特殊类型表面的表面活性剂
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这类合成方法的特点是利用不同的调聚剂(全 氯烷基碘、低级醇等)与四氟乙烯反应,得到不同 分布的低相对分子质量的调聚物。产物是不同链长 的混合物,按需要可以分离。
按调聚剂的不同,可分别制成全氟碘化物和ω– 氢原子的含氟烷基化合物。
1)全氟碘代烷的调聚反应 由四氟乙烯和全氟低级烷基碘调聚反应一般有三
氟碘甲烷和五氟碘乙烷。 由于全氟烷基的电性,全氟烷基碘很难由取代反
润湿性好坏与环氧乙烷的加成数有关,过大或过 小,都不利于润湿。
3)具有消泡性和稳泡性 含硅表面活性剂尤其是聚硅醚表面活性
剂,在不同的温度范围内,同一品种既可以 作消泡剂,又可用作稳泡剂,在浊点以上有 消泡作用,在浊点以下起稳泡作用。
聚氨基甲酸酯泡沫塑料的发泡剂、稳泡剂 就是采用各种型号的聚硅氧烷环氧乙烷加成 物。到目前为止,世界公认其是一种优质稳 泡剂。
氯电解氟化的收率为10-15%,磺酰氯电解氟化的
收率为25%。
电解池是由耐氟化氢腐蚀的金属(如铜、 镍等)制成,阳极用镍,阴极用铁。
电解池应有回流装置,回流温度保持10℃以下的低温,并用固体氟化钠吸收溢 出的氟化氢气体。
电解氟化的合成生产的最大优点是只有 一步反应,但氟化产率低,且成本高。
2、氟烯烃调聚法 氟烯烃调聚法是利用全氟烷基碘等物质
2、非离子表面活性剂的合成 在疏水性的聚二甲基硅氧烷分子中嵌
段或接枝亲水性的聚醚基团,这类非离子表 面活性剂根据有机部分与有机硅部分连接方 式,可分为Si—O—C键连接和Si—C键连接两 类。
含Si—O—C键聚二甲基硅氧烷—聚醚共聚 物的制备方法有: ①含烷氧基的聚(二甲基)硅氧烷与聚醚反应
溶解度底的特点。
全氟表面活性剂不但能降低水的表面张力 而且也能降低液态碳氢化合物的表面张力
同时具有既疏水又疏油的性质
氟碳链间的作用力弱,憎水性强,排斥 水的作用更强。因此,更容易在溶液表面 吸附和在水中形成胶团,所以它不仅有很 低的表面张力,而且有很低的临界胶束浓 度。
碳氟表面活性剂在水中的溶解度在0.10.01%(质量分数),即可把水的表面张力 由72mN/m降至20mN/m,甚至更低。
在疏水基的两端加成环氧乙烷与仅一端加 成环氧乙烷,加成物的表面张力没有大的差 别。
不同结构的疏水基对表面张力的影响有以下几点: 1)硅原子取代碳原子的位置,对表面张力有一定影响。
硅原子取代碳原子的位置越远离亲水基,表面张力 就越小。末端基形成三甲基硅烷或三甲基硅氧烷对表 面张力有明显影响。 2)对于聚硅氧烷疏水基,硅取代数在2-5之间,其环 氧乙烷的加成物具有最佳表面张力;环氧乙烷数大于 6,表面张力反而不好。 3)疏水基有无侧链及环氧乙烷加成链的长短,对表面 张力无明显影响,但影响临界胶束、分散性和润湿性 能。
含硅表面活性剂是除含氟表面活性剂以外,目前发 现的表面活性剂中最优良的品种。 2)具有优良的润湿性能
含硅表面活性剂甚至对于像苯乙烯那种具有低表面 张力的固体表面,也能充分地润湿,接触角接近零。
含有2-5个硅原子的聚甲基硅氧烷环氧乙烷加成 物,表面张力可达20-21mN/m。对苯乙烯塑料表面有良 好的润湿性。
8.1.1 碳氟表面活性剂的性质
1 化学稳定性和热稳定性能好 耐高温 耐强酸、强碱 甚至强氧化剂也不能将其破坏
氟原子取代氢原子后,因氟原子体 积比氢原子大,使C-C键因氟原子的屏蔽 作用而得到保护,使C-C键比原来更加稳 定。
