含氟高分子表面活性剂

1含氟高分子表面活性剂结构及特性

    含氟高分子表面活性剂的碳氟链可用R_f表示，一般碳氟链的碳原子数小于l0。

    碳氟链柔顺性小，C—F内聚力小，与极性分子的作用力弱，显示出明显的憎水憎油性，这是其他任何材料所不具有的结构特点，如用全氟烷基丙烯酸酯共聚物在水中溶解度为0．196时，即可将水的表面张力降至20mN／m以下。而一般烃类的表面张力为33．1mN／m，蓖麻油的表面张力为39．0mN／m，水的表面张力为72．0mN／m，故利用含氟高分子表面活性剂，可将溶液的表面张力降低到水和油的表面张力之下，故含氟高分子表面活性剂同样具有双憎性，即憎水憎油性，利用其可制备皮革及纸张的防水、防油、防污剂。

含氟高分子表面活性剂有很高的化学稳定性和生物化学惰性。在自然界没有天然存在的C—F烃，含氟高分子表面活性剂对一般生物体不显活性，特别是饱和的全氟烷烃和高分子表面活性剂是无毒的，但反应性强的小分子的全氟烯烃具有强毒性，故在含氟高分子表面活性剂的应用中，应注意其中不可含有未反应单体。

2含氟高分子表面活性剂的主要品种

    含氟高分子表面活性剂的品种较多，主要品种如下。

    (1)含氟丙烯酸酯共聚物用于皮革的含氟丙烯酸酯单体有

其他共聚单体通常是甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异辛酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸乙酯或丁酯、二乙烯基苯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等。含氟丙烯酸酯是通过有机反应将全氟烷基接到丙烯酸酯单体上，再与其他单体进行共聚，如可队以全氟烷基磺酰氟或全氟烷基醚磺酰氟作为原料，通过如下路线合成全氟烷基丙烯酸酯单体：

通过乳液聚合得到无规共聚物，乳液可直接应用。

(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  氟表面活性剂具有高表面活性．，而含硅表面活性剂降低水的表面张力的能力比相应的碳氢表面活性剂强，将有机氟化合物与有机硅高分子反应可制备氟硅聚合物，如在含氢硅油中引入氟碳链：

   含氟硅氧烷表面活性剂综合了含氟、含硅化合物的特点，可用作防水、防污、防油处理。美国Dow Conin9公司很早就制备了以下结构的含硅氟表面活性剂作为高效消泡剂：

    用量为10^-6时便可达到消泡目的。，但一般认为，在有机氟结构中引入硅基团，目的不在于得到更高的表面活性，而在于发挥硅、氟高分子互穿网络结构作用，以显示出某些独特的性能。全氟烷基与硅原子之间既可以通过烷基连接，也可通过烷基与酰胺基或烷基与磺酰胺基连接。作为硅氟高分子表面活性剂，主要有两种合成方法，一种是合成以长的R_f为硅氧链侧基的高分子，另一种是合成以长R_f为疏水链段，聚氧乙烯基为亲水链段的表面活性剂。

①长R_f侧基：

②长R_f链段：

    (4)含氟聚醚将有机氟表面活性剂与聚醚反应，可得到含氟聚醚，如：

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

亦可将全氟烷醇或氧杂化全氟烷醇与聚乙二醇、环氧乙烷等反应，得到长链大分子，产物可呈水乳性甚至水溶性，如：