含氟表面活性剂研究进展

含氟表面活性剂研究进展

摘要：介绍了含氟表面活性剂的结构、性能及分类；详细阐述了工业生产含氟表面活性剂的三种合成方法以及各种方法的优缺点，并讨论了含氟表面活性剂在纺织印染、石油工业和消防等领域的应用现状，及其最新进展和发展趋势。

关键词：含氟表面活性剂；性能；合成；应用；进展

Research progress on fluorinated surfactants

Abstract : Structure,properties and Classification of fluorinated surfactants were introduced.Three current methods for synthesizing fluorinated surfactants in commercial scale as well as their advantages and disadvantages were described in detail.The applications of fluorinated surfactants in textile dyeing and printing, petroleum industry, paper making et al were discussed.Future development trend of this kind of surfactant was prospected.

Key words : Fluorinated surfactants; Properties; Synthesis; Application;Development

0 引言

含氟表面活性剂的发展历史可追溯至20世纪60年代。1956年美国的3M 公司首先推出商品名为"Fluorad"的氟表面活性剂。随后美国、西欧、日本等国著名的化学制造商相继推

出名目繁多的产品[1]。与普通表面活性剂不同，含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基

或部分氟化了的烷基等作为表面活性剂的疏水基部分，然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团。含氟表面活性剂作为最重要的特种表面活性剂,由于其分子中引入了氟(F)元素,从而赋予它许多比普通碳氢表面活性剂更独特、优异的性能,大大提高了表面活性剂的使用价值, 使得含氟表面活性剂在许多行业具有非常广阔的应用前景。随着表面活性剂在日常生活、工业生产及科技领域的作用和应用日益广泛，生态环保型含氟表面活性剂的应用研究逐渐成为表面活性剂行业的研究热点。

1 含氟表面活性剂的结构与性能特点

1.1含氟表面活性剂的结构

碳氢表面活性剂中C-H 链上的H 原子被F 原子取代后,即成为C-F 链,称为碳氟链,把含有碳氟链憎水基的表面活性剂称为含氟表面活性剂。碳氢链中氢原子全部被氟取代的,称为全氟化表面活性剂；部分被氟取代的则称为部分氟化表面活性剂。目前应用的含氟表面活

性剂大多为碳氢链全氟化物。其典型分子结构如下[2]：

C F F

C F F C F F C F F C F F C F F C F F C F F F SO 2N CH 2CH 2CH 3C O O K

氟元素是电负性最大的非金属元素，原子半径又是除氢以外最小，原子极化率较低，因此，氟原子形成的单键比碳原子与其它元素原子形成的单键键能都大，而且键长较短，这种结构不仅比碳氢结构稳定，还使氟碳链疏水作用远比碳氢链强烈，且氟碳链间相互作用力弱，

体系表面能很低。但是，这使得氟表面活性剂具有高表面活性的同时，也导致其合成较困难。

1.2含氟表面活性剂的性能特点

由于含氟表面活性剂的特殊结构，使其表现出其他表面活性剂所没有的一些特性，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[3]。此外，它还具有优良的复配性能等。

1.2.1 高表面活性

含氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一种，这是含氟表面活性剂最重要的性质。含氟表面活性剂水溶液的最低表面张力可达到20mN/m以下,甚至15mN/ m左右。一般碳氢链的表面活性剂的应用浓度需在0.1% ~ 1%之间,此时水溶液的表面张力只能降到30 ~ 35mN/m,而碳氟链表面活性剂的用量在0.005% ~ 0.1% 时,就能使水溶液的表面张力降至20 mN/m以下。含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。

1.2.2 高耐热、化学稳定性

一般的含氟表面活性剂都能耐400℃以上的高温。如无水全氟烷基磺酸加热到400℃,3h 后才有微量分解,而全氟烷基羧酸到550℃才会发生分解现象,但同样碳原子数目的碳氢表面活性剂,加热到300℃左右就已大量分解。

含氟表面活性剂中的C-F键十分稳定,使它在常温下，可在浓硝酸、发烟硫酸、有机过氧化物等强酸、强碱、强氧化介质中能稳定有效地发挥其表面活性剂作用，不会发生反应或分解。

1.2.3 憎水、憎油性

含氟表面活性剂分子中的含氟烃基，既是憎水基又是憎油基，当它与亲油基团相连后，即可制成油溶性的氟表面活性剂，具有降低有机溶剂表面张力的能力。这种特性表现在碳氟化合物构成的固体表面上，如聚四氟乙烯的表面上，不仅水不能铺展,碳氢油也不能铺展,不仅如此,多种物质在这种表面上都不易附着,大大减少了污染。

1.2.4 良好的润湿渗透性和起泡稳泡性

添加含氟表面活性剂的液体润湿力和渗透力大为提高，在各种不同的物质表面上都能很容易润湿铺展。在普通表面活性剂不能起泡的物质中，使用含氟表面活性剂可以形成稳定的泡沫。

1.2.5 优良的复配性能

含氟表面活性剂与其他表面活性剂复配后，具有更高的降低表面张力的能力[4]。这可以大大降低含氟表面活性剂的使用成本。而且含氟表面活性剂在水中可以形成含水的稳定液晶，成为不溶于水的活性物质，分散于水中，从而使任何两种不同类型的含氟表面活性剂可以相互复配。

此外，含氟表面活性剂还具有其他优良性能，包括乳化分散性、抗静电性、润滑流平性、脱膜性等。

含氟表面活性剂的这些特性使它具有非常高的附加值、广泛的用途和市场前景，特别是在一些特殊的应用领域，有着其它表面活性剂无法替代的作用。

2 含氟表面活性剂的分类

与普通表面活性剂类似，含氟表面活性剂按照亲水基团生成离子类型的不同，可分为阴离子型、阳离子型、非离子型以及两性离子型4种类型[5]。

2.1阴离子型含氟表面活性剂

该类含氟表面活性剂在溶液中解离后，具有表面活性的基团是阴离子。根据阴离子的不

同，可分为羧酸盐型（R f -COO-M+）、磺酸盐型（R f -SO3-M+）、硫酸酯盐型（R f-OSO3-M+）和磷酸酯盐型[R f-OP(O)O22-M2+]等几大类。其中R f 为氟碳疏水基（也可是疏油基），M+为无机或有机阳离子。有些阴离子含氟表面活性剂含有非离子聚氧乙烯基嵌段，以增加含氟表面活性剂的水溶性及其与阳离子或两性表面活性剂的兼容性。氟碳非极性基团可以是全氟的氟碳烷基或部分含氟烷基。

阴离子含氟表面活性剂的典型结构如下：

羧酸盐型：C n F2n+1 COO-M+ (M+=K+、Na+、NH4+、H+)

CF3(CF2)m SO2N(C2H5)(CH2CH2O)n(CH2)3COO-M+ (M = K+、Na+、Li+) 磺酸盐型：C n F2n+1 SO3-M+ (M+=H+、K+、Na+、Li+)