如全氟磺酸盐的盐分解温度高达420 ℃,在浓硫酸、浓硝酸中也不会被破坏 (氧化)。
作为端基物调节聚四氟乙烯等含氟单体制 得低聚合度的含氟烷基调节物。
该方法最早是由英国剑R.N.Haszeldine 等人研究的,
该方法最早是由英国剑桥大学R.N.Haszeldine 等人研究的,他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯 和四氟乙烯发生调节聚合反应。
随后,美国杜邦公司研制开发了以五氟碘乙烷 为端基物,与四氟乙烯在加热加压条件下进行调节 聚合反应的工业生产路线。
例如: 将四氟乙烯的四聚体与稀NaOH水溶液进行反
应,对反应产物进行酸化得到酮,再用碱可将酮 转化为烯醇,随后烯醇与POCl3反应,反应产物 水解得到磷酸酯型碳氟表面活性剂。
此类氟碳链中,分支甚多的含氟表面活性剂 的表面活性稍差,其水溶液的表面张力很少小于 20mN/m,但其优点是制备较易,表面吸附平衡较 快。
总结: 含氟表面活性剂具有“三高”和“二
憎”的特点,具有特殊的功能。
8.1.2 碳氟表面活性剂的分类
离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
非离子型
8.1.3 碳氟表面活性剂的应用
高效稳定
复配 与 选择
1 高效灭火剂
轻水泡沫灭火剂 在油面上迅速铺展成膜 缩短灭火时间 提高灭火性能 抗复燃型好
2 电镀 抑铬酸雾剂
上述两类反应,一般先由硅氧化合物和不饱和的 有机卤化物或不饱和的有机胺(最常用的是烯丙基氯 和烯丙基胺)在催化剂(如H2PtCl6·6H2O)作用下加 成,再分别与胺类或卤代物反应。
用季铵化反应合成含硅阳离子的低聚物或高聚 物,一般先将有机硅聚合物与含氮有机物进行聚合反 应,再与卤代烷烷基化。或者将含氮的聚合物和含氯 的聚合物分别与含氯有机硅和含胺有机硅反应。如果 将含硅季铵盐与高聚物直接偶联或交联起来,也有类 似效果。
50年代初,美国Union Carbide (联碳)公 司首先合成了含硅聚醚非离子表面活性剂。德 国Bayer A-G Mobey化学公司将它用作聚氨酯 泡沫体中的稳泡剂。此后阴、阳含硅表面活性 剂相继问世,它的应用领域也不断扩大。
一、含硅表面活性剂结构与性能的关系 1、结构与性能的关系
含硅非离子表面活性剂在水溶液中,表面 张力下降只受疏水基的影响,而与环氧乙烷 的加成数的大小关系不大。
安全生产
3 织物整理剂 4 高聚物添加剂 5 感光材料
8.1.4 碳氟表面活性剂的合成
8.1.4 碳氟表面活性剂的主要合成方法
合成一般包括三步: ①合成含6-10个碳原子的碳氟化合物 ②制成易于引进各种亲水基团的含氟中 间体。 ③引进各种亲水基团制成各种碳氟表面 活性剂。 含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂
的关键。
合成碳氟化合物的主要方法有三种: 电解氟化法 氟烯烃调聚法 氟烯烃低聚法。
1、电解氟化法 20世纪40年代由美国的J.H.Simons研制成功。 方法:把磺酸或羧酸的酰氯化物溶于无水氢氟酸
液体中,在Simons电解槽中用镍板阳极进行电解氟 化,电极间电压一般在4-6V。
在有机物氟化过程中,只有有机物的氢原子被氟 原子取代,其他一些官能团仍被保留。电解控制在 无氟气体排出的条件下,碳氢化合物在阳级氟化成 全氟化有机化合物。
Si-O 键要比 C-C 键稳定,不易断裂。
因而含硅表面活性剂具有较高的耐热稳定性
离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
