氟表面活性剂在行业中的应用
2007-03-10 08:44:05来源: 作者: 【大中小】浏览:80次评论:0条
氟表面活性剂（简称：FS）为特种表面活性剂产品中最重要的一类品种，目前主要应用于技术要求较高的特种场合或一般普通表面活性剂难以胜任的、应用效果较差的领域。由于氟表面活性剂是一种高性能的产品，因此在许多特殊的领域中有着不可替代的作用，同时它又可作为普通表面活性剂增效用的特殊添加剂，通过添加极少量的氟表面活性剂后的普通表面活性剂产品，即可极大地改善普通表面活性剂的性能，有时还能达到意想不到的效果。
1 国内外情况
随着有机氟化学的发展，作为氟精细化学品的氟表面活性剂正迅猛地得到开发。1956年美国3M公司首先开发了商品名为Fluorad的氟表面活性剂，此后欧美和日本一些公司如Du Pont、ICI、Hoechst、Atochem、大金、旭硝子等地相继开发此类产品。据报道全世界氟表面活性剂产品用量每年在200吨以上。我国氟表面活性剂地研究和开发尚处于起步阶段，主要从事研究和开发的单位有中科院上海有机化学研究所、西安近代化学研究所、上海有机氟材料研究、晨光化工研究院、浙江化工研究院、上海中临材料技术有限公司和武汉长江化工厂等单位。氟表面活性剂卓越的性能是一般普通的表面活性剂无法相比的，唯一的缺点就是价格较高。
2 氟表面活性剂的分类
氟表面活性剂和碳青表面活性剂的极性基是相同的，所以依据极性基的结构不同可将氟碳表面活性剂分为非离子型氟碳表面活性剂、阴离子氟碳表面活性剂、阳离子氟碳表面活性剂和两性氟碳表面活性剂。
3 氟表面活性剂的特性
氟表面活性剂与不含氟表面活性剂，包括碳氢表面活性剂、含硅表面活性剂等相比较，其结构独特，性质优异：
①低表面张力
一般表面活性剂溶于水时，可将水的表面张力降低到30 Mn/m左右。而在氟表面活性剂当中，由于氟碳链既疏油又疏水和氟碳链之间很弱的相互作用使氟碳表面活性剂在水中呈现很高的表面活性，既有着非常低的表面张力。很多不同结构的氟碳表面活性剂在很低浓度的水溶液中的表面张力可达15-16Mn/m。这是其它任何非氟表面活性剂所不能达到的表面活性；
②良好的热稳定性和化学稳定性
由于氟原子独特的几何尺寸和非常高的电负性等因素造就氟碳表面活性剂有很高的热稳定性，很高的耐酸性、高浓度碱和强氧化剂等化学稳定性；而在这些介质中非氟表面活性剂是无法使用的；
③普通表面活性剂的添加剂
氟碳表面活性剂可与很多非氟表面活性剂复合使用，由于协同效应，不仅增强使用效果，还使总浓度降低。这对于降低氟碳表面活性剂实际使用成本是非常有用的。
④低使用溶度
在一般的情况下，氟表面活性剂的使用溶度在0.05%左右，可以应用于几乎所有的配方体系。如在400克实验的原料中加入20%的醇液1克。
⑤高表面活性
由于氟表面活性剂具有特别低的表面自由能，致使它与许多有机溶剂都缺乏
亲合性，使它在有机溶剂中具有高表面活性能。
⑥优良的憎水、憎油性
由于上述这些特点，氟表面活性剂的应用受到广泛的关注，应用领域正在不断的扩大。
4 氟表面活性剂的应用
由于氟表面活性剂具有优越的表面活性，使其具有极为重要的用途，可用于条件苛刻和一般碳氢表面活性剂不适用的场合。因其独特的性能已得到了广泛的应用。
4.1 消防行业
4.1.1 泡沫灭火剂的添加剂
在普通蛋白泡沫灭火剂中添加0.02%阴离子氟表面活性剂，由于低的表面张力，使蛋白泡沫能很好地在烃类燃料液面上展开，显著地提高了灭火能力。在水膜泡沫灭火剂加入氟表面活性剂，基于它的低表面张力，可在烃类燃料表面迅速形成一层水膜，抑制油汽化，控制火焰。
4.1.2 轻水灭火剂
1964年美国3M公司和美国海军部共同开发了商品名为轻水灭火剂，内含0.1%季铵型阳离子氟表面活性剂。
4.2 机械和冶金工业
4.2.1 酸洗缓蚀剂、浸蚀剂及光亮处理剂
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，常用的化学清洗剂是硫酸、盐酸等无机酸，如在酸中加入表面活性剂可提高清洗效果。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，在处理剂中加入氟表面活性剂，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。因为在这种条件下，它们的性能是稳定的。在由(HNO3)=20%与W(H2SO4)=5%组成的低炭钢浸蚀液中（文中W表示质量分数），加入0.01%质量分数的两性离子型氟表面活性剂，浸蚀处理5min,浸蚀量为21.3%，而未加氟表面活性剂的同样浸蚀液处理5min，浸蚀量仅为17%。
在金属刻蚀液中加入氟表面活性剂，能使刻蚀操作更顺利。在光刻工艺中，氟表面活性剂加入光致抗蚀膜中，可以改善基片的密着性，抗蚀膜变得容易剥离，可以得到更清晰的图形花纹。
4.2.2 金属防腐抑制剂、防污处理剂
在金属后加工中进行表面处理，可以减少金属被腐蚀，增强其抗污能力，用氟表面活性剂作金属防腐抑制剂，由于其在金属表面的定向吸附而抑制了酸对金属的腐蚀，如用W(HCL)=10%的盐酸溶液，在65℃时对不锈钢的腐蚀量每年为175uM，加入氟表面活性剂作腐蚀抑制剂后降为21uM。的盐酸溶液，在24℃时对铝的腐蚀量每年为1410uM，加入少量阴离子型氟表面活性剂后，降为21uM。用含有氟表面活性剂的金属光泽处理剂对钢、不锈钢、铜、黄铜等金属做金属做光泽处理时，都可以得到均匀的光泽表面，与未加氟表面活性剂的处理剂相比，可缩短浸渍时间，并增强抗污能力。在金属防污处理剂中加入氟表面活性剂，可使金属表面有防水、防油、防污效果，如铝板在用含氟烷基磷酸脂的防污处理剂处理后，不仅防污，而且可使水在其表面吸附量减少80%，这样处理过的飞机，
