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氟表面活性剂和氟聚合物(Ⅰ)——性能、合成(生产)及应用概述肖进新;邢航【摘要】介绍了氟表面活性剂和含氟聚合物的基本概念、类型与结构、重要物理化学性质、重要的工业生产方法以及在工业和高科技领域的应用.简单介绍了它们目前遇到的环境安全问题及对策.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2016(046)001【总页数】8页(P13-20)【关键词】氟表面活性剂;含氟聚合物;C8氟表面活性剂;PFOS;持久性有机污染物【作者】肖进新;邢航【作者单位】北京氟乐邦表面活性剂技术研究所,北京100096;陇东学院-氟乐邦表面活性剂工程技术中心,甘肃庆阳745000;北京氟乐邦表面活性剂技术研究所,北京100096;陇东学院-氟乐邦表面活性剂工程技术中心,甘肃庆阳745000【正文语种】中文【中图分类】TQ423.4表面活性剂是一类两亲性分子，由2部分组成：一部分是亲油(疏水)基团，最常见的是8个碳以上的烷基或烷基苯基；另一部分是亲水(疏油)基团，一般为离子或极性基团。
如十二烷基硫酸钠(C12H25SO4Na，简写为SDS)即为最常见的表面活性剂之一。
普通表面活性剂的疏水基团基本上是碳氢链，如前述的SDS，一般称为碳氢表面活性剂。
将普通表面活性剂分子中碳氢链上的氢原子全部或部分用氟原子取代，就称为氟表面活性剂[1-3]。
同样地，有机高分子主链或侧链中与碳原子直接共价键相连的氢原子用氟原子全部或部分取代的高分子聚合物，就称为含氟聚合物[4]。
氟表面活性剂是一种重要的特种表面活性剂，具有其他表面活性剂无法比拟的特殊性能，在目前所有表面活性剂中表面活性最高，因此也有人把它称为“超级表面活性剂”(super surfactant)[5]。
若将普通表面活性剂比作“工业味精”，氟表面活性剂就可称为“工业味精之王”。
本文概述氟表面活性剂和含氟聚合物的性能、合成(生产)及应用。
氟表面活性剂也叫氟碳表面活性剂、碳氟表面活性剂、含氟表面活性剂等，其英文名称主要有fluorinated surfactant，fluorocarbon surfactant，fluorosurfactant，polyfluorinated surfactant，F-surfactant等。
氟硅离型剂一、概述氟硅离型剂是一种在工业生产中广泛应用的表面活性剂，主要用于防止产品粘附在加工设备上。
它具有优异的防粘性能和耐高温性能，被广泛应用于塑料、橡胶、纺织、食品等行业。
二、氟硅离型剂的分类1. 氟烷基硅油类：主要成分为氟烷基硅油和非离子表面活性剂，具有优异的耐高温性能和防粘性能。
2. 氟烷基聚醚类：主要成分为氟烷基聚醚和非离子表面活性剂，具有良好的耐高温性能和防粘性能。
3. 氟烷基聚乙二醇类：主要成分为氟烷基聚乙二醇和非离子表面活性剂，具有优异的耐高温性能和防粘性能。
4. 氟碳化合物类：主要成分为氟碳化合物和非离子表面活性剂，具有良好的耐高温性能和防粘性能。
三、氟硅离型剂的应用1. 塑料加工：氟硅离型剂可用于塑料加工中的模具表面涂覆，防止塑料粘附在模具上，提高产品的表面光洁度和质量。
2. 橡胶制品：氟硅离型剂可用于橡胶制品的模具表面涂覆，防止橡胶粘附在模具上，提高产品的表面光洁度和质量。
3. 纺织印染：氟硅离型剂可用于纺织印染中的印花辊、烫平机等设备表面涂覆，防止染料和印花粘附在设备上，提高生产效率和产品质量。
4. 食品加工：氟硅离型剂可用于食品加工中的烤盘、蒸盘等设备表面涂覆，防止食物粘附在设备上，提高产品的外观和口感。
四、氟硅离型剂的优点1. 耐高温性能好：氟硅离型剂可以耐受高温环境下长时间使用，并且不会分解或挥发出有害物质。
2. 防粘性能强：氟硅离型剂具有优异的防粘性能，可以有效防止产品在加工过程中粘附在设备上。
3. 涂覆均匀：氟硅离型剂涂覆均匀，不会出现涂层厚薄不均、起泡等问题。
4. 不会对产品产生影响：氟硅离型剂不会对产品的外观、口感等产生影响，保证产品的质量和安全。
五、氟硅离型剂的注意事项1. 使用前应先进行试验：由于氟硅离型剂适用范围广泛，不同行业、不同设备使用效果可能存在差异，因此在正式使用前应先进行试验。
2. 注意安全使用：氟硅离型剂属于化学品，在使用时应注意安全，避免直接接触皮肤和眼睛，并且应储存于干燥通风的地方。
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)。