非离子型
二、合成 含硅表面活性剂按亲水基的不同可分为阴
离子型、阳离子型、非离子型和两性型四种 主要类型。 合成分为两步:
①含硅疏水基中间体的合成(由专业有机 硅生产厂家完成)
②亲水基的引入
碳氟表面活性剂在6个碳原子的时候就有很好的 表面活性。8~12个碳原子最佳。
4 CMC
高表面活性表面在一方面能使水的表面 张力降低至很低,另一方面表现在用量很少。
碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为 0.005-0.1%时,就可使水的表面张力下降至 20mN/m以下,而一般碳氢表面活性剂在溶液 中的质量分数为0.1-1.0%时才可使水的表面 张力下降到30-35mN/m。
憎油性 全氟表面活性剂不仅憎水,而且憎油,
所以它在有机溶剂中也显示出相当好的表 面活性。
例如,N-取代的全氟辛酰胺类能使烃类 降低表面张力5-15mN/m。
3 表面活性 碳氟表面活性剂有极高的表面活性,其水溶液的
表面张力可低至20nN/m以下(有的甚至可低到12nN/m), 这是其它类型表面活性剂所远不及的。
第八章 特殊类型的 表面活性剂
8.1 碳氟表面活性剂 8.2 含硅表面活性剂 8.3 高分子表面活性剂 8.4 冠醚型表面活性剂 8.5 生物表面活性剂
8.1 碳氟表面活性剂
含氟表面活性剂是指碳氢链中氢原子被氟取代了的表 面活性剂。
氢原子可以部分被氟原子取代,也可全部被氟原子取 代,后者称为全氟表面活性剂。
1、阳离子表面活性剂的合成 季铵化反应是合成含硅阳离子表面活性剂最常用
的一种方法。 按卤原子所连基团的不同又可分为两类。
①与有机硅基团上的卤原子反应,反应通式为:
②卤代烷与含有有机硅的胺类化合物反应,反应通 式为:
式中,R1、R2、R3:烷基、烷氧基、芳基、芳烷基、 有机硅基等。
R4、R5:氢或小分子烷基。 R6、R7、R8:烷基、芳基、芳烷基、羧烷基、 聚环氧烯烃基等,R6、R7、R8总碳数一般≥12。 X:卤素原子 n:0~5。
应导入亲水基团。引入有反应能力的基团,成为制取 碳氟表面活性剂的中间体。
在M.Hatem专利中报道了用臭氧直接氧化全 氟碘代烷来合成全氟羧酸的方法。
将20g全氟碘代辛烷C8F17I溶于150mL丙酸 中,在室温下搅拌,通入臭氧与氧气的混合气 体(体积比为6:94),常压下反应2天,析出 全氟羧酸后过滤,干燥可得5g白色固体产物全 氟辛酸C8F15COOH,产率为30%。
羧酸酰氯电解氟化后得到全氟羧酸酰氟,磺
酸酰氯电解氟化后得到全氟磺酰氟。
C7H15COCl+HF→C7H15COF → C7H15COOH(全氟羧 酸)
C8H17SO2Cl+HF→C8H17SO2F → C8H17SO3H(全氟 磺酸)
电解过程中,由于C-F键盘的结合能较大,因
而出现C-C键断裂等大量的副反应,一般羧酸酰
4)疏水基聚硅氧系和疏水基聚硅烷系的表面 活性剂,在乳化硅油时,降低系统的表面张 力区别不大。
在低浓度下,还是聚亚甲基硅烷系表面活 性剂更好些;但在较高的浓度下,硅原子取 代数又较多时,聚硅氧烷系表面活性剂就优 于聚硅烷系表面活性剂。
因此,常用的硅油乳化剂一般选用聚硅氧 烷的环氧乙烷加成物。
2、特性 1)具有优良的降低表面张力的性能。
低聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃低 聚物。
最常的有四氟乙烯低聚法、六氟丙烯低 聚法和六氟环氧丙烯烷低聚法三种。
