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    氟碳表面活性劑的理化性及適用性

    發布時間:2014-06-12


      眾所周知,表面活性劑一般由極性基團和非極性基團二部份組成。普通表面活性劑的非極性基團為碳氫鏈,但氟碳表面活性劑的非極性基團為氟碳鏈,即以氟原子部分或全部取代碳氫鏈上的氫原子。而二者在極性基團的結構上無明顯區別。所以氟碳表面活性劑就是以氟碳鏈取代碳氫鏈作為分子中非極性基團的表面活性劑。氟元素是電負性較強的元素,它具有高氧化勢、高電離能,這種特性一方面造成氟—碳鍵(F—C)鍵能高(實際上氟—碳鍵是已知鍵能較高的共價鍵),因而氟碳鏈結構遠比碳氫結構穩定;另一方面氟原子非常難以被極化,使氟碳鏈極性比碳氫鏈小。正是因為這種低極性,使氟碳鏈疏水作用遠比碳氫鏈強烈;另外,低極性又導致氟碳鏈相互間作用力弱。這二個因素共同作用使得氟碳表面活性劑分子在水溶液中有比其它表面活性劑分子更加強烈的傾向來脫離水溶液,在液/氣界面上定向聚集排列成分子膜,從而使其具有與其它表面活性劑所不同的二種特性; 顏填料,助劑,樹脂,乳液,分散。

      1、在極低應用濃度下便能顯著降低水溶液的表面張力。有些氟碳表面活性劑在50~100ppm時便可將水溶液表面張力降到18~20dyn/cm。這主要是氟碳鏈疏水作用強烈,相互間分子作用力弱的原因。

      2、極高的表面活性,即可將水溶液表面張力降到極低水平。像全氟羧酸可以使水溶液表面張力降至15~16dyn/cm。這是因為氟碳表面活性劑中的氟碳鏈在水溶液表面形成排列整齊的單分子膜,就像在溶液表面鋪了一層氟碳化合物,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為19dyn/cm。

      全氟磺酸鹽能在350~400℃不發生分解,全氟羧酸在400℃環境下能穩定存在,全氟羧酸鹽也能應用在250℃的高溫體系中; 顏填料,助劑,樹脂,乳液,分散.、化學穩定性好。氟碳表面活性可在強酸、強堿、強氧化介質等特殊應用體系中穩定有效地發揮其表面活性劑作用,不會與體系發生反應或分解。如全氟磺酸鹽在含氧化鉻(10G/L)的98%硫酸溶液中于90℃溫度下存放28天其性能不發生任何變化相容性好。高的化學穩定性就意味著高的化學惰性,氟碳表面活性劑能與其它各類活性劑很好地相容,并可應用于幾乎所有配方體系。
     

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