对在寒冷的冬季飞机是极有利的。同样，用它处理汽车挡风玻璃，也可防止玻璃在冬季结冰。
4.2.3 金属清洗剂
去除金属机械表面的油污，可以用汽油等成品油。我国每年用于清洗金属零部件和车辆保养使用的汽油大约要50万吨，这是一个很大的消耗。使用成品油情况，不仅浪费能源，而且毒性大，易引起火灾和污染环境。目前，已开始改用以表面活性剂为主要成分的水基化学清洗剂代替或部分代替成品油基型洗漱剂，这样不仅能节约能源，防止对环境污染，并能提高清洗效果，保护清洗人员免受侵害，降低劳动强度。目前，国内外使用的水基清洗剂，是以阴离子、非离子表面活性剂复配而成的，不仅洗涤效果好，而且用量较少，用于清洗金属零件和精密零件的清洗剂，应具有良好的润湿、渗透、乳化、分散等能力，对零件无腐蚀作用。
在水基化学清洗剂中，加入少量氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配，则能起到去油污性能好，对金属不腐蚀，提高乳化能力，提高清洗效率的作用，而且可赋予清洗后的金属有防水、防油、防污的效果。
4.2.4 铬雾抑制剂
铬雾抑制剂是氟表面活性剂的一项十分重要而典型的应用。镀铬过程中，阴阳极上分别有氢气、氧气产生，气体逸出时带出大量的铬酸雾。最根本的解决办法是抑制铬雾产生或少产生，但由于电镀液是强本和强氧化性的，通常使用的碳氢表面活性剂在其中会很快氧化分解而失效，只有使用化学稳定性优良的氟表面活性剂才有效，若在电镀液中添加少量氟表面活性剂，如全氟辛基磺酸钾就能大大降低镀液与基体间的界面张力，并在液面形成连续致密的细小泡沫层，能有效
地阻止铬雾逸出。
4.2.5 电镀添加剂
在电镀液中添加氟表面活性剂有提高电镀质量的作用，不仅在镀铬中如此，在镀其它金属时同样有效。有文献介绍，在镀铜、镀镍的电镀液中加入少量氟表面活性剂添加剂，有利于提高镀层强度，消除电镀过程中常见的针孔、裂纹等弊病，提高了镀层质量。在碱性电解除油槽中：电解液含有W(NaOH)=0.5%，
W(Na3PO4)=8%，W(Na2CO3)=5%，加入质量分数为0.15%～0.20%的全氟烷基氧杂苯磺酸钠，在电流密度为5～10A/dm2条件下，电解1min，即可除去黄铜表面的油污及抛光膏，而且在电解液表面形成稳定的泡沫层，抑制碱雾逸出。经过此工艺处理的电镀镍、铬件，结合力好，经反复折曲试验直至折断，镀层仍不剥落。
4.2.6 金属镀塑助剂
在聚四氟乙烯微粒的悬浮液中，加入阳离子或两性氟表面活性剂，可使聚四氟乙烯微粒带上正电荷，加在电镀液中，可在钢表面镀上一层聚四氟乙烯保护层，保护钢材不被腐蚀。
4.3 造纸工业
4.3.1 分散剂
分散剂是纸张涂料中最重要的助剂，其机能为：(1)赋予颜料粒子以电荷，使之相互间产生斥力；(2)覆盖于各个颜料粒子表面，起着保护性胶体作用；(3)在颜料粒子周围形成高粘度状态，防止粒子相互聚集，以保证颜料不发生絮聚和沉降，并使涂料粘度保持尽可能低，从而具有良好的流动性和涂布适应性；(4)提高胶粘剂与颜料的混合均匀性以达到提高涂布纸的表面强度和印刷适应性的效果。
随着刮刀和刮棒涂布机的使用，为提高车速和节能，需使用高固含量的涂料，为满足上述要求，用表面活性剂作为分散剂是较理想的选择。
4.3.2 消泡剂
制备后的涂料经过泵、筛和涂布过程，尤其是气刀涂布时，往往会产生泡沫，引起涂料增稠并使涂布在产生针孔、斑点，从而降低纸张的质量。因此，当起泡严重时必须加入防泡剂、消泡剂。使用氟表面活性剂作消泡剂，由于其有良好降低表面张力的能力，消泡作用更佳。
4.3.3 润滑剂
涂布过程中辊与纸面间存在摩擦力，因此要加入表面活性剂做润滑剂。特别是在热感记录纸、传真纸的涂布过程中加入氟表面活性剂做润滑剂，可提高运行适应性，减轻过程中的糊头现象。用在有磁性记录纸卡片上，可大大减少信号干扰，提高使用效果。
4.3.4 在特种纸方面作为防油、防水、防污剂
由于氟表面活性剂既耐水又憎油，被大量使用在憎油处理上，使纸张具有耐水、耐油、耐污染的性能，特别是用于食品包装纸、快餐包装盒、耐油容器包装方面，也适于非包装纸的生产如标签、无碳复写纸等。用硅表面活性剂处理的纸，只能防水不能防油，而氟表面活性剂是较理想的纸张防油整理剂。对纸张进行防油处理的方式有三种：一为外添加型，将含有氟表面活性剂的防油整理剂直接敷于纸张表面，进行表面施胶。二为内添加型，即进行内部施胶，将氟表面活性剂加入纸浆中，再加工成型。三是加在纸张上色处理前，将氟表面活性剂加在涂料中，与涂料一起施于纸张表面，借涂料中粘合剂的作用与纸张形成较牢固的结合，不仅使纸张有防油防水功能，而且也使涂料获得较亮泽的理想外观，增强其防污
能力。还可以与聚合物淋膜技术一起应用。但氟表面活性剂做施胶剂使用是依靠肉眼看不见的分子“隔绝层”来实现抗油性能，而聚合物淋膜则依靠形成可见的薄膜，这种类别给氟表面活性剂的应用带来许多方便。
4.4 纺织行业
4.4.1 用作纺织油剂的添加剂
在合成纤维织造过程中，油剂是最重要的助剂，它可以增强合成纤维的可纺性，提高效率，保证纤维的产量，确保化纤生产工艺的顺利进行。如果在通常使用的油剂中添加质量浓度为0.05%的含氟表面活性剂产品，它可以使油剂的流平性，辅展性大大增强，从而提高油剂在化纤表面的扩散性，增加化纤表面的润滑性。.实践证明，在添加了含氟表面活性剂的油剂（1公斤油剂内加入0.5克含氟表面活性剂）进行化纤丝的拉伸实验（温度为：250～280℃）.随着纤维丝的拉伸变化,该油剂也届时同步地流向拉伸后的纤维表面上，即降低了纤维断裂的概率，又使拉伸后的纤维及时受到油剂可赋于它的各种性能。
4.4.2 用作聚酯浆料内的分散剂
化纤纺丝过程中，因工艺要求，需在熔溶的聚酯浆液内加入特定的固体粉末添加剂（改善化纤的性能），此时因受熔溶物料的温度影响，一般的表面活性剂较难作为分散剂使用。经实验证明，,此时加入含氟表面活性剂作为分散剂（使固体添加剂能均匀的混溶在聚酯的浆料内），其效果就很明显的体现出来，目前已投入实际使用。