1)四氟乙烯的低聚 四氟乙烯在氟离子催化下,可发生阴离
子聚合反应。 催化剂常用氟化铯或氟化钾,在非质子
溶剂中进行。 所得低聚物是四、五、六、七低聚体的
混合物,其中五聚体约占65%,这些低聚物 都是多支链的内烯烃。
2)四氟乙烯与低级醇的调聚反应 由低级醇与四氟乙烯的调聚合成产物是一
类疏水疏油碳氟链末端有一个氢原子,即ω氢-碳氟化合物。
低级醇一般为甲醇、乙醇、异丙醇等。 含ω-氢的碳氟表面活性剂的表面张力一 般在35-40mN/m之间,其他类型的表面活性剂 的表面张力可达15mN/m 。
3、氟烯烃低聚法 20世纪70年代发展起来的。 它是利用氟烯烃的非质子性溶剂中发生
这类表面活性剂性能特殊,具有憎水、憎油的双重 特性,降低表面张力的能力极为显著,其应用越来越引 人注目。
20世纪60年代研制开发的一类特种表面 活性剂
传统类型表面活性剂的疏水基是由碳氢 链组成的,而碳氟表面活性剂中的疏水 基主要是由碳、氟两种元素组成。氟原 子部分或全部代替碳氢链中的氢原子形 成碳氟化学键。
碳氟链中碳氟键(C-F)具有较高的键 能(485.67kJ/mol),大于C-H键能 (416.31kJ/mol),C-F键比C-H键稳定, 不易断裂。
例如,C8F17OC6H4SO3K百度文库分解温度在 335℃以下,使用温度可在300 ℃左右, 这是一般表面活性剂所达不到的。
2 溶解性 氟表面活性剂具有高熔点、高Krafft点和在溶剂中
2)六氟丙烯的氧化和聚合 六氟丙烯的低聚也属阴离子聚合反应过
程,并生成带直链的内烯,以二聚体和三聚 体为主的产物。
六氟丙烯低聚物分子中与双链碳原子直接 相连的氟原子较活泼,在极性溶剂中很容易 与亲核试剂发生取代反应,引入中间连接体 并进而引入亲水基制成碳氟表面活性剂。
8.2 含硅表面活性剂
含硅表面活性剂具有很高的表面活性与稳 定性,耐高温,对皮肤无刺激,无毒,十分 安全。有些品种还是很好的抑泡剂。
按调聚剂的不同,可分别制成全氟碘化物和ω– 氢原子的含氟烷基化合物。
1)全氟碘代烷的调聚反应 由四氟乙烯和全氟低级烷基碘调聚反应一般有三
氟碘甲烷和五氟碘乙烷。 由于全氟烷基的电性,全氟烷基碘很难由取代反
润湿性好坏与环氧乙烷的加成数有关,过大或过 小,都不利于润湿。
3)具有消泡性和稳泡性 含硅表面活性剂尤其是聚硅醚表面活性
剂,在不同的温度范围内,同一品种既可以 作消泡剂,又可用作稳泡剂,在浊点以上有 消泡作用,在浊点以下起稳泡作用。
聚氨基甲酸酯泡沫塑料的发泡剂、稳泡剂 就是采用各种型号的聚硅氧烷环氧乙烷加成 物。到目前为止,世界公认其是一种优质稳 泡剂。
氯电解氟化的收率为10-15%,磺酰氯电解氟化的
收率为25%。
电解池是由耐氟化氢腐蚀的金属(如铜、 镍等)制成,阳极用镍,阴极用铁。
电解池应有回流装置,回流温度保持10℃以下的低温,并用固体氟化钠吸收溢 出的氟化氢气体。
电解氟化的合成生产的最大优点是只有 一步反应,但氟化产率低,且成本高。
2、氟烯烃调聚法 氟烯烃调聚法是利用全氟烷基碘等物质
2、非离子表面活性剂的合成 在疏水性的聚二甲基硅氧烷分子中嵌
段或接枝亲水性的聚醚基团,这类非离子表 面活性剂根据有机部分与有机硅部分连接方 式,可分为Si—O—C键连接和Si—C键连接两 类。
含Si—O—C键聚二甲基硅氧烷—聚醚共聚 物的制备方法有: ①含烷氧基的聚(二甲基)硅氧烷与聚醚反应
溶解度底的特点。
全氟表面活性剂不但能降低水的表面张力 而且也能降低液态碳氢化合物的表面张力
同时具有既疏水又疏油的性质