CF3(CF2)n CH2CH2SCH2CH2CONH(CH3)2CH2SO3-M+ (M+= H+、Na+、K+) 硫酸酯盐型：C7F15 CH2 OSO3Na

H(CF2CF2)n CH2 (OCH2CH2)m OSO3-NH4+ (n=4 ~ 6，m=2 ~ 10)磷酸酯盐型：CF3 (CF2)n CH2CH2 OP(O) (OH)2 (n=4 ~ 10)

(CF3)2 CF(CF2)6 CH2CH2 OP(O) (OH)2

2.2阳离子型含氟表面活性剂

该类表面活性剂在水中解离后，形成阳离子的表面活性基团。阳离子含氟表面活性剂主要分为胺盐型和季铵盐型两大类，其中季铵盐型用途最广，因其不受pH影响，均可在酸碱介质中使用。其主要缺点是对某些阴离子敏感，因而不宜与带负电的离子如阴离子表面活性剂或阴离子颜料混合使用。

阳离子含氟表面活性剂的典型结构如下：

C n F2n+1 CH2CH2 N+(CH3)2 C2H5 I- (n= 6 ~ 8)

(CF3)2 CF(CF2)6 CH2CH(OH) CH2 N+ (CH3)3 I-

从结构上看,阳离子表面活性剂中的亲水基团既可以是季铵离子或吡啶阳离子,也可以是胺基。憎水基部分除含氟烃基结构外，往往还含有烃基、酰胺基和磺酰基等基团，其中氟烃基大部分是有6 ~ 10个碳原子的直链烃基结构。

2.3两性含氟表面活性剂

与碳氢两性表面活性剂相似，两性含氟表面活性剂亲水基部分同时含有碱性阳离子和酸性阴离子。阳离子可以是胺基阳离子，也可以是季铵、吡啶阳离子；阴离子多是羧酸基、磺酸基或硫酸酯基。两性含氟表面活性剂易溶于水，在较浓的酸、碱及无机盐溶液中也能溶解，不与Ca2+、Mg2+及其他重金属离子作用，它与其他类型表面活性剂相容性好，而且它既可以被带正电荷的表面吸附，又可被带负电荷的表面吸附。因此两性含氟表面活性剂的应用非常广泛，可以做高效泡沫灭火剂中的泡沫稳定剂，用在碳氢化合物的固体或液体表面作润湿剂分散剂，还可作为含氟烯烃乳液聚合的乳化剂等。

两性含氟表面活性剂的典型结构如下：

C6F13 SO2-NH+ (CH2)3 N(CH2 COO- Na+)2

R f CH2CH2SCH2CH2 N+ (CH3)2CH2COO- (R f为全氟烃基)

两性表面活性剂中的阳离子基团以季铵阳离子较多，而分子中的阴离子可以是一个或多个羧基磺酸基以及硫酸酯基等。

2.4非离子型含氟表面活性剂

非离子型表面活性剂目前主要是聚乙二醇型，是由具有活泼氢的憎水性含氟烷烃衍生物（如含氟的长链脂肪醇、烷基酚、脂肪羧酸、烷基胺、烷基醇酰胺和烷基硫醇等），在酸或碱催化剂参与下，与环氧乙烷加成制得[6]。根据使用介质的不同，可作为水溶液中使用型（含有亲水基）、碳氢非极性溶剂（汽油和苯等）中使用型（含有亲油基）、含硅特种离子氟表面活性剂等3大类，其中含硅特种氟表面活性剂既具有较高的表面活性，又具有较低的表面张

力，使用效果颇佳。为了提高含硅特种氟表面活性剂的表面活性，有人选择了在含硅氟表面活性剂分子中增加氟碳含量的改进方法[7]，同时在氟碳基与硅原子间保持乙烯基链节，效果良好。非离子含氟表面活性剂与阴离子阳离子及两性表面活性剂的相容性好，因而广泛应用于工业生产中。但由于非离子型含氟表面活性剂中的聚氧乙烯亲水基比羧酸盐、磺酸盐等阴离子基团的化学稳定性差，因而不能在含强氧化剂的溶液中使用。

非离子型含氟表面活性剂的典型结构如下：

CF3 (CF2)n CH2O (CH2CH2O)m H

CF3 CHFCF2 CH2O[CH(CH3)CH2O]m (CH2CH2O)n H

3 含氟表面活性剂的合成

含氟表面活性剂的合成一般分三步[8]：首先合成含6 ~ 10 个碳原子的含氟烷基化合物，再制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体，最后引入各种亲水基团。其中含氟烷基化合物的合成是制备含氟表面活性剂的关键，目前含氟烷基化合物工业化生产方法主要有电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。

3.1电解氟化法

电解氟化法是20世纪40年代由美国人J.H.Si mons研制成功的，由3 M公司最早应用于工业化生产，该法工艺成熟，应用至今改变不大。它是通过电解产生的活泼氟原子直接置换原料的氢原子和氯原子而完成的氟化反应。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，反应式如下：

C n H2n+1SO2Cl+HF 电解

C n F2n+1SO2F

C n H2n+1COCl+HF 电解

C n F2n+1COF

由此法制备的全氟烷基酰氟以及全氟烷基磺酰氟，经水解、中和可得相应的酸和盐，进一步反应可得全氟烷基酰氟衍生物或全氟烷基磺酰氟衍生物——阳离子或非离子含氟表面活性剂。

电解氟化法的最大优点在于反应一步完成，过程简单，但其成本高，用电量大，需专门的电解设备，而且反应中反应物的裂解、环化、重排现象严重，副产物多，产率较低。3.2氟烯烃调聚法

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的含氟烷基化合物[9]。典型的氟烯烃调聚反应如Du Po n t公司用五氟碘乙烷作端基物对四氟乙烯在加热加压条件下引发链锁反应，形成“调聚物”：

CF3CF2I+nCF2=CF2加热

加压

CF3CF2(CF2CF2)n I

这样形成的调聚物：高氟碘化物，此化合物仅由直链组成，含有许多碳原子调聚物的化物能进一步转化为功能性中间体含氟表面活性剂。

全氟碘代烷通过各类反应即可制取各种类型的含氟表面活性剂。调聚法制取的全氟烷烃基为直链结构，表面活性高，缺点是得到的产物是不同链长的化合物的混合物。最大优点是能合成中间体全氟碘代烷，并进一步转化为另一重要中间体全氟羧酸，因此可合成各种类型的含氟表面活性剂。

R f CH2CH2I

加热

K2Cr2O7,H2SO4(浓)

R f CH2COOH++副产物

R f COOH

NH3

MOH

R f COO-NH4+

(M+=K+,Na+,Li+)

R f CONH(CH2)3N(CH3)2

R f COOH

R f COO-M+

H2NC3H6N(CH3)2

CH3I

ClC2H4COONa

R f CONH(CH2)3N+(CH3)3I-

R f CONH(CH2)3N+(CH3)2C2H4COO-

3.3氟烯烃齐聚法

氟烯烃齐聚法是由英国ICI公司在20世纪60年代开发的。氟烯烃齐聚法是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应，得到的高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。最常用的氟烯烃包括四氟乙烯、六氟丙烯和六氟环氧丙烯烷，所用的催化剂是KF、CsF和氟化季铵盐，溶剂为极性质子溶剂。采用该方法安全性比较大，反应好控制，但由于支链产物的表面活性不高，故其应用受到较大限制[9]。