4.4.3 用作化纤产品的防静电剂
化纤产品在制备过程中受磨擦影响必定产生静电作用。合成纤维憎水性强，静电问题尤为突出，其结果就会吸附大气中的灰尘，影响产品的外观质量。因此，
防止和消除纤维加工过程中的静电是极为重要的。如果把具有防静电作用的含氟表面活性剂添加到化纤纺丝时的原料内，或添加到纤维后续加工过程中所需接触到的溶液中，它能赋予纤维表面一定的吸湿性和离子性，从而提高了纤维的导电性，并能中和电荷，达到防止和消除静电的目的，使纤维表面有如穿上一层防护衣，即不影响纤维本身的性能，,又能起到防静电作用。含氟表面活性剂作织物的抗静电剂，其抗静电的效果比碳氢表面活性剂强的多。电荷半衰期是衡量织物上静电衰减速度大小的物理量，如使用含氟表面活性剂作为抗静电剂，其电荷半衰期可以比碳氢表面活性剂缩短几千倍至数万倍。使用含氟表面活性剂既能防止静电产生，又能使产生的静电很快失散，而且它保持时间长，耐久性好，同时兼有防水防油的功效。
4.4.4 在纺织产品染整工艺中作添加剂
将含氟表面活性剂加入织物染色加工溶液中，它可以提高溶液对织物的渗透性、染色均匀性，改善染色工艺的质量问题，提高效率。曾有研究表明，染醋酸纤维时，在阳离子染料液中加入一种阴离子的含氟表面活性剂，它可显著提高上染率。
4.4.5 在纺织制品的印染业中作添加剂
对有些经过后整理工序后的纺织制品，如果要在其制品上再进行染色、印花时，由于此时该制品的表面因受整理剂处理后的作用，制品的界面张力很低，此时如用一般的涂料是很难印染上需要的花纹或颜色的。如果在印染的涂料或染料内加入表面张力很低（比制品的界面张力低）的含氟表面活性剂来改变涂、染料的表面性能，使其表面张力降低下来，这样就可以使已整理过的制品再进行表面的印染处理。这类使用方法已在灯箱布及汽车外套的织物制品上经过了试验，并
取得了预期的效果。
4.5 石油工业
4.5.1 用于油罐内防腐涂料
由于油品组成复杂，特别是含有水分和盐类时，对罐体材料会产生腐蚀，因此，要求罐内层必须覆以防腐涂料，以延长油罐的寿命，传统的涂料主要为生漆、环氧树脂等，但这些物质都易于受到储存油品的侵蚀，每隔一段时间必须加以清洗重涂。而如果采用氟表面活性剂的涂料，则由于其既疏水又疏油的特点，防污染性能明显增强。有报道称，采用氟涂料用于油罐内层涂覆时，油罐使用寿命可延长3倍。
4.5.2 燃油增效剂
研究表明，在燃料油中加入氟表面活性剂，可使燃油充分雾化，燃烧完全，提高燃油的燃烧效率。节省燃料，改善发动机工作状况，降低尾气烟雾排放，减少环境污染，并能使喷油嘴积碳减少，延长机械寿命。如在汽油中加入0.02%的Surfron S-381,可使汽油发动机的工作效率提高15%。
4.5.3 另外在原油开采、原油破乳和原油泄露处理等方面也有应用。
4.6 颜料、涂料和油墨工业
利用普通油墨对表面难以被润湿的物质，如聚乙烯薄膜、塑料制品或是表面经过处理的光滑纸张等进行印刷或书写时，往往碰到缺色、断线、难上色彩或油墨附着性差，涂液出现鱼鳞状现象。此时如在油墨的制备过程中添加少量（一般为0.01%～0.1%质量浓度）的氟表面活性剂后即可改变以上的各类缺陷。由于氟表面活性剂的加入改变了油墨的流平性、辅展性和润滑性，并降低了油墨的表面张力，提高了它的粘附性，帮助其形成良好的涂膜层，从而使普通的油墨上一个
档次。同样，在涂料生产过程中，氟表面活性剂的添加也能使现有涂料的性能起很大的变化。在水溶性的涂料中，利用少量的氟表面活性剂作为乳化剂的一部分加在该涂料内，可使该涂料的耐水性明显的提高，并增强了它的润湿性和渗透性，使其在使用时能均匀的涂刷于被涂物体的表面。另外有的氟表面活性剂产品还可改善涂料的防污性能。在油溶性涂料中氟表面活性剂作为分散剂使用，可使该涂料在生产过程中所用的各类添加物分散均匀，无结块现象出现，并能提高该涂料的润湿性，降低其表面张力，有利于提高涂层的质量。
4.7 化妆品工业
据国外报道，由全氟化合物和全氟聚醚表面活性剂混配制备高档化妆品乳液和调配高档化妆品。采用的全氟化合物有全氟聚甲基异丙基醚、全氟聚丙基醚、全氟聚异丙基醚、全氟聚甲乙醚等。用于这类化妆品的表面活性剂有全氟烷硫醇表面活性剂、全氟烷基酰胺表面活性剂和氟烷基混合双尾表面活性剂。
4.8 其它方面的应用
4.8.1 抗静电剂
大多数高分子聚合物材料（如：橡胶、塑料、聚氨酯等），由于它们都有一定的绝缘性，又不易导电，因此在某些使用过程或进一步深加工时，因摩擦而产生的静电现象一般较难自行消除，而当静电压达到一定的数值（大于4KV）时就会产生电火花。这样不仅会造成触电现象，也很易导致火灾或爆炸事故。此时如选用相应的氟表面活性剂作为抗静电剂使用，利用氟表面活性剂所特有的性能，使其在塑料、橡胶等物体的表面形成摩擦系数很低的全氟烃基链的定向排列层，会大大减少摩擦过程中所产生的静电现象。如：感光胶片的生产过程中，选用非离子型的氟表面活性剂作为抗静电剂混溶于某些溶液内涂在胶片的片基上，
解决了胶片生产过程中因片基的高速转动摩擦而产生的静电火花的可能，保证了胶片生产过程中的产品质量。在塑料薄膜的加工过程中，因静电作用时常造成薄膜间的粘连、吸附现象，给加工过程中加入一定量的氟表面活性剂作为内抗静电剂或在塑料膜进行预处理，这样就能避免塑料膜在加工时产生的粘连现象。作为抗静电剂的应用场合是较多的，除了工业上有广泛的用途之外，在日常生活中也有很多地方需用抗静电剂来解决可能发生的静电、易吸尘等现象。如：电视机的荧屏、电风扇的叶子等都可用氟表面活性剂作为抗静电剂进行涂擦处理，从而物体表面因静电效应而易吸尘的现象，同时对高档家具、家用电器等物件的表面也能进行擦洗，起到清洁防尘、不易沾污、保持表面光洁的作用。
4.8.2 脱模剂