碳氟表面活性剂摘要:介绍了碳氟表面活性剂的主要物理化学性质,合成方法,国际、国内碳氟表面活性剂的发展及现状。
介绍了碳氟表面活性剂的最新进展,特别是一些新型碳氟表面活性剂的主要性质和用途。
分析了我国碳氟表面活性剂发展缓慢,与国外形成巨大反差的原因,并对进一步发展我国的碳氟表面活性剂工业提出了自己的看法。
关键词:表面活性剂;碳氟表面活性剂;性能;合成;应用;发展普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链,称碳氢表面活性剂。
将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代,就成为碳氟表面活性剂,或称氟表面活性剂。
碳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重要用途。
本文介绍其合成、性能及应用。
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0.005%～0.1%,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%～1.0%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。
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。
Patcham®2600：国产可完全代替杜邦科慕FS-3100的含氟表面活性剂摘要：Patcham®2600是一支国产可完全代替杜邦科慕FS-3100的含氟表面活性剂，可应用于各种涂料行业中，包括水性和溶剂型涂料，本文做了Patcham®2600和FS-3100的各项对比，包括物理性质和化学性能：外观，降表张能力，稳泡性，防缩孔能力，流平性能等等。
关键词：涂料添加剂，FS-3100，含氟表面活性剂，表面张力，底材润湿，防缩孔；第一章基本信息一、市场综述：如今，人们对环保要求日益严格，对绿色产品呼声也日渐强烈，水性涂料相关产品已成为涂料行业研究发展的主要方向，由于国内涂料添加剂行业发展缓慢，绝大部分市场被国外进口添加剂占领。
十而立立志于推动中国添加剂高品质发展，大力投资于研发中心，为了能研发出可完全代替国外进口的涂料添加剂，目前已有突破，研发出了一款能完全代替杜邦科慕FS-3100的含氟表面活性剂。
二、方案或产品概述：Patcham®2600是含氟非离子型表面活性剂。
Patcham®2600不含任何溶剂和水，可在水性和溶剂型涂料体系中提供优异的降低表张力的性能；优异的防缩孔性能和流平性能；不易产生泡沫，泡沫不稳定，易破。
第二章实验过程及测试结果1、物理参数FS-3100Patcham®2600物理参数一致外观淡黄色至褐色液体PH7-8.5密度1.4g/ml 固含100%有效成分外观淡黄色至褐色液体PH 7-8.5密度 1.4g/ml 固含100%有效成分外观对比2、性能特点3、实验过程用表面张力仪测量表面张力，为了平行对比，用去离子水做实验，做了4个浓度梯度，测试不同浓度Patcham®2600水溶液和FS-3100水溶液的表面张力，结果如下：两者都能提供优异的降表面张的能力。
可在水性和溶剂型体系中提供优异的降表张性能，与大部分体系相容低稳泡，不易产生泡沫，泡沫不稳定，易破Patcham ®2600水溶液常温表面张力数据优异的防缩孔性能和流平性能0.01%Patcham®26000.01%FS-31000.1%Patcham®26000.1%FS-3100取15g 常用丙烯酸乳液和5g 水于量筒内，充分混合后加入0.1%Patcham®2600和FS-3100剧烈震荡3分钟，形成一定的泡沫高度，记录此时的泡沫高度，静置后记录泡沫消失时间。
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。
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)。
有相当数量的碳氟表面活性剂,其水溶液的表面张力较高,不能满足铺展条件。
在另一种情况下,即使表面活性很高的碳氟表面活性剂,其水溶液也只能在达到一定浓度(临界铺展浓度)时方可在油面上铺展。
研究表明,当油面首先加入很少量能够铺展的碳氟表面活性剂水溶液后,一些本来由于表面张力太高而不能铺展的碳氟表面活性剂水溶液即可在油面上铺展。