3.3.1 四氟乙烯、六氟丙烯齐聚

四氟乙烯、六氟丙烯的齐聚反应方程式为：

nCF2=CF2F

(CF2CF2)n(n=2~6)

nCF3CF=CF2

F CFCF2

CF3n

(n=2~3)

这些齐聚物都是多枝链的丙烯烃，例如四氟乙烯齐聚物四聚体和五聚体的结构如下：

C C F3C CF2CF3 CF3

F3CF2C

四聚体

CF C

F

CF2 F3CF2C

CF

CF2

F3C

F3C

五聚体

F2C

利用连接双键碳原子上的氟活性，易与含氮、氧和硫的亲核试剂发生亲核反应生成枝链型的含氟表面活性剂和防水防油剂。尽管这种多支叉型氟碳基制成的氟表面活性剂的某些性能不及直链型氟表面活性剂，但它生产工艺简单，成本比较便宜。

3.3.2 六氟丙烯环氧化物齐聚

六氟丙烯环氧化物齐聚，所得产物如下式（n= 2,3,4,5,6）：

CF3CF2CF2

O

F

非质子极性溶剂

CF3CF2CF2O(CFCF2O)n-2CFCF=O

F3C CF3

n

含有羧酰氟官能团，反应活性强，可进一步合成氟表面活性剂。与通常的氟碳表面活性剂不同，它具有除一般氟表面活性剂特性外，因为氟憎水基上醚键上氧的柔软性和分枝链，使所有的氟表面活性剂的Krafft点大都低于0℃，从而大大改善了它在应用时的溶解性能。

4 含氟表面活性剂的应用

含氟表面活性剂独特优良的物化性能成就了其传统碳氢表面活性剂所不能的作用与用途，可广泛应用于各工业领域，并能起到降低溶液表面张力、拒油拒水、抗静电、乳化、分散、润湿、渗透等等的作用。

4.1在纺织印染工业中的应用

纺织印染工业已成为含氟表面活性剂最大的应用领域之一，目前氟系列表面活性剂被广泛应用于防油剂、易去污整理剂、防水防油整理剂、柔软剂等织物整理剂中[10]。含氟织物整理剂具有很高的稳定性，在强酸、强碱、高温和高辐射等环境下，都表现出很高的稳定性。含氟织物整理剂还具有低浓度、高效果的特点，使处理过的织物保持良好的手感、优异的透气性和透湿性。经含氟织物整理剂整理过的织物显示出一般碳氢或硅树脂整理所达不到的特性[11]。

随着人们生活水平的日益提高，要求织物应具备多功能性，在具有防水、防油、防静电、防污等整理功能的同时还应具有防火、防霉、防蛀、耐摩擦等一系列优良性能。今后对含氟整理剂的研发应朝着多功能化、低成本、使用条件简单方便等方向发展。

4.2在涂料中的应用

含氟表面活性剂在很低的浓度下能够改善许多涂料、清漆和胶粘剂的性能。如氟表面活性剂能够显著改善涂料的流平性而得到更均匀的涂膜，含氟表面活性剂能够恢复新配方中损失的湿润和铺展性能而成为一种有用的助剂，在潮气固化型的聚氨酯涂料中，添加氟表面活性剂可以使得气泡既小又容易分散，起很好的消泡作用等。

4.3在造纸业中的应用

在造纸行业，含氟表面活性剂作为纸张涂料分散剂，能够覆盖于各个颜料粒子表面，赋于颜料粒子以电荷，使之相互间产生斥力，防止聚集，并起着保护胶体的作用，因此具有良好的流动性和涂料适应性，并能够提高胶粘剂与颜料的混合性。

由于其优良的降低表面张力的能力，对纸张涂料的消泡作用比一般消泡剂更好。利用含氟表面活性剂的优良的润滑、抗静电等性能，作为涂料润滑剂是理想的材料，特别是在热感纪录纸、传真纸的涂布过程，加入氟表面活性剂，可提高运行过程的“糊头”现象。用在磁性记录卡片上，可大大减少信号干扰，提高使用效果。

4.4在石油工业中的应用

含氟表面活性剂能提高和改善地层岩石的润湿性、渗透性、扩散性以及原油的流动性，可以进一步提高驱油效率，使得它在三次采油中有巨大的潜力，现在研究较多的主要是在活性水驱、微乳液驱和泡沫驱油等方面。目前含氟表面活性剂在石油工业中用作驱油剂的技术仍不成熟，受到多方面限制，国内市场上含氟表面活性剂在油田方面的应用实际上是避开了其憎油性，而利用其耐强酸强碱的性质。

4.5在金属表面处理中的应用

金属材料在加工前必须进行去除油污及表面氧化层的工艺，在酸洗液中加入少量氟表面活性剂，不仅除锈速度快、表面平整性好，而且对金属有一定的缓蚀保护作用，可明显提高清洗效果。在对金属表面进行浸蚀处理或光亮处理时，在加入氟表面活性剂，可以改善金属表面的润湿性能，并可减少处理剂蒸发损失，缩短处理时间，提高金属表面光洁度等作用。在强酸强碱介质中，在通常的表面活性剂会失效的情况下，使用氟表面活性剂做润湿剂会更有效。在金属后加工中进行表面处理，用含氟表面活性剂作金属防腐抑制剂，可使金属表面有防水、防油以及防污效果。

4.6在橡胶工业中的应用

含氟表面活性剂主要用作脱模剂、表面改性剂和抗静电剂来使用。用作脱模剂时，由于含氟表面活性剂比碳氢表面活性剂具有更高的表面活性，其含氟链定向排列在模具表面，形成一个不透湿、不黏的表面层，使脱模变得更容易，反复多次使用也不会污染模具和制成品。用作表面改性剂时，含氟表面活性剂在橡胶表面形成一层定向排列的憎水憎油的全氟烃基链，大大提高其表面的平滑性，降低表面的磨擦系数。含氟表面活性剂做抗静电剂的原理是利用其在塑料或橡胶表面形成磨擦系数很低的全氟烃基链定向排列层，减少了磨擦过程，产生静电的可能性。

4.7在皮革工业中的应用

在皮革制造加工工艺中，含氟碳表面活性剂作为润湿、乳化、分散、匀染助剂、常被用在各工序的浸浴中，可以提高效率、改善效果、减少工艺操作时间和最终提高整理皮革产品的质量。在皮革涂饰剂乳液如丙烯酸树脂乳液的制备过程中，需要使用大量的表面活性剂。与一般的碳氢表面活性剂相比，含氟表面活性剂用作高效乳化剂，用量少而有效地防止水性分散体系粒子的胶凝和沉淀，另外，含氟表面活性剂具有优异的化学稳定性、耐热性、电绝缘性、自润滑性、耐大气老化等功能和特点，可以适当改善皮革涂饰剂的性能，提高其耐水、耐有机溶剂的性能。