目前在高分子聚合物的成型加工领域内，脱模剂的使用是必不可少的，通常用作脱模剂的物质主要为碳氢类表面活性剂或聚硅氧烷类的有机硅表面活性剂。利用碳氢类的酯化物（如：磷脂类化合物）配制的脱模剂，其脱模后的产品可直接进行二次加工，但长期使用后将会在模具表面形成棕色结焦物而污染模具。选用有机硅类（如：硅油、硅橡胶）物质配制的脱模剂，其脱模的效果要比前一类优越，但对脱模后的产品表面产生一定的油状污染，使该产品无法进行二次。目前国外已利用氟表面活性剂配制成新一代高效含氟脱模剂取代以往的产品。其优点主要为：使用浓度低，使用寿命长，对高粘度的原料有良好的脱模性，对制品表面污染性小，制品可直接进行二次加工，对模具表面无污染性，制备后的脱模剂产品质量稳定，存储时间长。目前国产的含氟脱模剂产品也已逐步投入市场，并取得了预期的效果。
4.8.3 文物保护
全氟聚醚油具有优异的防水性、防油性、透气性和低的折射率性能，在国外已经广泛应用在文物保护方面。在国内，已有专家用聚全氟醚型表面活性剂配制的全氟聚醚文物保护剂，试验表明对文物保护具有较好的保护效果。
4.8.4 航空工业
全氟聚醚表面活性剂可用于航空工业作密封和固体推动剂的助剂
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 +
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
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。
表面活性剂在食品中的应用 作者：赵午腾北京农学院食品科学系 摘要：本文对表面活性剂的种类和在食品中的应用作以介绍，并着重介绍单硬脂酸甘油酯用作表面活性剂的食品及其工艺。 关键词：表面活性剂、单甘脂、食品工业、蔗糖酯、化学。 前言 随着人民生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高，食品除了要满足最基本的营养价值之外，还应具有良好的色香味。因此在食品工业中越来越多的使用食品添加剂，表面活性剂就是最常见的一类食品添加剂。表面活性剂是分子里含有固定的亲水亲油基团，能集中在溶液表面、两种不相混溶液体的界面或者集中在液体和固体的界面，降低其表面张力或界面张力的一大类化合物。表面活性剂在食品工业中的应用非常广泛,在一些食品制作中添加表面活性剂,可以大大地改善加工条件,提高产品质量,延长食品保鲜期等。高质量的食品加工,是离不开表面活性剂的应用的。 正文 表面活性剂简介 凡能显著改变体系表面(或界面)状态的物质都称为表面活性剂。表面活性剂能大幅度降低体系的表面(或界面)张力,使体系产生润湿和反润湿?乳化和破乳?分散和凝聚?起泡和消泡?增溶等一系列作用。因此,在食品工业中,表面活性剂可作为乳化剂?分散剂?润湿剂?消泡剂?粘度调节剂?杀菌剂等。 食品用表面活性剂的种类 表面活性剂在食品工业中的使用是有严格限制的,不能对人体产生危害。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)批准使用的表面活性剂有:甘油脂肪酸酯?蔗糖脂肪酸酯?大豆磷脂?乙酸及酒石酸一及二甘油脂?二乙酰酒石酸一及二甘油酯?柠檬酸酯?聚甘油脂肪酸及蓖麻酸脂?硬脂酰柠檬酸及酒石酸酯?硬脂酰乳酸钙(钠)?硬脂酰富马酸钠?山梨糖醇酐脂肪酸酯?聚氧乙烯(20)及(40)硬脂酸酯等。高分子表面活性剂,如海藻酸钠?果胶酸钠?卡拉胶?壳聚糖水溶性蛋白等。它们大多数是半合成的多醇类非离子型表面活性剂,其中大豆磷脂及一些高分子表面活性剂为天然物。 表面活性剂在食品中的主要作用 1表面活性剂作乳化剂 乳化剂的分子内通常具有亲水基(羟基等)和亲油基(烷基),易在水与油的界面上形成吸附层,属表面活性剂,可分为油包水型和水包油型两类。可用的乳化剂总数约65种,常用的有脂肪酸甘油酯(主要为单甘油脂)/脂肪酸蔗糖酯/脂肪酸山梨糖醇酐酯/脂肪酸丙二醇酯/大豆
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
表面活性剂分类及应用 1 前言(/ 表面活性剂的种类很多，按其产量排序分别为：阴离子占56%，非离子占36%，两性离子占5%，阳离子占3%。 2 阴离子表面活性剂 2.1 阴离子表面活性剂磺酸盐 此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和α-烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名LAS 或ABS，为白色或淡黄色粉状或片状固体，可溶于水，虽然在较低温度下水溶性较差，常温下在水中的溶解度是3以下，但在复配表面活性剂体系中溶解性很好。它对碱、稀酸和硬水都比较稳定，分解温度240℃。10%溶液刺激指数5.0，微生物降解率80%～90%，LD50为1300～2500 mg/kg。 α-烯基磺酸钠别名AOS。活性物含量38%～40%时，外观为黄色透明液体，极易溶于水。它在广泛的pH值范围内都有较好的稳定性；30℃ 3天，pH2、pH4、pH10，水解率均为0。它对皮肤的刺激性小，微生物降解率为100%，LD50为1300～2400 mg/kg。 其中，LAS一般不用于洗发香波，也很少用于淋浴液，常用于衣用液体洗涤剂和洗洁精(餐具液洗剂)。其在洗洁精中LAS可占表面活性剂总量的一半左右，在衣用液体洗涤剂中LAS 所占比例的实际调节范围很宽。LAS的水溶性主要是体现在较高温度之下(如60℃)和与某些表面活性剂复配的条件下。应用于洗洁精比较典型的复配体系是三元体系“LAS-AES-FFA”。应用于衣用液体洗涤剂的复配体系有“LAS-皂基-η·SAA”。