氟碳链间的作用力弱,憎水性强,排斥 水的作用更强。因此,更容易在溶液表面 吸附和在水中形成胶团,所以它不仅有很 低的表面张力,而且有很低的临界胶束浓 度。
碳氟表面活性剂在水中的溶解度在0.10.01%(质量分数),即可把水的表面张力 由72mN/m降至20mN/m,甚至更低。
在疏水基的两端加成环氧乙烷与仅一端加 成环氧乙烷,加成物的表面张力没有大的差 别。
不同结构的疏水基对表面张力的影响有以下几点: 1)硅原子取代碳原子的位置,对表面张力有一定影响。
硅原子取代碳原子的位置越远离亲水基,表面张力 就越小。末端基形成三甲基硅烷或三甲基硅氧烷对表 面张力有明显影响。 2)对于聚硅氧烷疏水基,硅取代数在2-5之间,其环 氧乙烷的加成物具有最佳表面张力;环氧乙烷数大于 6,表面张力反而不好。 3)疏水基有无侧链及环氧乙烷加成链的长短,对表面 张力无明显影响,但影响临界胶束、分散性和润湿性 能。
含硅表面活性剂是除含氟表面活性剂以外,目前发 现的表面活性剂中最优良的品种。 2)具有优良的润湿性能
含硅表面活性剂甚至对于像苯乙烯那种具有低表面 张力的固体表面,也能充分地润湿,接触角接近零。
含有2-5个硅原子的聚甲基硅氧烷环氧乙烷加成 物,表面张力可达20-21mN/m。对苯乙烯塑料表面有良 好的润湿性。
8.1.1 碳氟表面活性剂的性质
1 化学稳定性和热稳定性能好 耐高温 耐强酸、强碱 甚至强氧化剂也不能将其破坏
氟原子取代氢原子后,因氟原子体 积比氢原子大,使C-C键因氟原子的屏蔽 作用而得到保护,使C-C键比原来更加稳 定。
如全氟磺酸盐的盐分解温度高达420 ℃,在浓硫酸、浓硝酸中也不会被破坏 (氧化)。
作为端基物调节聚四氟乙烯等含氟单体制 得低聚合度的含氟烷基调节物。
该方法最早是由英国剑R.N.Haszeldine 等人研究的,
该方法最早是由英国剑桥大学R.N.Haszeldine 等人研究的,他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯 和四氟乙烯发生调节聚合反应。
随后,美国杜邦公司研制开发了以五氟碘乙烷 为端基物,与四氟乙烯在加热加压条件下进行调节 聚合反应的工业生产路线。
例如: 将四氟乙烯的四聚体与稀NaOH水溶液进行反
应,对反应产物进行酸化得到酮,再用碱可将酮 转化为烯醇,随后烯醇与POCl3反应,反应产物 水解得到磷酸酯型碳氟表面活性剂。
此类氟碳链中,分支甚多的含氟表面活性剂 的表面活性稍差,其水溶液的表面张力很少小于 20mN/m,但其优点是制备较易,表面吸附平衡较 快。
总结: 含氟表面活性剂具有“三高”和“二
憎”的特点,具有特殊的功能。
8.1.2 碳氟表面活性剂的分类
离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
非离子型
8.1.3 碳氟表面活性剂的应用
高效稳定
复配 与 选择
1 高效灭火剂
轻水泡沫灭火剂 在油面上迅速铺展成膜 缩短灭火时间 提高灭火性能 抗复燃型好
2 电镀 抑铬酸雾剂
上述两类反应,一般先由硅氧化合物和不饱和的 有机卤化物或不饱和的有机胺(最常用的是烯丙基氯 和烯丙基胺)在催化剂(如H2PtCl6·6H2O)作用下加 成,再分别与胺类或卤代物反应。
用季铵化反应合成含硅阳离子的低聚物或高聚 物,一般先将有机硅聚合物与含氮有机物进行聚合反 应,再与卤代烷烷基化。或者将含氮的聚合物和含氯 的聚合物分别与含氯有机硅和含胺有机硅反应。如果 将含硅季铵盐与高聚物直接偶联或交联起来,也有类 似效果。