4.8在消防领域的应用

含氟表面活性剂以其独特优良的性能在灭火剂研制中有着不可替代的特殊作用，作为新型的灭火剂正日益受到重视。氟蛋白泡沫灭火剂是将普通蛋白泡沫灭火剂中加入阴离子型或非离子型氟表面活性剂，可以大大提高灭火速度，其灭火速度比普通蛋白泡沫灭火剂高3~4倍，而且泡沫有自封作用，可以自行扑灭覆盖灭火剂的油面上的局部燃烧的火苗，即有较好的耐复燃性。氟蛋白泡沫灭火剂已经被油库、炼油厂、加油站等处广泛应用[12]，可以扑灭原油、汽油以及柴油等油类火灾。

4.9在其他方面的应用

氟碳表面活性剂还可以用作人工血液替代品，含氟防水防油处理剂可更广泛地应用于快餐、糖果等食品的包装。此外还可用作玻璃、陶瓷业中的清洗添加剂、表面处理剂、蚀刻添加剂、大理石的防污处理剂、塑料薄膜的防雾剂和汽油挥发抑制剂等，其应用效果是一般普通表面活性剂无法媲美的。

5 含氟表面活性剂的最新进展

传统的含氟表面活性剂主要是单链型的。目前双链含氟表面活性剂正引起人们极大的兴趣。已报道的双链含氟表面活性剂主要有两类：第一类是双链均为含氟碳链；第二类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。

近年来，含硅的含氟表面活性剂正以其独特性能引起人们的关注。含氟表面活性剂和硅表面活性剂都属于特种表面活性剂，含硅的含氟表面活性剂可望具有含氟表面活性剂在浓度很高的乙醇水溶液中也显示很高的表面活性。它可作为高效消泡剂，不仅可用于水溶液体系，而且可用于非水体系；含硅的含氟表面活性剂也具有优异的润滑作用。还有研究表明，含硅

的含氟表面活性剂有很高的抗艾滋病毒（HIV- 1）活性。

对含氟表面活性剂中碳氟链进行化学修饰使其具有更多的特殊功能的工作也有了较大进展[13]。与碳氢链锯齿型构型相反，碳氟链具有刚性构型。有人将醚键引入碳氟链，使碳氟链具有更好的柔顺性及水溶性，而杂原子的引入更使碳氟链多功能化。

随着对氟碳表面活性剂研究的深入，不容忽视的毒性问题也浮现出来。目前全球关注的焦点是PFOS/ PFOA氟碳表面活性剂，已证明是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有持久性、生物累积性、远距离环境迁移的可能性,对人类健康和生存环境造成影响[14]。PFOS是全氟辛基磺酰化合物（Perfluorooctane Sulfonate）的英文缩写,即C

F17SO2Y（Y

8

= OH、金属盐、卤化物、氨基化合物和包括聚合物在内的其他衍生物）；PFOA是全氟辛酸类化合物（Perfluorooctanoic Acid）的英文缩写，即C7F15COOH及其衍生物。其最新替代品主要集中在以下方面，即采用C6或C4含氟整理剂、纳米型含氟整理剂、复配型含氟整理剂、丙烯酸氟烃酯类树脂和聚四氟乙烯等。

6 结论

含氟表面活性剂作为特种表面活性剂，由于其奇特的性能，成为人们关注的焦点，同时随着环境污染问题的日益严重，表面活性剂的绿色化学也成为研究的前沿。含氟表面活性剂作为工业化产品的历史并不很长，它的应用领域还有待进一步开拓。未来几年内，含氟表面活性剂研究应主要集中在以下几个方面:深入研究含氟表面活性剂结构和性能的关系，特别是其毒理性、环境相容性的研究；开发新型绿色表面活性剂，使其种类多样化、系统化，拓展其应用领域；表面活性剂的绿色工艺研究, 以降低产品中有害物质的含量，降低含氟表面活性剂的生产成本以及含氟和无氟表面活性剂的复配技术的研究。

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[14] 梅胜放. 我国PFOS/PFOA的生产应用以及国内外标准现状[J].有机氟工业，2008(1):21~2.

表面活性剂最新研究进展

表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面

含氟表面活性剂

含氟表面活性剂的研究进展 摘要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂的一类。本文对含氟表面活性 剂的结构与特性、合成方法及应用进行了简单综述。 关键词：氟表面活性剂；结构；特性；合成；应用 Containing fluorine surfactants research progress Abstract：containing fluorine surfactant is special surface active agent category. Compared with the traditional surface active agent, with high surface activity, high heat stability and GaoHuaXue stability, already hate water and the characteristics of every oil, has been widely used in washing, fire control, oil, textile and other fields. This paper containing fluorine surfactants structure and properties, synthesis methods and the application of a simple and reviewed in this paper. Keywords: fluorine surfactant; Structure; Characteristics; Synthesis; Application 氟表面活性剂主要是指碳氢链疏水基上的氢完全或部分被氟原子取代的表面活性剂。氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一种，有很高的热稳定性、化学稳定性。此外，其碳氟链既憎水又憎油，可制成油溶性的氟表面活性剂。氟表面活性剂的这些独特性能使其具有广泛用途，特别是在一些特殊应用领域起着其他表面活性剂无法取代的作用。氟表面活性剂合成较难，对其研究也相对较少，而且很多研究成果都已申请专利[1] 。 1.含氟表面活性剂的结构 从结构上看，氟表面活性剂与普通表面活性剂相似，都由亲水基和疏水基组成（见图1），尾部RF 是一个既憎水又憎油的氟碳链（可以是直链或支链），可根据使用需要改变链长和结构，一般最适宜的碳氟链长为6～10。尾部RF 在降低表面张力上起着决定性作用，也使得氟表面活性剂不同于传统的碳氢、硅

表面活性剂解析

表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变 物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时 存在多个亲水基，多个疏水基。 分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活 性剂、冠醚型表面活性剂。 常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构 （1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS） 弧比一 3 Na （2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ） （3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO） R-O-（CH2CH2O） n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO- 阴离子表面活性剂的合成： （1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程: a?以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂） R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3 （以AlCl3作催化剂） HCl + AICI3 = H S +—Cl S - ? AICI3 RCh k CH2 + H S +—Cl S - ? AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 — 之后反应： R-CH-CH3 +