值得注意的是，LAS直接与非离子表面活性剂烷基醇酰胺复配不一定能取得好的效果，“LAS-FFA”体系不稳定且粘度小和外观为白乳状。 LAS是产量最大（290 kt/a），价格最便宜的合成表面活性剂品种。LAS在产量居前5 位的合成表面活性剂中价格最低，在常见阴离子表面活性剂中与皂基(脂肪酯皂)相当。LAS 突出的优点是稳定性好、去污力好、价格低廉，突出的缺点是刺激性大。 AOS在磺酸盐品种中，性能最好，具有一般磺酸盐的优点或其优点更为突出，而不具有一般磺酸盐的缺陷。AOS是洗发香波和淋浴液中常见使用的主表面活性剂之一。在其它液体洗涤剂中的应用也会随产品国产化的实现(价格下降)而逐步增多。AOS突出的优点是稳定性好，水溶性好，配伍性好，刺激性小，微生物降解也非常理想；突出的缺点是价格在阴离子表面活性剂中是较贵的。 2.2 阴离子表面活性剂硫酸盐) 此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠别名AES，醇醚硫酸钠。它易溶于水，活性物含量70%时外观为淡黄色粘稠液体(半透明)，
表面活性剂的分类及应用 班级：10化汉姓名：田芳学号：20101105547 【摘要】：表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们，现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究，下面是对表面活性剂一些基础认识。 【关键词】：HLB值，分类，应用 【Abstract】: the application of surface - active agent covers all aspects of people's life and work, in 20. 90 time people began the study of surfactant system. Can be said without surfactant was now clean of us, now we are on the surface active agent known only stay on the surface no more in-depth research, here are some basic understanding of surface active agent. 【Key words】: HLB value, classification, application 表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。表面活性剂范围十分广泛（阳离子、阴离子、非离子及两性），为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护 一、HLB值----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘（脱水山梨醇脂肪酸酯）是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用，可与各类表面活性剂混用，尤其适应与吐温－60， HLB值4.7。 7~--9作润湿剂； 8~--18作O/W型乳化剂，也叫吐温型乳化剂， 为司盘（Span，山梨醇脂肪酸酯）和环氧乙烷的缩合物，为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂；常作为水包油（O/W）型，药用：（1）可作某些药物的增溶剂。 （2）有溶血作用，以吐温-80作用最弱。 （3）水溶液加热后可产生混浊，冷后澄明，不影响质量。 （4）在溶液中可干扰抑菌剂的作用
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。
表面活性剂在工业中的应用 姓名：王化东专业：材料科学与工程 摘要：介绍了表面活性剂在选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域的应用，并解释了其作用的机理，以及在工业中应用不规范对环境和人自身的危害。 关键词：表面活性剂；应用；机理 The Application of Surfactant in Industry Abstract:In this paper, the application of surfactants in the coal, textile, food, material preparation, papermaking, pharmaceutical and other industrial fields have been introduced. The mechanism of its action and the harm to environment and human caused by the non-standard application in industrial were explained. Key words:sur factant;application;mechanism 前言 能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。表面活性物质的表面浓度大于本体浓度，增加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大，表面活性也愈大。表面活性剂依靠自身独特的两亲性结构而具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能,在各种工业和消费品应用中有重要的地位。目前,世界表面活性剂消耗量约为900万t,其中工业用量占55%,已广泛应用于选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域。 1 表面活性剂在选煤中的应用 选煤是洁煤技术中最经济有效的途径之一,是国际上公认的洁煤技术中的重点。表面活性剂因其具有双亲结构的特点,在选煤中有着重要的作用。开采到的
