

表面活性剂，也称为表面剂，指的是一类化学结构相对简单、能够聚集到液体表面、能够显著降低表面张力的化合物。

在含氟聚合物粘接的处理过程中，常使用可溶于水的表面剂，例如SDS（十二烷基苯磺酸钠）、Triton-X100、TX-100等。

那么，表面剂对于含氟聚合物的粘接性能会产生何种影响呢？
首先，表面剂能够改善含氟聚合物的表面活性和润湿性，从而提高其表面能，为其与其他材料的接触提供了基础条件。

此外，表面剂还能促进含氟聚合物与其他材料之间的物理和化学相互作用，使其粘接性能得到进一步提升。

当然，在应用表面剂的过程中也需要注意其浓度、种类、使用情况等因素。

过高的表面剂浓度可能会导致表面剂在含氟聚合物表面形成过厚的层，从而阻碍含氟聚合物和其他材料之间的物质交换，降低其粘接性能。

此外，其种类的选择也应依据实际情况进行，不同表面剂对不同含氟聚合物的影响可能有所差异。

总体来看，添加适量的表面剂可以提高含氟聚合物的表面能和附着性，有助于实现其与其他材料的粘接。

但要注意表面剂的使用条件，以避免过度使用或选择不当导致的影响。

在实际应用中，需要综合考虑实际情况，科学地选用合适的表面剂处理方法，以获得理想的粘接效果。

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。

新型季铵盐氟碳表面活性剂的合成及其表面活性周杰华;黄焰根【摘要】以六氟环氧丙烷多聚体为原料,与N-甲基哌嗪经酰胺化反应制得含氟化合物(3);3与碘代烷经季铵化反应合成了4个新型的季铵盐型氟碳表面活性剂(5a～5d),其结构经1H NMR,19F NMR,IR和HR-ESI-MS表征.表面性能测试结果表明,5a ～5d具有较高的表面活性,水溶液的临界胶束浓度(CMC)分别为1.38 × 10-4g·mL-1,1×10-4g·mL-1,1.40×10-4g·mL-1和3.72 ×10-4 g·mL-1,对应CMC的表面张力分别为19.47mN·m-1,17.20 mN· m-1,17.98 mN· m-1和19.79mN· m-1.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2014(022)005【总页数】4页(P608-611)【关键词】全氟聚醚;季铵盐;表面活性剂;合成;表面活性【作者】周杰华;黄焰根【作者单位】东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620;东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O622.2;O647·研究论文·含氟表面活性剂是迄今为止已知的一类表面性能最优异的表面活性剂[1]。

由于其独特的“三高、两憎”性能，在各行各业中有着广泛的应用[2-3]。

阳离子氟碳表面活性剂是含氟表面活性剂的重要品种之一，主要分为胺盐型和季铵盐型两大类[4-6]，并以季铵盐型用途最广。

季铵盐型阳离子含氟表面活性剂不受pH值影响，在酸、碱介质中均可使用。

其亲水基团为季铵阳离子[7-9]，憎水基部分除可以是6～10个碳原子的全氟烃基外，也可含有烃基、酰氨基等基团[10]。

传统含氟表面活性剂通常含有全氟烷基链(CnF2n-1,n≥8)，其使用或分解过程中产生的全氟辛酸和全氟辛基磺酸类衍生物由于不易进一步被降解，对环境及生物体具有极大的污染性，使得开发新型绿色环保的氟碳表面活性剂成为目前研究的热点[11-12]。

含氟表面活性剂的生产应用现状及研究进展摘要：含氟表面活性剂是普通表面活性剂的碳氢链中的氢原子部分或全部被氟原子取代后，具有碳氟链憎水基的表面活性剂，含氟表面活性剂是特种表面活性剂的一类。

与传统的表面活性剂相比,由于其具有高表面活性,优良的耐热性和化学稳定性以及卓越的憎水、憎油性能和防污功能,因此含氟表面活性剂已经广泛应用于各个工业领域及家庭用品领域等。

本文主要介绍含氟表面活性剂的结构、类型、特性及主要合成方法,对其应用领域、生产与市场现状进行了综述,重点介绍了其在消防、石油工业、造纸工业及在表面处理行业中的应用。

同时也显示出氟表面活性剂的独特性能，它在工业中应用会越来越多,有着广阔的应用前景,并概述了含氟表面活性剂近年来的研究进展。

关键词：含氟表面活性剂；应用；类型；特性；研究进展；前言含氟表面活性剂[1]（fluorine containing surfactant）也称氟碳表面活性剂（fluorocarbon surfactant）或氟化表面活性剂（fluorinated surfactant），是近几十年来开发的一种性能优越的表面活性剂。

该类表面活性剂性能温和并具有良好的去污、起泡、乳化和稳定的化学性能，且生物降解性好、对环境无污染，因而在日用化工、纺织/印染、电镀防腐等领域中有广泛的应用前景和发展潜力。