若在油面上首先铺展少量在临界铺展浓度之上的碳氟表面活性剂水溶液,临界铺展浓度之下的水溶液也可铺展。
碳氟表面活性剂水溶液在油面上铺展形成一层水膜,使油面与空气隔绝,以此发展出一种高效灭火剂———水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂),这是目前国际上重点发展的灭火剂,主要用于扑灭油类火灾。
2碳氟表面活性剂的合成与碳氢表面活性剂相比,碳氟表面活性剂的合成相对困难。
它的合成一般分三步:首先合成含6个～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水基团制成各类碳氟表面活性剂。
其中含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂的关键。
含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。
电解氟化法是40年代由美国ＪＨＳｉｍｏｎｓ研制成功的。
将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8Ｖ的直流电压下进行电解。
电解过程中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。
在有机物氟化过程中,只有有机物的氢原子被氟原子取代,其他一些官能团如酰基和磺酰基等仍被保留。
典型的电解氟化的例子是烷基酰氯和烷基磺酰氯分别在无水氟化氢中电解生成全氟烷基酰氟和全氟烷基磺酰氟,由它们出发,可用普通方法制得各类碳氟表面活性剂。
3Ｓ氟烯烃调聚法是利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。
该方法最早是由英国剑桥大学的ＲＮＨａｓｚｅｌｄｉｎｅ等研究的。
他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯和四氟乙烯发生调节聚合反应。
随后,美国ＤｕＰｏｎｔ公司研制开发了以五氟碘乙烷为端基物与四氟乙烯在加热加压条件下进行调节聚合反应的工业生产路线。
60年代,全氟烷基碘的调聚反应得到了迅速发展,开发出除了三氟碘甲烷和五氟碘乙烷之外的多种调聚反应的端基物。
氟烯烃齐聚法是70年代发展起来的。
它是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。
最常用的有四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟环氧丙烯烷齐聚法三种。
四氟乙烯齐聚法得到聚合度以4～6为主的齐聚物,其中五聚体所占比例最大。
四氟乙烯五聚体分子中与双键碳原子直接相连的氟原子在碱性介质中可与亲核试剂如苯酚等发生取代反应,由此可合成一系列碳氟表面活性剂。
典型反应如下: 六氟丙烯齐聚法可得到以二聚体和三聚体为主的产物。
六氟丙烯齐聚物分子中与双键碳原子直接相连的氟原子较活泼,在极性溶剂中很容易与亲核试剂发生取代反应,引入中间连接体并进而引入亲水基制成碳氟表面活性剂。
典型反应如下: 六氟环氧丙烷齐聚法得到2～6聚体产物: 六氟环氧丙烯烷化物的齐聚物因含有酰氟官能团,可发生多种反应,故可得多种碳氟表面活性剂。
3国内外碳氟表面活性剂的发展及现状出现第一种碳氟表面活性剂商品以来,已经历了半个世纪的历史。
美国3Ｍ公司在二次大战期间首先采用电解氟化技术制取碳氟化物并于1951年研制成功碳氟表面活性剂。
1956年又研制出商品名为Ｓｃｏｔｃｈｇｕａｒｄ的防水、防油、防污的氟处理剂。
60年代又得到大力发展,并向西欧、日本出口。
日本的碳氟表面活性剂工业是70年代发展起来的。
1972年左右,大日本油墨公司在石川县美川工厂建立日本最早的电解氟化车间。
旭硝子公司利用本公司有四氟乙烯产品的便利,于1970年在千叶工厂开始调聚工艺的实验性工厂生产,并于1975年正式投产。
日本东京工业大学的石川延男教授与Ｎｅｏｓ公司合作开发了以六氟丙烯齐聚法为基础的合成碳氟表面活性剂的生产工艺。
西欧各国公司也对合成碳氟表面活性剂工艺进行了大量研究,其中最突出的是英国ＩＣＩ公司在60年代中后期开发的以四氟乙烯齐聚体为憎水憎油基的碳氟表面活性剂。
据不完全统计,1980年碳氟表面活性剂的世界产量已达200ｔ/ａ;目前世界上对碳氟表面活性剂的年需求量已超过千吨。
碳氟表面活性剂在国际上已发展成为竞争性强、科技含量高,由市场直接导向的产业。