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。
5 表面活性剂的基本作用与应用 表面活性剂的分子由疏水基和亲水基组成。依据“相似相亲”的原则，当表面活性剂分子进入水溶液后，表面活性剂的疏水基为了尽可能地减少与水的接触，有逃离水体相的趋势，但由于表面活性剂分子中亲水基的存在，又无法完全逃离水相，其平衡的结果是表面活性剂分子在溶液的表画上富集，即疏水基朝向空气，而亲水基插入水相。当表面上表面活性剂分子的浓度达到一定值后，表面活性剂基本上是竖立紧密排列，形成一层界面膜，从而使水的表面张力降低，赋予表面活性剂润湿、渗透，乳化、分散、起泡、消泡、去污等作用。 由于表面活性剂疏水基的疏水作用，表面活性剂分子在水溶液中发生白聚，即疏水基链相互靠拢在一起形成内核，远离环境，而将亲水基朝外与水接触。表面活性剂分子在水溶液中的自聚(或称白组装、自组)形成多种不同结构、形态和大小的聚集体(参见第4章)。使表面活性剂具有增溶以及衍生出胶束催化、模板功能、模拟生物膜等多种特殊功能。 表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域，是最重要的工业助剂之一，被誉为“工业味精”。在许多行业中，表面活性剂起到画龙点睛的作用，只要很少量即可显著地改善物质表面(界面)的物理化学性质，改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。根据应用领域的不同，表面活性剂分民用表面活性剂和工业用表面活性剂两大类。 民用表面活性剂主要是用作洗涤剂，如衣用、厨房用、餐具用、居室用、卫生间用、消毒用和硬表以以及个人卫生用品如香波，浴液和洗脸、洗手用的香皂、液体皂、块状洗涤剂等。其次是用作各种化妆品的乳化剂。 工业用表面活性剂可以分成两大类。一类是工业清洗，例如火车、船舶、交通工具的清洗，机器及零件的清洗，电子仪器的清洗，印刷设备的清洗，油贮罐、核污染物的清洗，锅炉、羽绒制品、食品的清洗等等。根据被洗物品的性质及特点而有各种配方，借助表面活性剂的乳化、增溶、润湿，渗透、分散等作用和其他有机或无机助剂的助洗作用，并施以机
含氟表面活性剂的合成与性能学院：化学与材料工程学院班级：应化1001 学号：05011001
含氟表面活性剂的合成与性能 （江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122） 摘要：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分别合成阴离子型、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。另外，含氟表面活性剂具有“三高二憎”的特点，所谓“三高”是指高表面活性、高热稳定性和高化学惰性；所谓“二憎”(也称“双憎”)是指同时具有憎水性和憎油性。其已广泛应用于洗涤、消防、石油、纺织等多个领域。本文主要介绍了含氟表面活性剂的一些合成方法和性能。 关键词：含氟表面活性剂；三高二憎；合成；性能； Synthesis and Properties of fluorine-containing surfactant LI Yong-liang (College of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122 ,China) Abstract: The fluorine-containing surfactant is the most important varieties of specialty surfactants, there are a lot of hydrocarbon surfactants irreplaceable purposes. This paper describes the fluorine-containing surfactant fluorinated alkyl perfluoroalkyl or perfluorinated alkenyl or in part as a hydrophobic moiety, and then need to introduce appropriate linking group and hydrophilic groups, according to the nature of the hydrophilic group of different synthetic anionic, cationic, nonionic and amphoteric type different series of fluorine-containing surface active agent product. In addition, the fluorine-containing surfactant has three sophomore hate "is characterized by the so-called" three high "refers to the high surface activity, high thermal stability and high chemical inertness; the so-called" hate "(also called" hate ") hydrophobic and oleophobicity. It has been widely used in washing, fire, oil, textile and other fields. This paper describes the fluorine-containing surfactant synthesis methods and performance. Keywords：Fluorinated surfactant; Three highways and two hated ways;