氟表面活性剂

氟表面活性剂 英文名：fluorinated surfactant （FSA） 一、碳表面活性剂的基本概念： 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。普通表面活性剂的非极性基团为碳氢链，而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。但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。 二、氟碳表面活性剂的分类： 与普通表面活性剂一样，氟碳表面活性剂的分类依据其极性基团结构不同可分为离子型和非离子型二大类。离子型又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型氟碳表面活性剂。 1、阴离子型氟碳表面活性剂： 根据其极性基团（亲水基）不同可分为羧酸盐类（RfCOO-M）、磺酸盐类（RfSO3-M）、磷酸盐类（RfOPO3M）和硫酸盐类（RfOSO3-M），工业上应用以前三者为主。 羧酸盐类氟碳表面活性剂：一般在强酸或含高价阳离子水溶液中的溶解度较小，但热稳定性较高； 磺酸盐类氟碳表面活性剂：相对具有更好的耐氧化性，对强酸、电解质敏感性小； 磷酸盐类氟碳表面活性剂：相对发泡性能较差。 2、阳离子型氟碳表面活性剂： 阳离子氟碳表面活性剂几乎都是含氮化合物，即有机胺衍生物。由于大多数物质表面颗粒带负电荷，故阳离子型活性剂易被吸附。 3、两性离子氟碳表面活性剂： 两性离子活性剂分子结构中同时含有酸性基和碱性基，其表现出的离子类型取决于溶液PH值，即在酸性介质中表现为阳离子型，在碱性介质中表现为阴离子型。两性氟碳表面活性剂酸性基主要是羧酸基和磺酸基，碱性基主要是氨基或季铵基。两性氟碳表面活性剂具有优良乳化性能，在氟碳材料、纸张、皮革等产品制造过程中用作乳化剂。 4、非离子型氟碳表面活性剂： 非离子型氟碳表面活性剂在水溶液中不电离，其极性基通常为含氧醚键（如聚氧乙烯基）。非离子型比其它类型活性剂更易溶于水、有机溶剂（包括酸、碱介质），与其它类型活性剂的相容性也更好。由于其在水中不电离，故对PH值稳定性高，受电解质、无机盐的影响也小，但因其极性基为一定数量的含氧醚键/羟基组成，故不能应用于强氧化介质，以免造成醚键断裂。

生物表面活性剂研究进展

生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 （黄石理工学院，湖北，435000） 【摘要】：生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物，它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法，综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展，主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用，探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】：生物表面活性剂；微生物；应用；发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng （Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003）abstract：Biological surfactant is secreted by microbial natural products，it is avirulent,can biodegradation，a little influence and efficient surface activity，and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods，this paper reviews biosurfactant in petroleum，washing，pharmaceutical，food and other industrial areas of application and research progress，mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application，discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words：biosurfactant；Microbial；application；development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质，化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的，在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染，对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世

含氟表面活性剂经典综述

含氟表面活性剂经典综述 作者：肖进新江洪(大学化学与分子工程学院胶体化学研究室, 100871) 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.%围才可使水的表面力下降到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

减阻表面活性剂的研究进展

第24卷第1期2007年1月精细化工 FI NE C H E M I CAL S Vo.l24,No.1 J an.2007 表面活性剂 减阻表面活性剂的研究进展* 乔振亮,熊党生 (南京理工大学材料科学与工程系,江苏南京 210094) 摘要:介绍了表面活性剂减阻的机理。探讨了影响表面活性剂减阻效果的各种因素,包括:表面活性剂与补偿离子的结构及其浓度、管路系统的直径、流体的温度和速度以及环境中的金属离子。论述了表面活性剂的减阻与传热效率之间的关系;并且讨论了在使用减阻表面活性剂的循环系统中提高传热效率的方法。总结了减阻表面活性剂的一般特点。预测了减阻表面活性剂的发展趋势。引用文献35篇。 关键词:表面活性剂;减阻;传热效率 中图分类号:TQ423.99 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2007)01-0039-05 Progress i n D rag R educi ng Surfactant R esearch Q I A O Zhen li a ng,X I O NG Dang sheng (D e p ar t m ent of M aterial Science and E ngineer i ng,N anjin g Universit y of Science and T echnology,N anjing210094,J iangsu,China) Abstract:The m echanis m of drag reduc i n g surfactant is i n troduced.M any facto rs i n fluenc i n g t h e effectiveness o f drag reducing surfactant are addressed,such as surfactan,t counteri o n,concentra ti o n, dia m eter of c ircu lati n g syste m s,te m perature and velocity o f the fl u i d,and i o ns inside the recircu lation syste m s.The re l a ti o nship bet w een drag reduction and heat transfer ab ility i s discussed,and m ethods of i m prov i n g the effic i e ncy of heat transfer i n the recircu lation syste m s conta i n ing the drag reduci n g surfactan t are a lso described.Co mm on characteristics of drag reduc i n g surfactant are su mm arized. F i n ally,t h e developm ent trend of drag reduc i n g surfactant is i n d icated.35references are c ited. Key w ords:surfactan;t drag reduction;heat transfer ab ility 19世纪80年代的石油危机引起了人们对减阻技术的普遍关注,继而这一技术迅速应用于各个行业。主动减阻是一种向紊流中添加少量添加剂,使流体摩擦力大大降低的方法。流体的紊流被改变或者受到抑制,便产生了减阻的效果。 一些少量的高分子聚合物和阳离子表面活性剂可以加在水中降低紊流阻力,研究发现,紊流流动阻力最高可以降低80%[1]。所以,这一技术在远距离流体输送、城市供热制冷等领域具有良好的应用前景。虽然一些水溶性的高分子也可以用来减阻,但是在有工业泵的系统中,如果用水溶性高分子就存在着机械降解的问题,并且降解后分子结构无法恢复,使减阻能力下降。表面活性剂受大的剪切应力作用也会发生机械降解,但是它可以自行修复[2]。因此,在有机械力的场合,多用表面活性剂来进行减阻。 用来减阻的表面活性剂有阳离子、阴离子、两性离子等。阴离子表面活性剂做减阻剂使用时,易与水中的钙、镁离子形成沉淀而影响减阻效果;阳离子表面活性剂做减阻剂对水质要求不高,有更广泛的使用范围;在加热系统中用两性减阻表面活性剂也是一种增加经济效益的很有前途的方法[3]。在实际使用中最常用的表面活性剂是阳离子型和两性离子型两类。减阻表面活性剂的特殊重要性,使它受到广泛关注,国内许多人都做了相关研究[4~7]。 本文综述了减阻表面活性剂的研究进展。 *收稿日期:2006-06-19;定用日期:2006-09-08 作者简介:乔振亮(1970-),男,河南省巩义市人,博士研究生,师从熊党生教授,主要从事生物材料、仿生减阻材料的研究,电话:025-********,E-m ai:l q i aozhen liang@126.co m。

纳米三防后整理技术的进展

纳米三防后整理技术的进展 最近更新时间：2009年5月15日 提供商：美国科诺工业有限公司资料大小：0 文件类型：/下载次数：0次 资料类型：浏览次数：149 次 相关产品： 详细介绍： [摘要]综述了“三防"多功能后整理技术的进展,重点讨论了有机氟“三防"整理剂的相关情况,对纳米整理技术的应用也作了简单的介绍。 [主题词]有机氟拒水拒油拒污整理剂 1 前言 随着经济和社会的发展，人们生活质量的提高，单一功能的纺织品已远远不能满足人们的需要，多功能整理的纺织品因其优良的性能正越来越受到人们的关注和喜爱。“三防"(拒水、拒油、拒污)整理就是在织物上施加一种或数种整理剂，改变织物的表面性能，使织物不易被水和常见油污所润湿或沾污。“三防"纺织品可广泛应用于服装面料、厨房用布、餐桌用布、装饰用布、产业用布、军队用布、劳保用布等领域。 目前常用的拒水整理剂主要有以下几种[1][2] 英国ICI公司的Velan PF,是硬脂酸酰胺亚甲基吡啶氯化物。在国内的商品名为防水剂PF。本类产品没有明显的拒油性能，也不符合环保要求。 Ciba-Geigy的Phobotex FTC、FTG及国产的AEG，MDT，MWZ等，是羟甲基类拒水整理剂。本类产品没有明显的拒油性能，在整理过程中无有害物质释放，但整理后的织物中残留大量甲醛，仍不符合环保要求。 石蜡-铝皂类拒水整理剂符合环保要求，但不耐久，同时也没有明显的拒油性能。 美国Dow Corning 公司的Silicone conc V、德国Bayer公司的Perlit SI-SW

