含氟表面活性剂的合成及应用.doc

第25卷　第1期　　皮　革　与　化　工　　　　　　　　　Vol.25　No.1 　　　　　　　 　Feb.2008　2008年2月　LEATHERANDCHEMICALS实用技术 含氟表面活性剂的合成及应用 袁绪政,王学川 (陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021) 摘要:含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,具有高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;既憎水又憎油的特点,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。本文介绍了含氟表面活性剂的发展历史、合成方法及在各个领域的应用,并展望了其在皮革工业中的应用前景。关键词:含氟表面活性剂;合成;应用 中图分类号:TS529.1　　　文献标识码:A　　　文章编号:1674-0939(2008)01-SynthesisandSurfactants -,-chuan (andEnvironment,ShaanxiUniversityof ScienceTechnology,Xian710021,China) Abstract:Fluorocarbonsurfactantswhichareoneimportantkindsofspecialsurfactantspossessexcellentpropertiesofhighsurfaceactivity,highthermalstabilityandhighchemicaldurability;goodwaterandoilrepellency;andhaveirreplaceableuseofhydrocarbonsurfactants. Thedevelopment,synthesismethods,andapplicationsof fluorocarbonsurfactantsareintroducedinthispaper;itsapplicationforegroundofleatherindustryisforecastedmeanwhile. Keywords:fluorocarbonsurfactants;synthesis;application 　　含氟表面活性剂的发展历史可追溯至50年前。 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 不受大部分有机试剂的影响; 耐热、耐氧化性好; 同时兼具疏水性、疏油性;是高强度、低绝缘系数的绝缘体且不产生静电;有非常低的表面张力或表面能。 以上特点概括起来也就是所谓的三高、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[1]。这些特性也确定了含氟表面活性剂有着独特而广泛的用途。 国著名的化学制造商相继推出名目繁多的产品。含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用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同可以分为阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。由于碳氟键是一个短、强、稳定具有非常低极性的键,致使有机氟表面活性剂具有如下特点: 收稿日期:2007-09-03 作者简介:袁绪政(1983-),男,硕士研究生。 1　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: 首先合成 ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ?26?　　　　　　　　　皮革与化工　LEATHER ANDCHEMICALS 　　　　　　　　　　 第25卷 含6～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引 进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水性基团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。1.1　电解氟化法 电解氟化法是将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8V的直流电压下进行电解。电解中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。在此工艺路线中,可将碳氢链烷基的酰氯或磺酰氯直接换成相应的全氟烷基酰氟或磺酰氟产物,由它们出发,可用普通方法制得各类含氟表面活性剂。反应过程如下: C7H15COCl HF 氟烯烃齐聚法是由英国ICI公司1965～1969年开发的[4],它是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。即从二单体调整低聚物以形成新的低聚物。与前两种方法比较,第三种方法支链度较高,且方法简便,是最近发展起来的价格较低的合成含氟烷基的新方法。 反应式 : (),再采用常