一、含氟表面活性劑的特點(diǎn)

    含氟表面活性劑(簡單FS)是近些年來逐步商品化的一種特殊性能的表面活性劑。與普通表面活性劑不同之處，含氟表面活性劑主要以全氟烷基或全氟烯基或部分氟化了的烷基等作為表面活性劑中的疏水基部分，然后再按需要引入適當(dāng)?shù)倪B接基及親水基團(tuán)，根據(jù)親水基團(tuán)性質(zhì)的不同，分別制得陰離子型、陽離子型、非離子型及兩性型等不同系列的含氟表面活性劑產(chǎn)品。

    由于含氟表面活性劑結(jié)構(gòu)上的特殊性，以氟原子取代了普通表面活性劑中疏水基團(tuán)上的氫原子，把C-H鍵的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镃-F鍵的形式，因此它顯示出氟碳烴所特有的一些優(yōu)良性能，同時它具有既憎水又憎油的特性。含氟表面活性劑的高表面活性，取決于其分子碳氟鍵所具有的極強(qiáng)疏水性及較低的分子內(nèi)聚力。它能使水的表面張力降到很低的數(shù)值，而使用的濃度卻很小。一般碳?xì)滏湹谋砻婊钚詣┑膽?yīng)用濃度需在0.1%～1%之間，此時水溶液的表面張力只能降到30～35dyn/cm(1dyn=10-3N/m)，需碳氟鍵表面活性劑的用量在0.005%～0.1%時，就能使水溶液的表面張力降至20dyn/cm以下。另外含氟表面活性劑在有機(jī)溶劑中也顯示出良好的表面活性，特別是引入了N-取代的全氟辛酰胺類，它能使碳?xì)淙差惾軇┙档捅砻鎻埩?～15dyn/cm，含氟表面活性劑所體現(xiàn)出的優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性，主要是由于氟碳鏈憎水基取代碳?xì)滏湹脑魉?，由于C-F鍵的鍵能(116kcal/mol)大于C-H鍵的鍵能(99.5kcal/mol)，因此C-F鍵要比C-H鍵穩(wěn)定，不易發(fā)生斷裂。又由于氟原子取代氫原子后，因氟原子的體積比氫原子的大，使得C-C鍵因氟原子的屏蔽作用而得到保護(hù)，所以使原來鍵能不太高的C-C鍵也穩(wěn)定了，這樣使得C-C鍵也穩(wěn)定了，這使得含氟表面活性劑具有碳?xì)浔砻婊钚詣┧鶝]有的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性。例如：C9F17OC6H4SO3K的使用溫度可以在300℃左右，而此化合物的中間體C9H17OC6H5在50%的硫酸或25%的氫氧化鈉水溶液中，在80℃時處理48小時也不會分解。

    有研究表明，含氟表面活性劑的高表面活性是由于其分子間的范德華力小造成的，活性劑分子從水溶液中移至溶液表面所需的張力小，導(dǎo)致了表面活性劑分子在溶液表面大量地聚集，形成強(qiáng)烈的表面吸附，而這類化合物不僅對水的親和力小，而且對碳?xì)浠衔锏挠H和力也較小，因此形成了既憎水又憎油的特性，但它對油/水界面的界面張力作用力不強(qiáng)，如將含氟表面活性劑與碳?xì)浔砻婊钚詣?fù)配使用，利用含氟表面活性劑能選擇性地吸附在水的表面，使表面張力降低；而碳?xì)浔砻婊钚詣┠芪皆谟?水界面上，使界面張力降低，這樣就必定會提高水溶液的潤濕性能。

    二、含氟表面活性劑的應(yīng)用

    鑒于含氟表面活性劑的特性，它在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用性比較強(qiáng)，特別在工業(yè)領(lǐng)域中有多方面的用途。其主要的應(yīng)用如下：

    (1).分散性

    含氟表面活性劑在各種氟樹脂的分散聚合時可作為分散劑使用。在四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯等含氟單體的乳化分散聚合中都使用了含氟表面活性劑作為分散劑。在電鍍添加劑、清洗劑等表面處理劑中都可以利用其高分散性能。

    (2).脫水、脫模劑

    含氟表面活性劑具有良好的脫水性，這對于有些裝飾性的鍍種的表面脫水處理是很有幫助的。含氟表面活性劑也可以利用于脫模劑，不僅對熱塑料高聚物有良好的脫模性，同時對熱固性的高聚物及含硅類橡膠的彈性體質(zhì)均具有優(yōu)良的脫模性，并對脫模后的工件無污染現(xiàn)象，可直接進(jìn)行二次加工(如印刷、涂漆、粘貼等)，并且使用一次即可多次脫模。由含氟表面活性劑制備的脫模劑已逐步形成系列化的產(chǎn)品，有溶劑型的，也有水劑型的，它不但可用于有機(jī)高分子彈性體的加工業(yè)，而且在鋼性體的加工行業(yè)(如銅、鋼管的抽拉、壓針、壓鑄件的沖壓加工等)也可以使用。目前含氟(高效)脫模劑已在塑料、橡膠等加工行業(yè)中得到用戶的高度評價。

    (3).抗靜電劑

    由含氟表面活性劑配制的集清洗、防塵為一體的抗靜電劑，經(jīng)有關(guān)部門測試：對于PVC片基進(jìn)行表面處理后，其表面電阻由原來的1012Ω降至108Ω。由此使片基表面由于帶靜電而易吸塵的現(xiàn)象大為減少。利用此類抗靜電劑對錄像機(jī)中的磁鼓、磁關(guān)的表面進(jìn)行清洗，效果遠(yuǎn)比一般的清潔劑或者清洗帶優(yōu)越，并可延長磁鼓、磁關(guān)的使用壽命。經(jīng)清洗后的薄膜或密紋唱片，在放音時，其音量可提高3dB，利用此類抗靜電劑還可以對家用電器、塑料制品、電視機(jī)熒屏及其他高檔家具、精密儀器等進(jìn)行表面清洗與防塵使用，且不產(chǎn)生任何副作用。

    (4).流平劑

    在顏料、涂料等產(chǎn)品加入少量的含表面活性劑后，可防止結(jié)固現(xiàn)象，改善分散性。加入涂料及油墨內(nèi)可降低其表面張力，提高潤濕性，并防止產(chǎn)生氣泡，且使色澤更加均勻。

    (5).其他應(yīng)用

    把含氟表面活性劑加入地板虹蠟中，可改善地板的光澤，增加其耐磨性及抗污染性。含氟表面活性劑還可以用于石油回收用助劑、海面上的集油劑，金屬防腐劑及金屬光澤處理劑等。

資訊來源：烷基糖苷 供應(yīng)商 揚(yáng)州晨化