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“表面活性劑”文件匯總目錄松香基雙子表面活性劑的合成、結(jié)構(gòu)及性能松香基表面活性劑研究的新進(jìn)展陰、陽(yáng)離子表面活性劑高鹽溶液及其與卵磷脂復(fù)配體系的聚集行為和性質(zhì)的研究新型非離子型氟碳表面活性劑的合成及性能研究有機(jī)硅表面活性劑合成及其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用非離子氟表面活性劑松香基雙子表面活性劑的合成、結(jié)構(gòu)及性能表面活性劑是一類在低濃度下能顯著改變?nèi)芤罕砻鎻埩騼上嚅g界面張力的物質(zhì)。它們廣泛應(yīng)用于化工、制藥、化妝品、食品、農(nóng)藥、紡織、印染、造紙、石油等工業(yè)部門,以及環(huán)境保護(hù)、能源開發(fā)等領(lǐng)域。近年來,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,綠色、可降解的表面活性劑受到廣泛關(guān)注。松香基雙子表面活性劑作為一種來源于天然資源的綠色表面活性劑,其合成、結(jié)構(gòu)和性能具有重要研究?jī)r(jià)值。

松香基雙子表面活性劑的合成主要采用化學(xué)改性方法,以松香為原料,經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng),引入親水基團(tuán)和疏水基團(tuán),從而制備出具有良好表面活性的化合物。合成過程中,需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,如溫度、壓力、濃度、催化劑等,以保證產(chǎn)物的純度和產(chǎn)量。尋找高效、環(huán)保的合成方法也是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

松香基雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)主要由親水基團(tuán)、疏水基團(tuán)和連接基團(tuán)組成。其中,親水基團(tuán)決定了表面活性劑的水溶性,疏水基團(tuán)決定了表面活性劑的油溶性,連接基團(tuán)則將親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)連接在一起。不同結(jié)構(gòu)的松香基雙子表面活性劑具有不同的表面活性,可以滿足不同的應(yīng)用需求。

松香基雙子表面活性劑具有良好的表面活性、潤(rùn)濕性、乳化性、分散性等性能。它們能顯著降低溶液的表面張力,提高溶液的滲透力、潤(rùn)濕力、分散力和乳化力等。由于松香基雙子表面活性劑來源于天然資源,因此它們具有良好的生物降解性和環(huán)境友好性。這使得松香基雙子表面活性劑在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

松香基雙子表面活性劑作為一種綠色、可降解的表面活性劑,其合成、結(jié)構(gòu)和性能具有重要的研究?jī)r(jià)值。未來,需要進(jìn)一步深入研究其合成方法、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系以及應(yīng)用領(lǐng)域,以期為松香基雙子表面活性劑的廣泛應(yīng)用提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心,可以預(yù)見,松香基雙子表面活性劑在未來將有更大的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。松香基表面活性劑研究的新進(jìn)展表面活性劑是一類能夠顯著降低表面張力的化合物,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家庭和科學(xué)研究中。松香基表面活性劑,作為一種新型的表面活性劑,近年來在多個(gè)領(lǐng)域都取得了重要的研究進(jìn)展。

在制備技術(shù)方面,研究者們不斷探索新的合成方法以提高松香基表面活性劑的性能。例如,通過控制反應(yīng)條件和使用特定的催化劑,可以更有效地合成松香基表面活性劑,同時(shí)改善其溶解性、穩(wěn)定性和生物降解性。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面,松香基表面活性劑展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。由于其優(yōu)良的乳化、潤(rùn)濕和分散性能,松香基表面活性劑在石油、涂料、紡織、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。尤其是在石油工業(yè)中,松香基表面活性劑可以顯著提高采油效率和降低采油成本。

在生物降解性方面,松香基表面活性劑也取得了顯著的進(jìn)展。由于傳統(tǒng)表面活性劑對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,研究者們一直致力于開發(fā)具有優(yōu)良生物降解性的新型表面活性劑。通過使用可再生原料和綠色合成方法,松香基表面活性劑能夠在較短時(shí)間內(nèi)完全生物降解,減少對(duì)環(huán)境的污染。

