氟碳表面活性剂的合成及性能研究

《氟碳表面活性剂的合成及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、3．4结构表征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l第四章阳离子型氟碳表面活性剂的性能测试及应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．2复配性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．3铺展性测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．4洗涤性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．5发泡性能测试⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．6润湿性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯484．7乳化性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．8抑制挥发性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯504．9本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51第五章总结与展望⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．致谢⋯⋯⋯⋯”1．1引言第一章绪论所有的液体在一定条件下都有其各自的表面张力，在室温条件下水的表面张力是72．75mN／m，己烷的表面张

3、力为18．43IllN／m，而苯的表面张力为28．89mN／m．如果我们把不同的物质分别溶于水中，然后再测其水溶液的表面张力，会发现水的表面张力会发生变化，一般情况下会有三种情形出现，一种是加入溶质后水的表面张力会增大，这种情况一般是蔗糖、一些多元醇类有机物以及无机盐类；另一种情形是随着溶质的逐渐加入会使水的表面张力不断下降；第三种情形是在较低浓度时随着溶质的增加水的表面张力急剧下降，当下降到一定程度后再继续增加溶质的量，水的表面张力也基本不再发生变化。从以上情形可以看出第一类为非表面活性类物质，后两类物质都可以降低水的表面张力，但我们通

4、常把像第三类这样在较低浓度时就能明显改变溶剂表面张力的物质称为表面活性剂Ⅲ。表面活性剂是一类应用特别广泛，品种较多的重要的精细化学品，已被广泛应用于工农业生产、科研、国防和日常生活等各个方面心刈，有”工业味精”之美誉拍1。随着现代科技的高度发展，人们对特种表面活性剂的开发研究也有了新的重大突破，这里所指的特种表面活性剂主要是指含有氟、硅、硼、磷、锗等的表面活性剂∞1，其中含氟表面活性剂口1是所有这些特种表面活性剂中最重要的一类，也是迄今为止表面活性最高的一类表面活性剂哺1，因此受到了人们的特别关注，尤其近几年来这类表面活性剂得到了迅速发展

5、。我国的氟碳表面活性剂起步虽早，但由于投入力度不够，尚未引起人们的普遍重视和关注，目前仅有少量产品上市，无论是产品的种类、数量、质量还是其应用领域都无法与发达国家相比。1．2氟表面活性剂的特性从整体结构上看，与普通碳氢表面活性剂相似，氟表面活性剂也是由亲水基与疏水基两部分组成的。其中亲油基部分本质上是降低表面张力的主力因素，其结构如图所示：匿至重圆图中所示的RF为含氟的疏水基尾部，X一般为不含氟的亲水基团，但有时为了满足不同情况的需要这部分也会设计成油溶性基团。氟表面活性剂中的碳氟链段可1以是直链、支链或芳香结构，碳氟链一般由氟和碳这两种

6、元素组成如C．F。。+l-，有时为了满足需要，也可能设计成同时含有其它多种元素如含有C、F、H、0、Si等元素，尽管如此，其亲水基部分与普通表面活性剂类似。氟碳表面活性剂分子中含有氟碳链，是碳氢链中的氢原子被氟原子所取代的结果，由于C-F键与C—H相比具有较高的键能，所以氟碳表面活性剂具有较高热稳定性和高化学稳定性，且具有既憎水又憎油的特性。由目前的数据来看，氟碳表面活性剂是表面活性最高的一种表面活性剂。综上所述，氟表面活性剂的特性可以总结为“三高两憎”。1．2．1氟表面活性剂的高表面活性氟碳表面活性剂是迄今为止所发现的表面活性最高的一种

7、，可以说这是由于氟碳链存在的原因，因为普通碳氢表面活性剂中憎水基的氢原子被氟原子取代后，所形成的氟碳链既憎水又憎油砷1，这使得它在有机溶剂中也表现出相当的表面活性。如果在这种表面活性剂分子中再引入极性较低的亲油性基团时，则能更好的降低溶剂的表面张力，而且用很少的量便可发挥显著作用，有时甚至可以使其水溶液的表面张力降到15—16mN／mn引，这是一般表面活性剂所不能达到的效果。1．2．2氟表面活性剂的热稳定性氟表面活性剂分子中含有氟碳链，是碳氢链中的氢原子被氟原子取代后的一种表面活性剂，由于氟原子的电负性较强而且半径较小，故而C-F键比C—

8、H键稳定的多，其键能可达452KJ／moln¨，而且由于氟原子的体积比氢原子的体积大，但又比其他元素的原子半径小，当遇到高温刺激时，首先断裂的是C—C键，其次才是C-F键，由于氟原子产生的屏蔽