表面活性剂在食品中的应用 摘要：本文对表面活性剂的种类和在食品中的应用作以介绍，并着重介绍单硬脂酸甘油酯用作表面活性剂的食品及其工艺。 关键词：表面活性剂、单甘脂、食品工业、蔗糖酯、化学。 前言 随着人民生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高，食品除了要满足最基本的营养价值之外，还应具有良好的色香味。因此在食品工业中越来越多的使用食品添加剂，表面活性剂就是最常见的一类食品添加剂。表面活性剂是分子里含有固定的亲水亲油基团，能集中在溶液表面、两种不相混溶液体的界面或者集中在液体和固体的界面，降低其表面张力或界面张力的一大类化合物。表面活性剂在食品工业中的应用非常广泛,在一些食品制作中添加表面活性剂,可以大大地改善加工条件,提高产品质量,延长食品保鲜期等。高质量的食品加工,是离不开表面活性剂的应用的。 正文 表面活性剂简介 凡能显著改变体系表面(或界面)状态的物质都称为表面活性剂。表面活性剂能大幅度降低体系的表面(或界面)张力,使体系产生润湿和反润湿?乳化和破乳?分散和凝聚?起泡和消泡?增溶等一系列作用。因此,在食品工业中,表面活性剂可作为乳化剂?分散剂?润湿剂?消泡剂?粘度调节剂?杀菌剂等。 食品用表面活性剂的种类 表面活性剂在食品工业中的使用是有严格限制的,不能对人体产生危害。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)批准使用的表面活性剂有:甘油脂肪酸酯?蔗糖脂肪酸酯?大豆磷脂?乙酸及酒石酸一及二甘油脂?二乙酰酒石酸一及二甘油酯?柠檬酸酯?聚甘油脂肪酸及蓖麻酸脂?硬脂酰柠檬酸及酒石酸酯?硬脂
酰乳酸钙(钠)?硬脂酰富马酸钠?山梨糖醇酐脂肪酸酯?聚氧乙烯(20)及(40)硬脂酸酯等。高分子表面活性剂,如海藻酸钠?果胶酸钠?卡拉胶?壳聚糖水溶性蛋白等。它们大多数是半合成的多醇类非离子型表面活性剂,其中大豆磷脂及一些高分子表面活性剂为天然物。 表面活性剂在食品中的主要作用 1表面活性剂做乳化剂方面的应用 1乳化剂最主要的特性是使已形成的乳状液稳定，在一些食品应用中，此过程比初始的分散作用更重要更有意义。这类食品中聚结和失稳现象是我们所不希望发生的，亲水性单甘对乳状液具有良好的稳定性。 2. 化学合成单甘酯不仅具有分子蒸馏单甘的特性，而且其乳化性能更加优越，消泡、起泡、稳泡性能更加优良。 3. 亲水单甘酯是一种优质高效食品乳化剂和表面活性剂，用于面包、糕点、饼干、人造奶油、巧克力、冰淇淋、方便面、豆制品及蛋白类饮料，且有良好的乳化稳定、分散、消泡、保鲜、抗淀粉老化硬结等作用，是国际上公认的无毒、无限量使用的食品添加剂。 4. 在塑料橡胶类制品、纺织、日化、医药等行业中也有较广泛的应用。它除了具有乳化作用外还兼有发沉、消沉、防老及控制脂肪酸凝聚的作用，是一种典型的非离子型表面活性剂。 乳化剂的分子内通常具有亲水基(羟基等)和亲油基(烷基),易在水与油的界面上形成吸附层,属表面活性剂,可分为油包水型和水包油型两类。可用的乳化剂总数约65种,常用的有脂肪酸甘油酯(主要为单甘油脂)/脂肪酸蔗糖酯/脂肪酸山梨糖醇酐酯/脂肪酸丙二醇酯/大豆磷脂/阿拉伯树胶/海藻酸/酪蛋白酸钠/明胶和蛋黄等。乳化剂能改善乳化体中各种构成相互之间的表面张力,使之形成均匀的分散体或乳化体,从
文献综述 -----创新发展含氟表面活性剂 吉林化工学院 化工与材料工程学院 化工0802班 常娥 2011年5月14日
创新发展含氟表面活性剂 摘要：含氟表面活性剂是20世纪最重要的化工产品之一。进入21世纪合氟表面活性剂向环保、高效、低成本方向发展。在2006年底欧盟通过限制PFOS销售指令之后，含氟表面活性剂必须创新发展。本文提出了研发C。替代物、含硅氟、含氧等杂原子的含氟表面活性剂，研究相关检测技术，积极整合优势资源以及研究复配增效技术应对建议。 Abstract: The fluorine-containing surfactant in the 20th century one of the most important chemical products. In the 21st century together surfactant to environmental protection, high efficiency, low-cost direction. The end of 2006 the EU Directive by restricting sales of PFOS, the fluorinated surfactant to innovation and development. In this paper, R & D C. Alternatives, silicon fluoride, oxygen and other heteroatoms fluorinated surfactant, research related to detection technology, and actively integrate advantageous resources and research synergistic technology deal recommendations. 