松香基表面活性劑作為一種新型的表面活性劑,在制備技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域和生物降解性方面都取得了重要的研究進(jìn)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,相信松香基表面活性劑在未來會(huì)有更廣泛的應(yīng)用前景,為人類的生產(chǎn)和生活帶來更多的便利和效益。陰、陽(yáng)離子表面活性劑高鹽溶液及其與卵磷脂復(fù)配體系的聚集行為和性質(zhì)的研究表面活性劑是一種能夠顯著降低表面張力、增加溶液潤(rùn)濕性和改變物質(zhì)界面性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。陰離子、陽(yáng)離子表面活性劑因其獨(dú)特的性質(zhì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。卵磷脂作為一種天然表面活性劑,具有生物相容性好、毒性低等優(yōu)點(diǎn),在復(fù)配體系中與陰、陽(yáng)離子表面活性劑的相互作用及其聚集行為對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用性能具有重要影響。本文主要探討陰、陽(yáng)離子表面活性劑在高鹽溶液中的聚集行為,以及與卵磷脂復(fù)配后的體系性質(zhì)。

陰離子表面活性劑,如硫酸鹽、羧酸鹽等,在高鹽溶液中的聚集行為受到多種因素的影響。隨著鹽濃度的增加,陰離子表面活性劑的聚集狀態(tài)從單分子層到多分子層逐漸變化。這種聚集行為的改變會(huì)影響其表面活性、滲透性、乳化性等性質(zhì)。了解和控制這些聚集行為對(duì)于優(yōu)化產(chǎn)品性能和開發(fā)新型表面活性劑至關(guān)重要。

與陰離子表面活性劑類似,陽(yáng)離子表面活性劑在高鹽溶液中的聚集行為也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。陽(yáng)離子表面活性劑通常具有較高的溶解度和穩(wěn)定性,這與其在水溶液中形成的多層吸附結(jié)構(gòu)有關(guān)。隨著鹽濃度的增加,陽(yáng)離子表面活性劑的聚集狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化,對(duì)其應(yīng)用性能產(chǎn)生影響。

卵磷脂作為一種天然表面活性劑,與陰、陽(yáng)離子表面活性劑復(fù)配后,可以形成多種類型的混合體系。這些復(fù)配體系的聚集行為和性質(zhì)受到卵磷脂與表面活性劑的相互作用、比例等因素的影響。通過調(diào)整卵磷脂與陰、陽(yáng)離子表面活性劑的比例,可以調(diào)節(jié)體系的潤(rùn)濕性、乳化性、穩(wěn)定性等性質(zhì),以滿足不同應(yīng)用的需求。

本文主要探討了陰、陽(yáng)離子表面活性劑高鹽溶液及其與卵磷脂復(fù)配體系的聚集行為和性質(zhì)。通過研究陰、陽(yáng)離子表面活性劑在不同鹽濃度下的聚集行為,以及與卵磷脂復(fù)配后的體系性質(zhì),有助于深入了解這些體系的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系,為優(yōu)化產(chǎn)品性能和開發(fā)新型表面活性劑提供理論依據(jù)。未來的研究可以進(jìn)一步關(guān)注表面活性劑與卵磷脂復(fù)配體系在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性、生物相容性等方面,拓展其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。新型非離子型氟碳表面活性劑的合成及性能研究隨著科技的發(fā)展,表面活性劑在工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。其中,氟碳表面活性劑以其獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì),如高穩(wěn)定性、低表面張力、良好的溶解性和耐候性等,引起了研究者的廣泛關(guān)注。然而,傳統(tǒng)的氟碳表面活性劑多為離子型,其合成和性能受離子強(qiáng)度影響較大,限制了其應(yīng)用范圍。因此,研究新型非離子型氟碳表面活性劑的合成及性能具有重要的實(shí)際意義。

非離子型氟碳表面活性劑的合成主要依賴于氟代烴和疏水基團(tuán)的鏈接方式。目前,新型非離子型氟碳表面活性劑的合成主要采用直接氟化法、酯化法、縮聚法等方法。這些方法均需在高溫、高壓、有機(jī)溶劑等苛刻條件下進(jìn)行,合成難度較大,成本較高。因此,尋找一種高效、環(huán)保、低成本的合成方法成為了研究重點(diǎn)。

近年來,研究者嘗試采用綠色化學(xué)方法,如光催化、電催化等,來合成非離子型氟碳表面活性劑。這些方法可以在常溫常壓下進(jìn)行,且不使用有機(jī)溶劑,具有較高的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

新型非離子型氟碳表面活性劑具有優(yōu)異的表面活性和潤(rùn)濕性,可以有效降低水的表面張力,提高油水分離效率。同時(shí),由于其非離子型特性,新型非離子型氟碳表面活性劑的穩(wěn)定性和耐候性也得到了顯著提高。新型非離子型氟碳表面活性劑還具有良好的生物相容性和抗生物污染性能,可在醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

