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阴离子氟碳表面活性剂

    阴离子氟碳表面活性剂是氟碳表面活性剂中很重要的一种类型，也是应用比较早的一种氟碳表面活性剂。其表面活性离子带有负电荷。按其极性基(或亲水基)的结构不同又可分为羧酸盐(R_FC00^—M⁺)、磺酸盐(R_FS0₃^-M⁺)、硫酸盐(R_FOS0₃^—M⁺)、磷酸盐[R_FOP(O)O₂^2—M₂⁺]四类。其中R_F为氟碳疏水基(也是疏油基)，M⁺为无机的或有机的阳离子。有些阴离子氟碳表面活性剂含有非离子的聚氧乙烯基片段以增加氟碳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溶性。氟碳非极性基可以是全氟的氟碳烷基或部分含氟的烷基。有些氟碳表面活性剂的非极性基(氟碳链)还可以含有芳基。从上述四种阴离子氟碳表面活性剂的分子结构可看出，氟碳非极性基是由羧基、磺酸基、硫酸基或磷酸基与阳离子相连接。如果M⁺是有机阳离子，氟碳非极性基通常通过羧酸酰胺基或磺酸酰胺基连接表面活性剂分子的架构。虽然氟碳羧酸比相应的碳氨羧酸具有更强的酸性，但氟碳羧酸盐在强酸或含有二价或三价金属离子的水中溶解度仍很小。下面列出一些羧酸盐型的阴离子氟碳表面活性剂。

全氟羧酸或盐

    R_FCOOH或R_FCOOM

全氟烷基羧酸

R_F(CH₂CF₂)_nCH₂COOH

有全氟端基R_F的羧酸盐

R_F(CH₂)_mCOONa

    全氟烷氧基羧酸

    R_FO(CH₂)_nCOOH

全氟烷基乙烯基氧烷基羧酸

C₈F₁₇CH₂CH₂0CH₂CH₂COOH

    全氟烷氧基苯甲酸

R_FOC₆H₄COOH(Na)

含硫醚键的氟烷基羧酸

R_PCH₂CH₂SCH₂CH₂COOH

双多氟烷氧基烷基羧酸硫醚

或—S(CH₂)_mS—(m=2或6)

[(CF₃)₂CFO(CF₂)_n(CH₂)₉CH(COOH)]S

全氟烷基羧酸酰胺烷基羧酸盐

C₈F₁₇CONH(CH₂)₅COONa

    全氟烷基磺酰胺氨基羧酸

    R_FS0₂NH(CH₂)₃N(CH₂COONa)₂

R_FSO₂N[CH₂CH(OH)CH₂COOH](CH₂)₃N(CH₃)CONHC₂H₅

含羟基氟烷基氨基羧酸盐

    C₉F₁₉CH₂CH(OH)CH₂N(CH₃)CH₂COOK

    具有醚健和羟基的全氟烷基氨基羧酸盐

R_FCH₂CH(OH)CH₂NH(CH₂)₃O[(CH₂)₄0]₈(CH₂)₃NHCH₂COONa

全氟聚醚羧酸

    CF₃[OCF₂CF(CF₃)]_nOCF₂COOH  n=1，2，3

HOOCCF₂(OCF₂CF₂)_n(OCF₂)_mOCF₂COOH   n，m=1，2，3

含乙烯基氧片段

F₃C(CF₂)_mS0₂N(C₂H₅)(CH₂CH₂0)_n(CH₂)₃COOK(或Na，Li)  m=3～25，n=2～50

C₉F₁₉CH₂CH(OH)CH₂NH(CH₂)₃0(CH₂CH₂0)₈(CH₂)₃NHCH₂COONa

R_FCH₂CH₂SCH(COOH)CH₂COO(CH₂CH₂0)₂₂H

R_FCH₂CH₂SCH(CH₂COOH)COO(CH₂CH₂0)₂₂H

六氟丙烯环氧齐聚物作为疏水基

    C₃F₇0[CF(CF₃)CF₂0]_nCF(CF₃)COONa n=2～6

    与羧酸盐型比较，磺酸盐型氟碳表面活性剂在实际应用中似乎有更强的耐氧化性能，对强酸性介质、电解质及钙离子敏感性小。磺酸盐型氟碳表面活性剂举例如下。

全氟烷基磺酸(盐)

C_nF_2n+1SO₃H

全氟辛磺酸四乙胺酰胺

C₈F₁₇S0₃N(C₂H₅)₄

氟磺酸季铵盐

    R_FSO₃^—R2N⁺(CH₂CH₂0H)₂ R=烷基

全氟烷基乙磺酸盐

C_nF_2n+1CH₂CH₂S0₃NH₄

    全氟丙基烷基磺酸盐

C₃F₇(CH₂)_nS0₃Na   n=5，7。9

全氟烷基苯磺酸(盐)