50年代初,美国Union Carbide (联碳)公 司首先合成了含硅聚醚非离子表面活性剂。德 国Bayer A-G Mobey化学公司将它用作聚氨酯 泡沫体中的稳泡剂。此后阴、阳含硅表面活性 剂相继问世,它的应用领域也不断扩大。
一、含硅表面活性剂结构与性能的关系 1、结构与性能的关系
含硅非离子表面活性剂在水溶液中,表面 张力下降只受疏水基的影响,而与环氧乙烷 的加成数的大小关系不大。
安全生产
3 织物整理剂 4 高聚物添加剂 5 感光材料
8.1.4 碳氟表面活性剂的合成
8.1.4 碳氟表面活性剂的主要合成方法
合成一般包括三步: ①合成含6-10个碳原子的碳氟化合物 ②制成易于引进各种亲水基团的含氟中 间体。 ③引进各种亲水基团制成各种碳氟表面 活性剂。 含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂
的关键。
合成碳氟化合物的主要方法有三种: 电解氟化法 氟烯烃调聚法 氟烯烃低聚法。
1、电解氟化法 20世纪40年代由美国的J.H.Simons研制成功。 方法:把磺酸或羧酸的酰氯化物溶于无水氢氟酸
液体中,在Simons电解槽中用镍板阳极进行电解氟 化,电极间电压一般在4-6V。
在有机物氟化过程中,只有有机物的氢原子被氟 原子取代,其他一些官能团仍被保留。电解控制在 无氟气体排出的条件下,碳氢化合物在阳级氟化成 全氟化有机化合物。
Si-O 键要比 C-C 键稳定,不易断裂。
因而含硅表面活性剂具有较高的耐热稳定性
离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
非离子型
二、合成 含硅表面活性剂按亲水基的不同可分为阴
离子型、阳离子型、非离子型和两性型四种 主要类型。 合成分为两步:
①含硅疏水基中间体的合成(由专业有机 硅生产厂家完成)
②亲水基的引入
碳氟表面活性剂在6个碳原子的时候就有很好的 表面活性。8~12个碳原子最佳。
4 CMC
高表面活性表面在一方面能使水的表面 张力降低至很低,另一方面表现在用量很少。
碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为 0.005-0.1%时,就可使水的表面张力下降至 20mN/m以下,而一般碳氢表面活性剂在溶液 中的质量分数为0.1-1.0%时才可使水的表面 张力下降到30-35mN/m。
憎油性 全氟表面活性剂不仅憎水,而且憎油,
所以它在有机溶剂中也显示出相当好的表 面活性。
例如,N-取代的全氟辛酰胺类能使烃类 降低表面张力5-15mN/m。
3 表面活性 碳氟表面活性剂有极高的表面活性,其水溶液的
表面张力可低至20nN/m以下(有的甚至可低到12nN/m), 这是其它类型表面活性剂所远不及的。
第八章 特殊类型的 表面活性剂
8.1 碳氟表面活性剂 8.2 含硅表面活性剂 8.3 高分子表面活性剂 8.4 冠醚型表面活性剂 8.5 生物表面活性剂
8.1 碳氟表面活性剂
含氟表面活性剂是指碳氢链中氢原子被氟取代了的表 面活性剂。
氢原子可以部分被氟原子取代,也可全部被氟原子取 代,后者称为全氟表面活性剂。
1、阳离子表面活性剂的合成 季铵化反应是合成含硅阳离子表面活性剂最常用
的一种方法。 按卤原子所连基团的不同又可分为两类。
①与有机硅基团上的卤原子反应,反应通式为:
②卤代烷与含有有机硅的胺类化合物反应,反应通 式为:
式中,R1、R2、R3:烷基、烷氧基、芳基、芳烷基、 有机硅基等。
