普通的表面活性剂解决不了产品稳定性差,分层,乳化力和渗透性不够等问题?拥有特殊性能的特种表活能帮大家解决这些问题。
今天就以含氟表面活性剂为例,来讲讲它“三高两憎”的特性和在工业清洗领域的应用。
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, 一般全氟的表面活性剂化学性能优越于部分氟碳表面活性剂,所以目前应用的含氟表面活性剂大多是全氟表面活性剂。例如:

图1:全氟聚醚

图2:部分氟聚醚
氟碳表面活性剂的结构,分子量,含氟或改性基团不同都导致其性能上的差异,并且大家都在追求具有特种性质,添加量少效果显著的物料,这就使得特种表面活性剂和功能性表面活性剂应运而生。
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 。
名称 | 介绍 | 特点 |
阴离子含氟表活 | 羧酸盐型(RfCOO-M+)、磺酸盐型(RfSO3-M+)、硫酸酯盐型(RfOSO3-M+)和磷酸酯盐型(RfOP(O)O2 -2 M+2) | Rf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。 |
阳离子含氟表活 | 胺盐型和季铵盐型 | 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。 |
非离子含氟表活 | 主要有活泼氢的含氟憎水性原料, 如含氟的长链脂肪醇、烷基酚、脂肪羧酸、烷基胺、烷基醇酰胺、烷基硫醇等, 在酸或碱催化剂参与下与环氧乙烷加成制得 | 与阴离子、阳离子及两性表面活性剂的相容性较好, 广泛应用于工业生产中。由于非离子含氟表面活性剂中的聚氧乙烯亲水基比羧酸盐、磺酸盐等阴离子基团的化学稳定性差, 故不能在含强氧化剂的溶液中使用。 |
两性含氟表活 | 两性含氟表活的亲水基同时含有碱性基阳离子和酸性基阴离子, 易溶于水, 在较浓酸、碱及无机盐溶液中也能溶解, 不与Ca2+、Mg2 +及其他重金属离子作用。 | 与其他类型表面活性剂相容性好, 而且既可被带正电荷的表面吸附, 又可被带负电荷的表面吸附, 应用非常广泛。 |
含氟表面活性剂具有特殊的氟碳结构,由于氟离子电负性超强的缘故,使得氟碳表面活性剂具有高耐热稳定性和高化学稳定性。其次,氟碳表面活性剂分子间范德华力小,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,所以造成溶液的表面张力超级低,具有高表面活性。氟碳链属于疏水疏油结构,所以概括讲,为“三高两憎”即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;憎水又憎油。