新型非離子型氟碳表面活性劑作為一種高性能的表面活性劑,具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,其合成方法和性能仍需進(jìn)一步研究和優(yōu)化。未來,我們應(yīng)深入研究新型非離子型氟碳表面活性劑的合成機(jī)制和性能調(diào)控機(jī)制,探索更高效、環(huán)保的合成方法,以提高其生產(chǎn)效率和降低成本。我們還應(yīng)關(guān)注新型非離子型氟碳表面活性劑的環(huán)境影響和生物安全性問題,為推動(dòng)其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供有力支持。有機(jī)硅表面活性劑合成及其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用有機(jī)硅表面活性劑是一種具有特殊性能的化學(xué)物質(zhì),在諸多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。本文主要探討了有機(jī)硅表面活性劑的合成方法及其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用。通過合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和精心的參數(shù)調(diào)整,成功合成了具有優(yōu)良性能的有機(jī)硅表面活性劑。本文還對(duì)其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)該活性劑可有效提高紡織品的性能和生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞:有機(jī)硅;表面活性劑;合成;紡織工業(yè)

有機(jī)硅材料因其獨(dú)特的性能,如耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等,而備受。有機(jī)硅表面活性劑作為有機(jī)硅材料的一種,具有在特定條件下改變物質(zhì)界面性質(zhì)的能力,因此在諸多領(lǐng)域中擁有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文將重點(diǎn)介紹有機(jī)硅表面活性劑的合成及其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用。合成方法是本文的重點(diǎn)之一,同時(shí)還將闡述在紡織工業(yè)中應(yīng)用有機(jī)硅表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)及前景。

本實(shí)驗(yàn)采用乳液聚合法合成有機(jī)硅表面活性劑,以正硅酸乙酯、含氫硅油、丙烯酸等為原料,加入適量的水和乳化劑。合成過程中需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度、攪拌速度和物料配比等參數(shù)。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:

將正硅酸乙酯、含氫硅油、丙烯酸等按比例加入到四口燒瓶中;

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和整理,發(fā)現(xiàn)該合成方法具有較高的產(chǎn)率,且所合成的有機(jī)硅表面活性劑具有優(yōu)良的性能。在紡織工業(yè)中應(yīng)用該活性劑,可有效降低織物表面的張力,改善織物表面的潤(rùn)濕性能,從而提高紡織品的性能和生產(chǎn)效率。該活性劑還具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性,有利于紡織工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本文成功地合成了一種具有優(yōu)良性能的有機(jī)硅表面活性劑,并將其應(yīng)用于紡織工業(yè)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該活性劑可以有效改善織物表面的潤(rùn)濕性能,提高紡織品的性能和生產(chǎn)效率。該活性劑具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性,在促進(jìn)紡織工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí),也為其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了可能。

在未來的研究中,可以進(jìn)一步探索有機(jī)硅表面活性劑在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,如個(gè)人護(hù)理、農(nóng)藥增效劑等。同時(shí),對(duì)其合成方法的優(yōu)化和綠色化也是值得的方向。非離子氟表面活性劑非離子氟表面活性劑是非離子表面活性劑中的碳?xì)滏溨械臍湓尤炕虿糠直环尤〈谋砻婊钚詣?。非離子型氟碳表面活性劑按照分子結(jié)構(gòu)不同可分為聚乙二醇型、多元醇型、亞砜型和聚醚型等,主要使用的是聚乙二醇型的。非離子型氟碳表面活性劑根據(jù)使用的環(huán)境不同,又分為在水溶液中使用的和在有機(jī)溶劑中使用的,還有含硅的特種非離子氟表面活性劑。

非離子型氟碳表面活性劑在水中不電離,故對(duì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的存在不敏感,可以用于強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿性的環(huán)境中,并且與離子型表面活性劑的相容性好,可用于表面活性劑的復(fù)配、改性、增效。但由于聚氧乙烯親水基比羧酸鹽、磺酸鹽等陰離子基團(tuán)的化學(xué)穩(wěn)定性差,因此非離子型氟表面活性劑通常不在含強(qiáng)氧化劑的溶劑中使用。

水溶液中使用的氟碳表面活性劑不含氟的端基一般由一定數(shù)量的含氧醚鍵或羥基構(gòu)成,也就是由聚氧乙烯鏈與聚氧丙烯相間的嵌段結(jié)構(gòu)。這些極性基團(tuán)的長(zhǎng)度可通過分子設(shè)計(jì)加以調(diào)節(jié),極性基長(zhǎng)度的改變將影響非離子型氟表面活性劑的親水親油平衡值;而在有機(jī)溶劑中使用的氟碳表面活性劑是沒有親水基團(tuán)的,它們是由既憎水又憎油的氟碳鏈段和親油的碳?xì)滏湺谓M成的。氟硅非離子表面活性劑是以Si-O-Si為主鏈,在側(cè)鏈或兩端接枝含氟疏水基團(tuán)和聚氧乙烯或聚氧丙烯等親水基團(tuán)的一種新型表面活性劑。