R4、R5:氢或小分子烷基。 R6、R7、R8:烷基、芳基、芳烷基、羧烷基、 聚环氧烯烃基等,R6、R7、R8总碳数一般≥12。 X:卤素原子 n:0~5。
应导入亲水基团。引入有反应能力的基团,成为制取 碳氟表面活性剂的中间体。
在M.Hatem专利中报道了用臭氧直接氧化全 氟碘代烷来合成全氟羧酸的方法。
将20g全氟碘代辛烷C8F17I溶于150mL丙酸 中,在室温下搅拌,通入臭氧与氧气的混合气 体(体积比为6:94),常压下反应2天,析出 全氟羧酸后过滤,干燥可得5g白色固体产物全 氟辛酸C8F15COOH,产率为30%。
羧酸酰氯电解氟化后得到全氟羧酸酰氟,磺
酸酰氯电解氟化后得到全氟磺酰氟。
C7H15COCl+HF→C7H15COF → C7H15COOH(全氟羧 酸)
C8H17SO2Cl+HF→C8H17SO2F → C8H17SO3H(全氟 磺酸)
电解过程中,由于C-F键盘的结合能较大,因
而出现C-C键断裂等大量的副反应,一般羧酸酰
4)疏水基聚硅氧系和疏水基聚硅烷系的表面 活性剂,在乳化硅油时,降低系统的表面张 力区别不大。
在低浓度下,还是聚亚甲基硅烷系表面活 性剂更好些;但在较高的浓度下,硅原子取 代数又较多时,聚硅氧烷系表面活性剂就优 于聚硅烷系表面活性剂。
因此,常用的硅油乳化剂一般选用聚硅氧 烷的环氧乙烷加成物。
2、特性 1)具有优良的降低表面张力的性能。
低聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃低 聚物。
最常的有四氟乙烯低聚法、六氟丙烯低 聚法和六氟环氧丙烯烷低聚法三种。
1)四氟乙烯的低聚 四氟乙烯在氟离子催化下,可发生阴离
子聚合反应。 催化剂常用氟化铯或氟化钾,在非质子
溶剂中进行。 所得低聚物是四、五、六、七低聚体的
混合物,其中五聚体约占65%,这些低聚物 都是多支链的内烯烃。
2)四氟乙烯与低级醇的调聚反应 由低级醇与四氟乙烯的调聚合成产物是一
类疏水疏油碳氟链末端有一个氢原子,即ω氢-碳氟化合物。
低级醇一般为甲醇、乙醇、异丙醇等。 含ω-氢的碳氟表面活性剂的表面张力一 般在35-40mN/m之间,其他类型的表面活性剂 的表面张力可达15mN/m 。
3、氟烯烃低聚法 20世纪70年代发展起来的。 它是利用氟烯烃的非质子性溶剂中发生
这类表面活性剂性能特殊,具有憎水、憎油的双重 特性,降低表面张力的能力极为显著,其应用越来越引 人注目。
20世纪60年代研制开发的一类特种表面 活性剂
传统类型表面活性剂的疏水基是由碳氢 链组成的,而碳氟表面活性剂中的疏水 基主要是由碳、氟两种元素组成。氟原 子部分或全部代替碳氢链中的氢原子形 成碳氟化学键。
碳氟链中碳氟键(C-F)具有较高的键 能(485.67kJ/mol),大于C-H键能 (416.31kJ/mol),C-F键比C-H键稳定, 不易断裂。
例如,C8F17OC6H4SO3K百度文库分解温度在 335℃以下,使用温度可在300 ℃左右, 这是一般表面活性剂所达不到的。
2 溶解性 氟表面活性剂具有高熔点、高Krafft点和在溶剂中
2)六氟丙烯的氧化和聚合 六氟丙烯的低聚也属阴离子聚合反应过
程,并生成带直链的内烯,以二聚体和三聚 体为主的产物。
六氟丙烯低聚物分子中与双链碳原子直接 相连的氟原子较活泼,在极性溶剂中很容易 与亲核试剂发生取代反应,引入中间连接体 并进而引入亲水基制成碳氟表面活性剂。
8.2 含硅表面活性剂
含硅表面活性剂具有很高的表面活性与稳 定性,耐高温,对皮肤无刺激,无毒,十分 安全。有些品种还是很好的抑泡剂。