我国具备合成碳氟表面活性剂能力的单位主要有中科院上海有机化学研究所和上海市有机氟材料研究所。
他们最初是用电解氟化工艺制取全氟辛酸及其盐,后又发展了全氟辛基磺酸,用作氟树脂分散聚合用的分散剂。
60年代末70年代初对四氟乙烯的调聚反应进行了研究;70年代中后期又对四氟乙烯、六氟丙烯的齐聚反应进行了研究并改进工艺,使生产由实验室走向中试规模。
在碳氟表面活性剂应用方面先后开发出氟蛋白泡沫灭火剂添加剂、水成膜泡沫灭火剂添加剂、铬雾抑制剂、分散剂及感光胶片添加剂等产品。
此外,武汉长江化工厂也用电解氟化法批量生产全氟辛基磺酰氟,并有铬雾抑制剂等工业产品。
从事碳氟表面活性剂基础理论研究的主要有北京大学化学与分子工程学院胶体化学研究室等单位,他们近年来在碳氟与碳氢表面活性剂混合体系、碳氟表面活性剂水溶液在油面上的铺展等方面开展研究,取得了较好的结果.与国外相比,我国的碳氟表面活性剂无论从基础理论还是工业应用还非常薄弱。
表面的原因是碳氟表面活性剂成本高,用不起。
深层的原因笔者认为是含氟烷基与碳氟表面活性剂合成、碳氟表面活性剂性能及应用研究两个环节相互脱节,不同研究单位各自为战,缺乏合作。
对于专门从事表面活性剂研究的单位,如北京大学化学学院胶化研究室,由于缺乏有机合成的专业力量,难以得到所需要的碳氟表面活性剂。
而像上海有机化学研究所这些单位,虽然具有碳氟化合物有机合成方面的专业力量,但因对碳氟表面活性剂性能和应用方面的研究需要很强的表面活性剂物理化学方面的专业背景和专业力量,必须从表面活性剂结构与性能的关系出发,设计合成具有特定性能的多种表面活性剂系列,深入研究它们的物理化学性质,再依据这些性质应用于具体工业配方,而这正是这些单位的弱项。
因此虽然碳氟表面活性剂的种类很多,但他们只生产品种单一的少数几种。
由于不成系列产品,极大地限制了实际应用研究。
应用跟不上,则不能形成大的生产规模,因而成本降不下来。
如此形成不良循环,以致于碳氟表面活性剂工业在我国长期得不到应用的发展,与国际上这一领域突飞猛进的发展形成巨大的反差。
为缩短我国与国外的差距,发展我国的碳氟表面活性剂工业,笔者有以下建议: (1)应设法降低碳氟表面活性剂的成本。
(2)扩展碳氟表面活性剂品种,使其种类多样化、系列化。
(3)开拓应用领域。
(4)碳氟表面活性剂的合成到配方的一体化。
要达到以上目的,将含氟烷基的生产单位与表面活性剂研究单位联合起来是至关重要的。
应在发挥各自独立优势的基础上,打破垄断,分工协作,强强联合。
目前北京大学化学学院胶化研究室正在与武汉长江化工厂合作,由后者提供全氟辛基磺酰氟等含氟烷基化合物,合成了多种碳氟表面活性剂,以此研制出新型水成膜泡沫灭火剂,并于1999年通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的鉴定。
实现了从碳氟表面活性剂的合成到配方的一体化,从而大大降低了水成膜泡沫灭火剂的生产成本。
4新型碳氟表面活性剂介绍传统的碳氟表面活性剂主要是单链型的,目前双链碳氟表面活性剂正引起人们极大的兴趣。
已报道的双链碳氟表面活性剂主要有两类,第一是双链均为含氟碳链,第二是双链分别为碳氟和碳氢链。
后一类常被称为杂交型表面活性剂(ｈｙｂｒｉｄｔｙｐｅｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ)。
第一类双链碳氟表面活性剂的典型代表是Ｆ(ＣＦ2)ｎ(ＣＨ2)2ＯＯＣＣＨ2ＣＨ(ＳＯ3Ｎａ)ＣＯＯ(ＣＨ2)2(ＣＦ2)ｎＦ,此类碳氟表面活性剂被认为可有效地增强精细铁磁体粒子在溶剂中的聚凝及分散性。
虽然此类双链碳氟表面活性剂具有较高的克拉夫特(Ｋｒａｆｆｔ)点(一般来讲,碳氟表面活性剂的克拉夫特点高于同类型的碳氢表面活性剂,这是碳氟表面活性剂的一大缺点),但通过在分子中引入氧乙烯链可使碳氟表面活性剂的克拉夫特点大大降低。
如在上述分子中引入一个氧乙烯链节,当分子中ｎ=4时,可将其克拉夫特点降到0℃以下。
当分子中ｎ=4和6时,一个氧乙烯链节可将其克拉夫特点分别降到26℃和73℃。
虽然73℃的克拉夫特点仍使其难溶于水,但引入两个以上氧乙烯链可使其在常温下使用。
与单链碳氟表面活性剂相比,此类双链碳氟表面活性剂的临界胶束浓度(ｃｍｃ)要低得多,预示其良好的应用前景。
杂交型表面活性剂分子中同时含有一个碳氟链和一个碳氢链。
此类含碳氟表面活性剂最早是由美国ＯＫｌａｈｏｍａ大学Ｗ.Ｇｕｏ等研制开发的。
日本Ｍ.Ａｂｅ等近年来一直从事杂交型表面活性剂的研究,取得了很好的结果。