    C_nF_2n+1C₆H₄S0₃H

全氟烷氧基苯磺酸(盐)

R_FOC₆H₄S0₃H

全氟酰基苯磺酸(盐)

R_FCOC₆H₄S0₃H

    HC_nF_2nCOC₆H₄S0₃H

三全氟乙基甲氧基烷基磺酸盐

(C₂F₅)₃CO(CH₂)₃S0₃K

有硫醚键和酰胺键的含氟疏水基磺酸(盐)

CF₃(CF₂)_nCH₂CH₂SCH₂CH₂CONHC(CH₃)₂CH₂S0₃H

全氟磺酰胺磺酸盐

    R_FS0₂NH(CH₂)₃N(CH₃)CONH(CH₂)₂S0₃Na

全氟羧酸酰胺磺酸盐

    R_FCONR(CH₂)₃S0₃Na

六氟丙烯环氧齐聚体为疏水基的磺酸

    氧杂氟烷基磺酸盐

CF₃CF₂[CF₂CF(CF₃)O]_nCF₂CF₂S0₃M   M=K，Na

含氟聚氧乙烯磺酸盐

CF₃C₆H₁₂CH₂0(C₂H₄0)₅S0₃Na

全氟烷基醚酰胺磺酸盐

F[CF(CF₃)CF₂0]_nCF(CF₃)CONHCH₂CH₂S0₃Na

含氟磺酸盐

    R_FC₂H₄00CCH(S0₃Na)CH₂COOC₂H₄RF

H(CF₂)_nC₂H₄OOCCH(S0₃Na)CH₂COOC₂H₄(CF₂)_nH

全氟烷基醚磺酸盐

CF₃CF₂(CF₂CF₂)_nOCF₂CF₂S0₃M  M=碱金属

丙酸全氟醣基磺酸盐

    CF₃(CF₂)_nCH₂00CCH(CH₃)CH₂SO₃Na

    硫酸盐型氟碳表面活性剂与磺酸盐型氟碳表面活性剂相比有更优良的水溶性，而且可方便地从含氟醇制备，但是硫酸盐型氟碳表面活性剂对水解的低稳定性限制了其应用。下面列出硫酸盐氟碳表面活性剂的例子。

全氟辛基甲基硫酸盐

C₇F₁₅CH₂0S0₃Na

    氟化烷基醚基硫酸盐

    H(CF₂CF₂)_nCH₂(OCH₂CH₂)_mOS0₃NH₄

CF₃(CF₂CF₂)_nCH₂(OCH₂CH₂)_mOS0₃NH₄

全氟丙氧基硫酸盐

    (F₃C)₂CFO(CH₂)₆0S0₃Na

    全氟辛磺酸酰胺硫酸盐

    C₈F₁₇S0₂NH(CH₂)₃NH(CH₂)₃NHCH₂CH₂0S0₃Na

    磷酸盐型氟碳表面活性剂通常比其他阴离子氟碳表面活性剂不容易产生泡沫，有些磷酸酯盐是很好的抗泡沫剂。下面列出磷酸盐型氟碳表面活性剂的例子。

    全氟烷基醚磷酸酯

CF₃(CF₂)_nCH₂CH₂0P(O)(0H)₂

[CF₃(OF₂)_nCH₂CH₂0]₂P(O)(OH)

[CF₃(CF₂)_nCH₂CH₂0]₂P(0)(ONH₄)

单和双氟烷基磷酸铰盐

(C₈F₁₇CH₂CH₂0)_1．5PO[(OH)NH(C₂H₄0H)₂]_1．5

全氟烷基磷酸盐

(CF₃)₂CF(CF₂)₆FCH₂CH₂0P(O)(OH)₂

[(CF₃)₂CF(CF₂)₆FCH₂CH₂0]₂P(O)(OH)

[(CF₃)₂CF(CF₂)₆FCH₂CH₂0]₃P(O)

含氟辛聚体磷酸盐

C₆F₁₃CH=C(CF₃)OPO(OH)₂

全氟烷基乙二醇磷酸盐

    F(CF₂)_nCH(OH)CH₂0P(O)(OH)₂

F(CF₂)_nCH(CH₂0H)OP(O)(OH)₂

C₆F₁₃CH₂CH₂S(CH₂)₃P(0)(OC₂H₅)₂

    全氟烷基磺酰胺磷酸盐

CF₃C(CF₂)₇S0₂N(C₂H₅)CH₂CH₂0P(O)(OH)₂

CF₃C(CF₂)₇S0₂N(C₂H₅)CH₂CH₂0P(O)(ONa)₂

[CF₃C(CF₂)₇S0₂N(C₂H₅)CH₂CH₂0]₂P(O)ONa

可聚合含氟烷基磷酸酯

CH₂=CRCOOCH₂CH(OH)CH₂0P(O)(OR`)ONa

R=H或CH₃，R`=烷基，氟烷基

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