作为一类特殊的表面活性剂，近年来有关含氟表面活性剂的研究逐渐成为表面活性剂中最为活跃的研究领域和开发重点之一。

1.1 含氟表面活性剂的分类及其特性普通表面活性剂的疏水基是有碳氢链构成的长链烷烃，用氟原子取代普通表面活性剂分子中碳氢链的氢原子，就是碳氟表面活性剂。

含氟表面活性剂的亲水基与普通表面活性剂的亲水基相同，所以其分类也可分为阴离子型含氟表面活性剂、阳离子型含氟表面活性剂、非离子型含氟表面活性剂和两性含氟表面活性剂等多种类型含氟表面活性剂独特的氟碳链结构使其具有非含氟表面活性剂难以具备的特性：①在极低的添加浓度下便能显著降低水溶液的表面张力；②极高的表面活性；③高热稳定性和化学稳定性，因而具有很高的抗强氧化性和抗强酸、强碱的作用；④良好的相容性；⑤能溶解油性物质，具有良好的去污性等。

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。

HNFG-1100氟碳表面活性剂
产品概要：
本产品为非离子氟碳表面活性剂，具有极强的降低表面张力能力。

可以应用于涂料、油田、清洁剂、电子和塑料加工等领域。

产品说明：低表面张力，低用量，化学稳定性好，热稳定性好。

规格/性能指标：
活性成分含量wt% 100
密度（25 ˚C）g/cm^3 1.35
表面张力（25°C 去离子水）起泡性Dyne/cm <23dyn/cm （0.001%）
<18 dyn/cm （0.01%）
具有较强的起泡性能
溶解度和相容性>2%（甲醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、四氢
呋喃和氯仿等），微溶于水（>0.1%），不溶于正己烷。

用途：
油田：本产品具有极强的降低表面张力能力，可以应用于油田助排剂中
涂料：本产品可以作为润湿流平剂使用，对于PTFE粉的分散特别有效
电子：可以应用于助焊剂助剂，太阳能电池硅表面制绒和锂电池等中
塑料加工：可以抑制增塑剂的迁移等；应用于PTFE填料的偶联剂；应用于塑料防污剂清洁：氟碳表面活性剂可增加产品对被清洗物质表面及污垢的润湿和渗透能力,从而显著提高清洗效果。

另外,由于氟碳表面活性剂在被清洗表面上的吸附,使被清洗表面具有明显的防油、防水、抗污性能。

同时由于其出色的化学稳定性,还可用于高温、强酸、强碱等特殊清洗剂配方或场合。

在实际应用中,氟碳表面活性剂可广泛用于线路板、金属表面、玻璃制品、织物、塑料及各种低表面能材料的表面清洗
包装和运输：50公斤塑料桶或根据客户要求。

本产品无毒害，适合于保存在阴凉通风好的地方。

使用方法：不同的应用领域，使用方法不同，请咨询本公司技术人员。

氟表面活性剂在水性塑胶漆中的应用氟表面活性剂在水性塑胶漆中的应用在环境保护的浪潮中，涂料水性化是一个重要的潮流和途径。

然而由于水性涂料的光泽、附着力、耐水性以及流平润湿性与溶剂型涂料相比还有一定的差距，所以在工业涂料及其他特种涂料中，溶剂型涂料仍占有绝大部分市场。

但是随着保护环境和有效利用石油资源的意识不断提高，使得水性化成为涂料行业不可逆转的趋势，解决技术问题是涂料行业水性化的关键所在。

本文着重介绍氟碳表面活性剂在水性涂料特别是水性塑胶涂料中的应用，希望能够对水性塑胶涂料的推广有所帮助。

1、氟碳表面活性剂的特性氟碳表面活性剂具有普通碳氢表面活性剂不具备的3种特征：①极强的表面活性。

在水中只要很低的浓度就能够有效地降低水的表面张力，提高了水性体系的湿润性和渗透性，且氟碳链同时具有憎水性和憎油性。

②极好的稳定性。

③生产成本高。

在水性涂料中，氟碳表面活性剂可改善涂料对基材的润湿性、流平性、防水性，提高耐沾污性、抗粘连性、附着力和光泽，并具有高温活性稳定性(150～200℃)。

2、氟碳表面活性剂在水性塑胶涂料中的使用氟碳表面活性剂在各种水性涂料中都能够发挥一定的作用，然而目前的实际应用却不是很多，原因有2个：一是氟碳表面活性剂的价格较高，一些低档的水性涂料不用这种产品；二是由于使用在木材或金属的表面，涂料和底材的表面张力差不是很大，所以使用一般的碳氢类或者有机硅的表面活性剂就能够解决问题，没有必要使用价格较高的氟碳表面活性剂。

然而对于水性塑胶涂料情况却不一样。

一方面，目前市场上的主流塑胶涂料产品均是采用溶剂型的丙烯酸体系，产品的价格较高，给水性塑胶涂料的发展创造了空间。

另一方面，由于塑胶表面极低的表面张力，使用传统的表面活性剂不能够解决问题。

因此，在水性塑胶涂料中应用氟碳表面活性剂效果最明显，也最具有意义。

从技术角度分析，水性塑胶涂料的开发有3个难点，包括：(1)润湿流平性问题。

塑胶是由非极性的碳氢类不饱和低分子聚合而成，表面张力很低，使用一般的碳氢类或有机硅类的表面活性剂很难润湿塑料表面，从而出现缩边或者橘皮现象。

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。