含氟高分子表面活性劑

1含氟高分子表面活性劑結(jié)構(gòu)及特性

    含氟高分子表面活性劑的碳氟鏈可用R_f表示，一般碳氟鏈的碳原子數(shù)小于l0。

    碳氟鏈柔順性小，C—F內(nèi)聚力小，與極性分子的作用力弱，顯示出明顯的憎水憎油性，這是其他任何材料所不具有的結(jié)構(gòu)特點，如用全氟烷基丙烯酸酯共聚物在水中溶解度為0．196時，即可將水的表面張力降至20mN／m以下。而一般烴類的表面張力為33．1mN／m，蓖麻油的表面張力為39．0mN／m，水的表面張力為72．0mN／m，故利用含氟高分子表面活性劑，可將溶液的表面張力降低到水和油的表面張力之下，故含氟高分子表面活性劑同樣具有雙憎性，即憎水憎油性，利用其可制備皮革及紙張的防水、防油、防污劑。

含氟高分子表面活性劑有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和生物化學(xué)惰性。在自然界沒有天然存在的C—F烴，含氟高分子表面活性劑對一般生物體不顯活性，特別是飽和的全氟烷烴和高分子表面活性劑是無毒的，但反應(yīng)性強的小分子的全氟烯烴具有強毒性，故在含氟高分子表面活性劑的應(yīng)用中，應(yīng)注意其中不可含有未反應(yīng)單體。

2含氟高分子表面活性劑的主要品種

    含氟高分子表面活性劑的品種較多，主要品種如下。

    (1)含氟丙烯酸酯共聚物用于皮革的含氟丙烯酸酯單體有

其他共聚單體通常是甲基丙烯酸芐酯、丙烯酸異辛酯、N-羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸乙酯或丁酯、二乙烯基苯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等。含氟丙烯酸酯是通過有機反應(yīng)將全氟烷基接到丙烯酸酯單體上，再與其他單體進(jìn)行共聚，如可隊以全氟烷基磺酰氟或全氟烷基醚磺酰氟作為原料，通過如下路線合成全氟烷基丙烯酸酯單體：

通過乳液聚合得到無規(guī)共聚物，乳液可直接應(yīng)用。

(2)含氟聚氨酯  含氟聚氨酯衍生物具有如下通式：

典型的聚合物有：

    (3)氟硅聚合物  氟表面活性劑具有高表面活性．，而含硅表面活性劑降低水的表面張力的能力比相應(yīng)的碳?xì)浔砻婊钚詣姡瑢⒂袡C氟化合物與有機硅高分子反應(yīng)可制備氟硅聚合物，如在含氫硅油中引入氟碳鏈：

   含氟硅氧烷表面活性劑綜合了含氟、含硅化合物的特點，可用作防水、防污、防油處理。美國Dow Conin9公司很早就制備了以下結(jié)構(gòu)的含硅氟表面活性劑作為高效消泡劑：

    用量為10^-6時便可達(dá)到消泡目的。，但一般認(rèn)為，在有機氟結(jié)構(gòu)中引入硅基團，目的不在于得到更高的表面活性，而在于發(fā)揮硅、氟高分子互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作用，以顯示出某些獨特的性能。全氟烷基與硅原子之間既可以通過烷基連接，也可通過烷基與酰胺基或烷基與磺酰胺基連接。作為硅氟高分子表面活性劑，主要有兩種合成方法，一種是合成以長的R_f為硅氧鏈側(cè)基的高分子，另一種是合成以長R_f為疏水鏈段，聚氧乙烯基為親水鏈段的表面活性劑。

①長R_f側(cè)基：

②長R_f鏈段：

    (4)含氟聚醚將有機氟表面活性劑與聚醚反應(yīng)，可得到含氟聚醚，如：

C₈H₁₇COF+HO(CH₂CH₂0)_nH→C₈H₁₇COO(CH₂CH₂0)_nH

亦可將全氟烷醇或氧雜化全氟烷醇與聚乙二醇、環(huán)氧乙烷等反應(yīng)，得到長鏈大分子，產(chǎn)物可呈水乳性甚至水溶性，如：