等是有机硅类拒水整理剂。本类产品具有优良的拒水效果，但没有明显的拒油性能。 美国加州Nano-Tex公司的Nano-Care是纳米型整理剂，具有较好的拒水拒油性能。 法国Atochem公司的Forapel、美国3M公司的3589、3585系列、美国Du Pont 公司的Teflon系列、德国Hoechest公司的Nuva、日本旭硝子的 Asahiguard AG-480、AG-415和AG一710、日本大金公司的TG-410、TG-421和TG一527、日本日华的EC5O、深圳先进公司的WRS-C35等都是有机氟型整理剂，具有良好的拒水拒油性能。本文主要论述这类整理剂的研究进展,同时对纳米拒水拒油整理剂作一简要介绍. 2 有机氟聚合物的结构、作用机理及联合增效效应[3] 通过适当的整理工艺, 有机氟聚合物可以赋予织物保护层，从而使织物具有“三防"功能。特殊改性的有机氟聚合物同其他普通聚合物不同，它具有全氟化侧基。聚合物骨架主链本身不含氟，但却是聚合物重要特征的载体，它影响聚合物膜的形成、膜的硬度和在织物基体上的牢度。反应性侧基把聚合物固定在基体上，使得聚合物具有水洗牢度。 有机氟聚合物可以把织物表面能降低到油、水、和污渍不能浸润和穿透纤维的程度。这种作用的最佳整理效果体现在有机氟聚合物能够形成无缝的看不见的保护膜，这层膜把纤维包裹起来。液态无溶剂时纠缠在一起的有机氟聚合物在膜成型时在纤维表面扩展开来，含氟侧链在干燥处理时的热作用下伸直取向。同时，聚合物通过反应基团或在端基封闭的异氰酸酯助促进剂作用下与纤维牢固结合。 有机氟聚合物处理方法与织物表面张力的依赖关系如图1所示: 有机氟树脂与其它组分混合时，表现出良好的联合增效效应。De Marco和Dias研究了含氟拒水剂与吡啶型拒水剂、石醋乳液混用时的增效性能。利用联合增效效应不仅大大提高产品的性能，对降低成本也具有重要意义，虽然各种疏水性烃类与有机氟有协同作用，但有

特种表面活性剂和功能性表面活性剂

特种表面活性剂和功能性表面活性剂 概述： 简要介绍了含氟表面活性剂的结构、性质和分类，详细阐述了目前工业生产含氟表面活性剂的3种合成方法以及各种方法的优缺点，最后讨论了含氟表面活性剂在石油工业、消防和生物医药等领域的应用现状，并展望了其研究开发方向及发展趋势。 内容： 普通表面活性剂的疏水基一般是碳氢链，称为碳氢表面活性剂。 若将碳氢链中的氢原子部分或者全部替换成为氟原子，就成为含氟表面活性剂，或称碳氟表面活性剂(fluorocarbonsurfactants)，它是最重要的一种特殊表面活性剂。由于它有许多优良的性能，目前已逐渐成为表面活性剂行业研究的热点。 1含氟表面活性剂的结构、特性和分类 1.1含氟表面活性剂的结构 碳氢表面活性剂中的C-H链上的H原子被F原子取代，成为碳氟表面活性剂。碳氢链中的氢原子全部被氟取代的称为全氟表面活性剂，部分被氟取代的称为部分氟表面活性剂，目前应用的含氟表面活性剂大多是全氟表面活性剂。随着碳氢链转变成为碳氟链，物理化学性质呈现出明显的差异，比如含氟表面活性剂合成较为困难；在各类表面活性剂中，含氟表面活性剂具有最佳的活性等。 1.2含氟表面活性剂的特性 由于含氟表面活性剂的特殊结构，使其表现出其他表面活性剂所没有的一些特性，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。 表面活性剂的效果与表面性质和表面活性剂的结构密切相关，研究表明，含氟表面活性剂在降低氟碳化合物／水界面张力时尤为出色[1]。含氟表面活性

剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最强的一种，由于其临界胶束浓度很低(10-5mol／L～10-6mol／L)，用量比碳氢表面活性剂小得多，在极低的浓度下(普通表面活性剂的l／10到1／100)就能使水的表面张力降至20 mN／m以下，新型的氟季铵盐双子表面活性剂甚至能使水的表面张力降至13.7 mN／m[2]。含氟表面活性剂有很高的耐热性，如固态全氟辛基磺酸钾在420℃加热5h不分解[3]，因而可在300℃以上使用，这是一般表面活性剂远远不及的。含氟表面活性剂可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用，表现出极高的化学稳定性。 研究表明，含氟表面活性剂的高表面活性是由于其分子间的范德华力小造成的，表面活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小，导致了表面活性剂分子在溶液表面大量的聚集，形成强烈的表面吸附，而这类化合物不仅对水的亲和力小，而且对碳氢化合物的亲和力也较小，因此形成了既憎水又憎油的特性，使其可应用于不同场合。 1.3含氟表面活性剂的分类 与普通表面活性剂类似，含氟表面活性剂依其结构可分为阴离子型、阳离子型、非离子型以及两性离子型4种类型[4]。 阴离子含氟表面活性剂在溶液中解离后，根据解离出的阴离子结构不同，又可分为羧酸盐型(RfC00-M+)、磺酸盐型(Rfs03-M+)、硫酸酯盐型(RfOS03-M+)和磷酸酯盐型(RfOP (0)02-2M+2)等几大类。其中R为氟碳疏水基，M+为无机或有机反离子。有些阴离子含氟表面活性剂含有非离子的聚氧乙烯基片段以增加含氟表面活性剂的水溶性及其与阳离子或两性表面活性剂的兼容性。 阳离子含氟表面活性剂主要分为胺盐型和季铵盐型两大类，目前对这两类含氟表面活性剂的研究较多。其中季铵盐型阳离子含氟表面活性剂不受pH影响，在酸碱介质中均可使用，故其用途较为广泛。 但阳离子含氟表面活性剂对某些阴离子敏感，因而不宜与带负电的离子如阴离子表面活性剂或阴离子颜料混合使用。