其親水基結(jié)構(gòu)與碳?xì)浔砻婊钚詣┫嗨?,一般是聚氧乙烯親水鏈段,有時(shí)是聚氧乙烯與聚氧丙烯相間的嵌段結(jié)構(gòu)。都是由憎水基部分結(jié)構(gòu)中的活潑氫與一定數(shù)量的環(huán)氧乙烷加成而得,如:

也合成出分子中含有兩個(gè)含氟烴基憎水基的雙子型非離子表面活性劑,如:

用齊聚法制得四氟乙烯五聚體C10F20與相對(duì)分子質(zhì)量為1000的聚乙二醇反應(yīng)制得

用四氟乙烯五聚體的苯酚磺酰氯()與相對(duì)分子質(zhì)量1000的聚乙二醇反應(yīng)制得

這一類非離子氟表面活性劑是沒有親水基的,它們是由既憎水又憎油的含氟烴基與親油的碳?xì)錈N基組成的,它們可以作非極性有機(jī)溶劑中使用的表面活性劑,也可以作為在有機(jī)溶劑/氣體界面具有表面活性的含氟化合物,這一類型的氟碳表面活性劑種類比較少。

其中一種是將四氟乙烯等含氟烯烴與乙烯等烯烴共聚時(shí),得到一種低相對(duì)分子質(zhì)量的嵌段共聚物,其結(jié)構(gòu)式為:F(CF2)m(CH2)nH,式中(m+n)值可在6~23之間。另一種在非極性有機(jī)溶劑中使用的非離子氟表面活性劑是由六氟丙烯齊聚物憎油基與芳烴親油基組成的,結(jié)構(gòu)為(n=1~3,Ar是芳烴基)。這兩種為親油型的常見結(jié)構(gòu)。

氟硅非離子表面活性劑是以Si-O-Si為主鏈,在側(cè)鏈或兩端接枝含氟疏水基團(tuán)和聚氧乙烯或聚氧丙烯等親水基團(tuán)的一種新型表面活性劑。

如美國(guó)DowConing公司很早就制備了含硅的氟表面活性劑,發(fā)現(xiàn)它是比聚硅氧烷更好的消泡劑,但它對(duì)氟表面活性劑產(chǎn)生的泡沫卻沒有消泡作用。中國(guó)中科院有機(jī)所合成過結(jié)構(gòu)為CF3(CF2)O(CF2)2SO2N(CH3)CH2CH2Si(OCH3)C10F9O(CH2)3Si(OCH3)3的含硅氟表面活性劑。中國(guó)武漢長(zhǎng)江化工廠也合成過結(jié)構(gòu)為RfSO2R1Si(OR2)3(式中Rf=C6F13~C8F17;R1為帶支鏈的烷基;R2=-CH3,-C2H5)的含硅的氟表面活性劑FC-922。他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中引入含硅基團(tuán),目的不在于得到更高的表面活性,而在于發(fā)揮硅、氟互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作用,以顯示出某些獨(dú)特的性能。從含氟的有機(jī)硅表面活性劑結(jié)構(gòu)可知,全氟烷基與硅原子之間既可以通過-(CH2)n-烷基連結(jié),也可通過烷基與酰胺基或烷基與磺酰胺基連結(jié)。

非離子氟表面活性劑在水中不電離,因此它對(duì)溶液的PH值變化和電解質(zhì)的存在不敏感。與離子型表面活性劑不同,它不被帶電荷的表面所吸附。

氟表面活性劑在煤上的吸附能力:非離子<陽(yáng)離子<兩性<陰離子。陰離子氟表面活性劑在煤上吸附后使水在其上的接觸角(θ)由38°~42°增加到80°~90°。

含有6~10個(gè)碳原子的碳氟烴基表面活性劑表面活性最好,如果碳鏈過長(zhǎng),碳氟烴基憎水憎油作用過強(qiáng),在溶劑中溶解性能會(huì)降低,從而影響其使用效果。

通常在水中使用的某些氟表面活性劑,對(duì)降低有機(jī)溶劑的表面張力也是有效果的,盡管由于有機(jī)溶劑表面張力本來就比水低,因而它們降低有機(jī)溶劑表面張力的效果不如降低水表面張力那么明顯。