关键词：含氟表面活性剂全氟辛酸氟烃基改性硅油含氟有机硅拒水拒油氨基硅油发展趋势 Key words: fluorine-containing surfactant perfluorooctanoic acid fluoride silicone fluorinated alkyl modified silicone oil water and oil repellent silicone oil trends 含氟表面活性剂具有高表面活性、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。 用含氟表面活性剂对纸张、织物进行防水防油整理开始于20世纪50年代。经含氟化合物防水防油处理的纸张对许多液体的渗透有抵抗能力，而不会改变纸张及纸板的孔隙度、柔韧性、透气性、外观以及湿强度，这些优点是其它隔离涂布技术所不能够达到的[1]。 1 含氟表面活性剂的发展历程简述 1．1 国外含氟表面活性剂的发展 电解氟化法制备含氟表面活性剂是3M公司最早应用于工业化生产的。l950年，美国杜邦公司公布以四氟乙烯乳液为原料制备含氟表面活性剂的发明专利技术。l952年美国3M公司研制了以全氟羧酸铬的络合物为主要成分的含氟表面活性剂，1956年又研制出商品名为Scotchguard的防水、防油、防污的含氟丙烯酸酯类整理剂，20世纪60年代向西欧、日本出口。英国ICI公司在20世纪60年代中后期开发了以四氟乙烯齐聚体为防水防油基的含氟表面活性剂。20世纪7
碳氟表面活性剂 摘要:介绍了碳氟表面活性剂的主要物理化学性质,合成方法,国际、国内碳氟表面活性剂的发展及现状。介绍了碳氟表面活性剂的最新进展,特别是一些新型碳氟表面活性剂的主要性质和用途。分析了我国碳氟表面活性剂发展缓慢,与国外形成巨大反差的原因,并对进一步发展我国的碳氟表面活性剂工业提出了自己的看 法 。关键词:表面活性剂;碳氟表面活性剂;性能;合成;应用;发展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张力可达到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0.005%～0.1%,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%范围才可使水的表面张力下降到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。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张力。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张力的能力,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Ｓ>0: 油的表面张力约为20ｍＮ/ ｍ～24ｍＮ/ｍ左右。因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在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,其水溶液的表面张力较高,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,一些本来由于表面张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展。碳氟表面活性剂水溶液在油面上铺展形成一层水膜,使油面与空气隔绝,以此发展出一种高效灭火剂———水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂),这 是目前国际上重点发展的灭火剂,主要用于扑灭油类火灾。2碳氟表面活性剂的合成与碳氢表面活性剂相比,碳氟表面活性剂的合成相对困难。它的合成一般分三步:首先合成含6个～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,最后引进各种亲水基团制成各类碳氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳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。电解氟化法是40年代由美国ＪＨＳｉｍｏｎｓ研制成功的。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。电解过程中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。在有机物氟化过程中,只有有机物的氢原子被氟原子取代,其他一些官能团如酰基和磺酰基等仍被保留。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,由它们出发,可用普通方法制得各类碳氟表面活性剂。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度的含氟烷基调节物。该方法最早是由英国剑桥大学的ＲＮＨａｓｚｅｌｄｉｎｅ等研究的。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ＤｕＰｏｎｔ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