表面活性剂LAS废水处理研究进展

表面活性剂LAS 废水处理研究进展 作者：姜安玺, … 文章来源：本站收集 点击数： 64 更新时间：2008-2-17 荐 近年来我国洗涤剂工业发展迅速,其产量逐年增加。1985年我国合成洗涤剂产量为100.4万T,1990年为151.4万T,1995 年已达221.8万T,2000年为382.8万T,2005年预计为460万T 。 目前我国应用比较多的表面活性剂有:阴离子表面活性剂(以直链烷基苯磺酸钠LAS 为主)占总量的70%;非离子表面活性剂占总量的20%;其他占10%。合成洗涤剂用途广泛,几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面,最后大部分形成乳化胶体状废水排入自然界,其首要污染物LAS 进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。因此对于表面活性剂LAS 的处理是这类乳化胶体废水的共同要求,该类废水可称之为表面活性剂(LAS)废水。LAS 废水的处理对于保护资源,保持生态平衡,促进经济发展,都具有重要意义。表面活性剂废水的来源除了合成洗涤剂生产过程中排放大量的LAS 废水外,洗涤、化工、纺织等行业和日常生活中都会产生LAS 废水。其特点主要有以下3点。1)废水中除含有表面活性剂LAS 和其乳化携带的胶体性污染物外,还含有混合助剂、漂白剂和油类物质;废水中的LAS 以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。2)废水一般偏碱性,pH 值约为8～11;废水中LAS 含量有的高达上千mg/L,如洗毛废水,有的只有十几mg/L,如洗浴废水;COD 值差异也很大,从几百到几万甚至十几万mg/L 。3)废水中的LAS 会造成水面产生大量不易消失的泡沫。废水中的LAS 本身有一定的毒性,对动植物和人体有慢性毒害作用,LAS 还会引起水中传氧速率降低,使水体自净受阻。另外,废水产生的泡沫也会影响环境卫生和美观。目前对LAS 废水的处理除了原有的物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并得到了一定的应用。本文简要总结了目前我国LAS 废水的处理技术现状,并探讨了该类废水处理技术的发展方向。 1 处理方法进展 根据对废水中LAS 的破坏性,可以将处理技术分为两类,“非破坏性”技术,即分离法,包括混凝分离法、泡沫分离法、膜分离法、吸附法;“破坏性”技术,即氧化分解法,包括催化氧化法、微电解法、生物氧化法。 1.1 混凝分离法 常用的混凝剂包括无机混凝剂和有机混凝剂两大类:其中无机混凝剂主要是铁盐、铝盐及其聚合物。目前国内研究主要集中在对原有混凝剂的复配使用和新型混凝剂的开发上,如用铝铁复合混凝剂处理COD 为684mg/L 、LAS 为160mg/L 的废水。与传统的聚铁、聚铝混凝剂相比,COD 、LAS 的去除率可提高6%、8%左右,同时沉降速度、污泥量都有所改善[4]。有机混凝剂包括阳离子高分子混凝剂,两性有机高分子混凝剂,阴离子型高分子混凝剂和非离子型混凝剂。其中阳离子型混凝剂二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)作为水处理剂在国内用得不多,而在国外应用极为广泛,几乎涉及工业废水、生活污水以及饮用水的各个方面。今后混凝剂的开发应以现有混凝剂为基础,在混凝剂 的结

含氟表面活性剂的应用

含氟表面活性剂及其应用 摘要 含氟表面活性剂是目前最受青睐的特种表面活性剂，相比于传统的碳氢表面活性剂，含氟表面活性剂的用量少，降低水溶液表面张力的作用强，同时可以跟其它表面活性剂起到很好的复配效果，可以应用于石油、消防、涂料、造纸等很多领域。

目录 1 表面活性剂 (1) 2 含氟表面活性剂的结构及性质 (1) 2.1 含氟表面活性剂 (1) 2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 (1) 2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 (1) 2.1.3 含氟表面活性剂的表面活性 (2) 2.1.4 含氟表面活性剂的水溶液在油面上的铺展 (2) 2.2 含氟表面活性剂类型 (2) 2.3 含氟表面活性剂的合成方法 (3) 2.4 含氟表面活性剂的应用 (3) 2.4.1 在石油领域的应用 (3) 2.4.2 在消防领域的应用 (4) 2.4.3 在涂料中的应用 (4) 2.4.4 在造纸业中的应用 (4) 2.4.5 在其他方面的应用 (4) 2.5 含氟聚合物的研究进展 (5) 3 展望 (8) 4 个人想法 (8) 参考文献 (9)

1 表面活性剂 所谓表面活性，是指溶剂的表面张力降低的性质，能显著降低（多数为水）表面张力或液-液界面张力的物质被称为表面活性剂。最近科学领域不断地在开拓，表面活性剂不仅运用于日常生活，还可以运用到国民经济关系到的很多方面，在这些领域里，表面活性剂有着神奇的效果，用量虽少，但对改进技术、提高质量、增产节约却收效显著，有“工业味精”之美誉。 我们把表面活性剂的疏水基只含有碳氢链（分子中可以含有Cl、Br、I、O、N、S等元素）的这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂。如果除含有以上元素外，分子中还含有F、Si、B等元素，则叫做特种表面活性剂。但随着科学技术的不断发展，一些结构特殊的表面活性剂的不断出现，形成了新型的特种表面活性剂，如含有Bola型、双子型、冠醚型等结构的表面活性剂。特种表面活性剂之所以受到如此关注，是因为它具有诸多普通表面活性剂所不能及的特殊性质。特别是含氟表面活性剂，它是近年来迅速发展的一类表面活性剂，是特种表面活性剂非常重要的一个品种，也是迄今为止表面活性最高的一种。 2 含氟表面活性剂的结构及性质 2.1 含氟表面活性剂 碳氧表面活性剂结构上的氧原子被氟原子部分或者全部替代被称为含氟表面活性剂。它具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性、憎水性和憎油性的“三高”、“两憎”的独特性能，是20世纪最重要的化工产品之一，在许多特殊的领域中有着不可替代的作用。 2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 氟是自然界中电负性最高的元素，所以碳氟键的共价键具有离子键的性能，键能很高，可达415J/mol，又因为共价键合的氟原子的原子半径比氧原子大，可有效地将全氟化的键屏蔽保护，因此相比之下含氟表面活性剂具有良好的化学稳定性和热稳定性。例如，将全氟辛基磺酸在浓硝酸中反应温度加到170℃也没有被分解；同时与其他的过氧化氧或者联氨等反应时也没有发现异常。 2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 含氟表面活性剂在水溶液的溶解度完全取决于其极性基团和碳氟基的结构，其溶解度随着链长的增加而降低。例如甲烷在水中的溶解度是四氟甲烷的7倍。

[2020年](发展战略)含氟织物整理剂的发展方向精编

（发展战略）含氟织物整理剂的发展方向

含氟織物整理劑的發展方向 有機氟織物整理劑具有優良的憎水憎油性、透氣性以及耐洗、防汙和易去汙性能，它的主要成分是全氟烷基（Rf）長鏈化合物，它形成的薄膜具有Rf基所賦予的低臨界表面張力。因此經過它處理的織物不僅有憎水性，還有憎油性，而且織物仍能保持原有的色澤、手感、透氣性和穿著舒適性。目前，含氟織物整理劑的應用重點是防雨外衣織物、服裝、窗簾、工作服及地毯等，在此基礎上可以開發生産表面活性劑、皮革、防水劑、防汙劑、造紙防油施膠劑等系列產品。在許多應用領域，含氟織物整理劑已佔有不可替代的地位，是一個很有發展前途且極有推廣價值的産品。 一、含氟織物整理劑的合成方法 從聚合方法上分整理劑的合成一般採取兩種方法：溶液聚合法和乳液聚合法（包括微乳液聚合）。 溶液聚合方法簡單，且應用時不需要高溫處理，但由於溶劑的存在給應用帶來許多不便，例如相對較低的閃點就要求特別預防措施和安全保護；有些溶劑揮發性很大，容易耗損；而且使用時必須用和原溶劑相同或相容的溶劑稀釋，但溶劑用量加大，成本就提高。 乳液聚合的優點在於聚合速度快，成本低，乳液狀産品比較適合紡織品的深加工處理，且對環境的污染較少。 微乳液聚合更是有著溶液聚合所不可比擬的優點：一是微乳的乳液粒徑比普通乳

