含氟表面活性劑的獨(dú)特性能常被概括為“三高”、“兩憎”,即高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性及高化學(xué)穩(wěn)定性;它的含氟烴基既憎水又憎油。
含氟表面活性劑其水溶液的最低表面張力可達(dá)到20mN/m以下,甚至到15mN/m左右。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(shí)水溶液的表面張力只能降到30~35mN/m,而碳氟鏈表面活性劑的用量在0.005%~0.1%時(shí),就能使水溶液的表面張力降至20mN/m以下。含氟表面活性劑如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烴油表面鋪展。
含氟表面活性劑有很高的耐熱性,如固態(tài)的全氟烷基磺酸鉀,加熱到420℃以上才開始分解,因而可在300℃以上的溫度下使用。含氟表面活性劑有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,它可抵抗強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的作用,而且在這種溶液中仍能保持良好的表面活性。若將其制成油溶性表面活性劑還可降低有機(jī)溶劑的表面張力。
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引力小造成的,活性劑分子從水溶液中移至溶液表面所需的張力小,導(dǎo)致了活性劑分子在溶液表面大量的聚集,形成強(qiáng)烈的表面吸附,而這類化合物不僅對(duì)水的親和力小,而且對(duì)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(duì)油/水界面的界面張力作用能力不強(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(huì)提高水溶液的潤(rùn)濕性能。
“強(qiáng)酸”這個(gè)概念是由丹麥化學(xué)家J.N.Bro ted和英國(guó)化學(xué)家T.M.Lowry提出的。強(qiáng)酸主要指高錳酸、鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、硒酸、氫溴酸、氫碘酸、氯酸,其中高氯酸、氫碘酸、氫溴酸、鹽酸(氫氯酸)、硫酸、硝酸合稱為六大無(wú)機(jī)強(qiáng)酸,它們都有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用,人體接觸會(huì)造成嚴(yán)重?zé)齻擞们逅疀_洗或蘇打水沖洗。
英國(guó)化學(xué)家們把“酸”定義為 proton donor (質(zhì)子,其實(shí)也就是H +的貢獻(xiàn)體)。根據(jù)他們的理論,強(qiáng)酸就被定義為 “an acid undergoes fully dissociation” (也就是可以自主完全電離的酸,比如1mol HCl在水中生成1 mol H+ 還有另外1 mol Cl-)。符合這個(gè)條件的酸一般都為無(wú)機(jī)酸。在溶液中完全電離的酸是強(qiáng)酸,強(qiáng)酸的電離使用等號(hào), 如:HCl=H++Cl-
現(xiàn)今強(qiáng)酸的判斷標(biāo)準(zhǔn)為其在水溶液中的電離常數(shù),一般來(lái)說(shuō)pKa(酸度系數(shù))<0(或=0)的為強(qiáng)酸(注:pKa 2左右為中強(qiáng)酸,7左右為弱酸。)
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