《氟碳表面活性剂》PPT课件

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1、氟碳表面活性剂英文：fluoronatesSurfactant/Fluorocarbonsurfactant概述能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力的一类物质称为表面活性剂。氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，指碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代，即氟碳链代替了碳氢链，因此表面活性剂中的非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能。氟碳表面活性剂分为阴离子、阳离子、非离子、两性氟碳表面活性剂，以及其他类型的氟碳表面活性剂如含硅氟碳表面活性剂、混杂型表面活性剂、长链型表面活性剂和无亲水基氟碳表面活性剂等。氟碳表面活

2、性剂广泛应用于合成洗涤剂、化妆品、食品、橡胶、塑料、油墨等诸多行业。在感光材料中，主要用作润湿剂、乳化剂、抗静电剂等。同时还可以作为消防灭火剂的添加剂，油墨添加剂，用于石油开采、纺织印染、纸张皮革处理、环保农药、合成树脂、高档涂料等等氟碳表面活性剂自从用有机方法被合成以来，就引起了人们的广泛关注和兴趣，对其研究和应用随即迅速发展，在科技领域、工业和日常生活中与日俱增的重要意义也被普遍确认。在国外，Dupont公司早在五、六十年代就开始工业化生产氟碳表面活性剂，其他公司也相继开发了各自的工业化合成路线；在国内，中科院有机所在六十年代就开始了对

3、氟碳表面活性的研究，并取得积极成果，已开发了部分工业化产品。近几年，随着国内经济不断发展，人们消费水平的提高，美国Dupont、3M等公司注意到中国市场的巨大潜力和诱人前景，先后在国内推出了他们的系列产品。可以肯定，由于氟碳表面活性剂的独特性能，其应用范围将不断扩大，应用水平会不断提高，在表面处理领域中的地位也将日益重要。颜填料,助剂,树脂,乳液,分散,那么人们不禁要问：究竟什么是氟碳表面活性剂？它到底具有哪些独特的性质？它又能应用到哪些领域或行业?众所周知，表面活性剂一般由极性基团（亲水基）和非极性基团（疏水基）二部份组成。普通表面活性剂

4、的非极性基团为碳氢链，但氟碳表面活性剂的非极性基团为氟碳链，即以氟原子部分或全部取代碳氢链上的氢原子。而二者在极性基团的结构上无明显区别。所以氟碳表面活性剂就是以氟碳链取代碳氢链作为分子中非极性基团的表面活性剂。一、氟碳表面活性剂的概念：二、氟碳表面活性剂的特性及其原理：由上述结构特点，我们便可推知氟碳表面活性剂的独特性质直接与氟碳链相关，更进一步讲是取决于氟元素的独特性质。简而言之，相对于其他表面活性剂，氟碳表面活性剂最为显著的特点是：高效、稳定，即高表面活性，高热力学和化学稳定性。氟元素是电负性最强的元素，它具有高氧化势、高电离能，这种

5、特性一方面造成氟—碳键（F—C）键能高（实际上氟—碳键是已知键能最高的共价键），因而氟碳链结构远比碳氢结构稳定；另一方面氟原子非常难以被极化，使氟碳链极性比碳氢链小。正是因为这种低极性，使氟碳链疏水作用远比碳氢链强烈（其实，低极性不但使氟碳链疏水，而且还疏油—这里油是指碳氢类化合物）；另外，低极性又导致氟碳链相互间作用力弱。这二个因素共同作用使得氟碳表面活性剂分子在水溶液中有比其它表面活性剂分子更加强烈的倾向来脱离水溶液，在液/气界面上定向聚集排列成分子膜，从而使其具有与其它表面活性剂所不同的二种特性；颜填料,助剂,树脂,乳液,分散1、在极

6、低应用浓度下便能显著降低水溶液的表面张力。有些氟碳表面活性剂（如Dupont的Zonyl系列产品）在50~100ppm时便可将水溶液表面张力降到18~20dyn/cm。这主要是氟碳链疏水作用强烈，相互间分子作用力弱的原因。2、极高的表面活性，即可将水溶液表面张力降到极低水平。像全氟羧酸可以使水溶液表面张力降至15~16dyn/cm。这是因为氟碳表面活性剂中的氟碳链在水溶液表面形成排列整齐的单分子膜，就像在溶液表面铺了一层氟碳化合物，而氟碳化合物是典型的低表面能材料，如聚四氟乙烯表面能为19dyn/cm。3氟碳表面活性剂还具有极高的稳定性。这

7、是因为一方面氟—碳键（F—C）键能高，很难被破坏；另一方面氟原子对碳—碳键（C—C）具有屏敝效应。氟原子的半径比氢原子大，可有效地将全氟化的碳—碳键（C—C）屏敝保护起来，减少碳—碳键（C—C）被破坏的可能，但同时氟原子半径又没有大到足以在全氟碳链中引起立体张力的程度，因此使氟碳链更加稳定。这种稳定性具体表现在以下三个方面：1、热稳定性高。全氟磺酸盐能在350~400℃不发生分解，全氟羧酸在400℃环境下能稳定存在，全氟羧酸盐也能应用在250℃的高温体系中；颜填料,助剂,树脂,乳液,分散!2、化学稳定性好。氟碳表面活性可在强酸、强碱、强氧化

8、介质等特殊应用体系中稳定有效地发挥其表面活性剂作用，不会与体系发生反应或分解。如全氟磺酸盐在含氧化铬（10G/L）的98%硫酸溶液中于90℃温度下存放28天其性能不发生任何变化；