粒小一個數量級，乳液完全處於熱力學穩定的分散狀態，貯藏穩定性、耐熱穩定性和抗剪切穩定性優異，是高穩定助劑；二是大大提高了助劑的有效作用，當粒徑縮小到原來的1/10時，有效濃度相同的助劑其有效粒子數增大了1000倍，有效粒子濃度提高，與纖維接觸，親和機會增多。 Tanaka等人提出核-殼乳液聚合，其中含氟聚合物作核，聚酯作殼。含氟聚合物是由含氟丙烯酸酯和其他帶烯鍵的不飽和單體聚合而成，聚酯主要帶有0.01~0.1份的親水基團。Yamana等人也提出核-殼乳液聚合，與Tanaka等人不同的是：在溶劑的存在下，核部分由≥30%（m）含氟丙烯酸酯和≤70%（m）非氟單體共聚而成，殼部分由≤30%（m）含氟丙烯酯和≥70%（m）非氟單體共聚而成。 二、市場需求 目前世界上生産含氟織物整理劑的廠家主要有6家，年生産量約爲1萬多噸，但這遠不能滿足需求。美國的需求最大，約5000噸/年，日本次之，約3000噸左右，法國1000多噸，德、英、瑞士合計2000多噸，韓國及臺灣和香港地區每年消耗1000多噸。 中國國內對憎水憎油劑的應用尚處於起步階段，目前年消耗在千噸左右。氟劑的價格在50~160元RMB/kg，有的高達400元RMB/kg。中國持續快速的經濟發展，決定了氟整理劑、氟表面活性劑和其他氟精細化學品需求快速增長。 浙江省經貿委在《浙江省石油化學工業"十五"規劃綱要》中將"加強含氟織物整理劑等表面活性劑新産品的合成等關鍵性技術的研究與開發"列爲浙江氟産品發展

表面活性剂最新设计研究进展

word整理版 表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面

表面活性剂的研究进展论文Word版

表面活性剂的研究进展（药剂学课程论文） 2015年 5月3日

表面活性剂的应用和发展 摘要：表面活性剂素有“工业味精”之称，目前已被广泛应用于纺织、制药、化妆品、食品、造船、土建、采矿、表面处理等领域，它是许多工业部门必须的化学助剂，其用量小，收效大，往往起到意想不到的效果。本文主要讲述了表面活性剂的作用、分类、应用和发展。并且阐述了我国表面活性剂的应用、行业发展状况以及与国外的差距, 对我国相关行业的发展方向及现有产品结构的调整提出建议。 关键词：表面活性剂作用分类应用发展 表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。它达到一定浓度后可缔合形成胶团,从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。其分子结构均由两部分构成，分子的一端为极亲油的疏水基，分子的另一端为极性亲水的亲水基，两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，赋予了该类特殊分子既亲水又亲油，又不是整体亲水或亲油的特性,这种特有结构通常称之为“双亲结构”。 1 表面活性剂的应用 表面活性剂主要应用于洗涤、纺织等行业，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。表面活性剂在医药行业也有广泛应用，在药剂中,一些挥发油、脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。总之，表面活性剂作为精细化工领域的支柱产业，在国民经济中具有重要的作用。2009年我国表面活性剂的消耗情况见表 1。由于产品档次不高，与发达国家相比，我国表面活性剂在医药、农药、造纸等行业的消耗比例偏低，而且主要通过进口来满足需要。 目前，我国在表面活性剂领域，由于长期以来产业化基础比较薄弱，生产规模小，规模化大生产的能力不强，使得我国表面活性剂的生产技术落后，产品品种单一，产品配套能力差，系列化产品的研究开发能力不足，新产品的研发能力也比较低，与国外的先进技术有很大的差距，在高新技术领域差距更大。近年来，我国为了促进化工行业的发展，对表面活性剂及助剂行业投入了大量的建设和改造资金，取得了一定的成效，但是，由于与国外的先进技术有很大的差距，产品结构性的缺陷仍然存在，主要表现为在表面活性剂产品的品种单一，档次低，许

含氟表面活性剂的研究进展及应用

含氟表面活性剂的研究进展及应用 专业班级：2012级化学（师范类）1班姓名：刘楠楠课程名称：精细化工概论摘要：氟表面活性剂特殊的性能，使其在一些特殊甚至苛刻的环境起着其它表面活性剂无法替代的作用，显示出强大的生命力。近年来，含氟表面活性剂的研究引起人们极大的关注。含氟表面活性剂的应用研究逐渐成为表面活性剂行业的研究热点。本文就含氟表面活性剂的研究进展和应用进行论述。 关键词：氟；表面；活性剂；进展；应用 含氟表面活性剂是指碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代，所形成的具有氟碳链憎水基的表面活性剂与传统的表面活性剂相比，含氟表面活性剂具有较高的表面活性（耐热稳定性、高化学稳定性及既憎水又憎油等优良特性），在各行各业的应用前景非常广阔随着表面活性剂在日常生活、工业生产及科技领域的作用和应用日益广泛，含氟表面活性剂的应用研究逐渐成为表面活性剂行业的研究热点[1]。 1.含氟表面活性剂的研究进展 按照亲水基团类型的不同，含氟表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型以及两性表面活性剂两种类型。 1.1阴离子型含氟表面活性剂 根据阴离子的不同，可分为羧酸盐型(R f-COOM)、磺酸盐型(R f-SO3-M+)、硫酸醋盐型(R f-OS3-M+)和磷酸醋盐型(R f-OP(O)O22-M2+)等几大类。其中R f为氟碳疏水基（也可是疏油基），M为无机或有机阳离子[2]。有些阴离子含氟表面活性剂含有非离子聚氧乙烯基嵌段，以增加含氟表面活性剂的水溶性及其与阳离子或两性表面活性剂的兼容性。氟碳非极性基团可以是全氟的氟碳烷基或部分含氟烷基。 1.2阳离子型含氟表面活性剂 阳离子含氟表面活性剂主要分为胺盐型和季铵盐型两大类，其中季铵盐型用途最广，因其不受pH影响，均可在酸、碱介质中使用[3]。阳离子含氟表面活性剂的主要缺点是对某些阴离子敏感，因而不宜与带负电的离子如阴离子表面活性剂或阴离子颜料混合使用。 从结构上看，阳离子表面活性剂中的亲水基团既可以是季铵离子或吡啶阳离子，