在固液界面吸附上,關(guān)于氟表面活性劑和碳?xì)浔砻婊钚詣┗旌衔镌诜稚㈩w粒上的相互作用是通過是溶膠的聚沉和再分散來研究的。例如:被十二烷基硫酸鈉聚沉的Fe2O3溶膠可以被陰離子氟表面活性劑NF-100再度分散,此時(shí)溶膠的Zeta電位變號(hào)而濁度增加。如果使用非離子氟表面活性劑如NF-7或NP-5也可以使該溶膠再度分散,而Zeta電位只改變一點(diǎn)點(diǎn)。當(dāng)情況反過來的時(shí)候,也就是Fe2O3溶膠被NF-100聚沉?xí)r,十二烷基硫酸鈉卻不能使之再分散。另外,F(xiàn)e2O3溶膠可被全氟辛基磺酸鋰(LiFOS)聚沉,能用NF-7或NP-5兩種非離子氟表面活性劑之一使之再分散,而不能用十二烷基硫酸鋰(LiDS)使之再分散;相應(yīng)地被LiDS聚沉的Fe2O3溶膠也不能被LiFOS再分散,只能被NF-7再分散。因此,在陰離子(碳?xì)浠蚍┍砻婊钚詣┡c非離子(碳?xì)浠蚍┍砻婊钚詣┲g能形成混合雙層吸附,所以其再分散效果較陰離子氟表面活性劑與陰離子碳?xì)浔砻婊钚詣┓稚e2O3溶膠更有利。

雙子型的氟碳表面活性劑分子由兩條氟碳鏈、兩個(gè)親水基和一個(gè)連接基組成,在界面上排列更緊密,表面能更低,有更低的krafft點(diǎn)(活性溫度下限),以極小的添加量就能有效降低液體的靜態(tài)表面張力。

它可以溶解在酸和堿的溶液中,且與陰離子、陽(yáng)離子及兩性離子的表面活性劑相容性好。非離子氟表面活性劑的親水基結(jié)構(gòu)——聚氧乙烯鏈的長(zhǎng)度很容易在環(huán)氧乙烷的開環(huán)加成反應(yīng)中控制調(diào)節(jié),進(jìn)而影響它的親水親油平衡值,從而影響它的界面性質(zhì)和改變?nèi)橐旱姆€(wěn)定性。

聚氧乙烯型非離子氟表面活性劑在水中的溶解度隨著溫度升高而降低,當(dāng)溫度達(dá)到它的濁點(diǎn)時(shí),非離子氟表面活性劑會(huì)從水中析出而使其水溶液變渾,因此,聚氧乙烯非離子氟表面活性劑只適宜在常溫和它的濁點(diǎn)以下使用。一般情況下,非離子氟表面活性劑比相應(yīng)的離子型氟表面活性劑在有機(jī)溶劑中有較大的溶解度。由于聚氧乙烯親水基比羧酸鹽、磺酸鹽等陰離子基團(tuán)的化學(xué)穩(wěn)定性差,因此非離子氟表面活性劑通常不在含強(qiáng)氧化劑的溶液中使用。

碳氟烴類,特別是直鏈狀的比相應(yīng)的碳?xì)滏湡N類的柔順性差,因此熔點(diǎn)相應(yīng)較高。但氧雜的碳氟鏈烴類,由于氧原子的作用使得它比全氟的碳氟鏈烴要柔順,因此用六氟丙烯環(huán)氧齊聚形成的聚醚更適合作表面活性劑的長(zhǎng)鏈憎水基或憎油基。

結(jié)構(gòu)式為F(CF2)m(CH2)nH的非離子氟表面活性劑,式中(m+n)值可在6~23之間,其中m=12,n=18時(shí),它能使正十二碳烷溶劑的表面張力降低;而m=10,n=12;m=12,n=24;m=12,n=18的三種化合物溶于正十二碳烷形成01mol/L濃度的溶液,從高于它們?nèi)埸c(diǎn)的溫度冷卻到室溫時(shí)形成凝膠。用光散射法、核磁共振法和熒光分析法都發(fā)現(xiàn)這些化合物能在甲苯溶劑中形成膠束。結(jié)構(gòu)為(n=1~3,Ar是芳烴基)的非離子氟表面活性劑??扇苡诩妆?、二甲苯這類芳烴非極性溶劑中,并降低它們的表面張力。實(shí)驗(yàn)證明,它能降低二甲苯溶劑的表面張力。

氟表面活性劑具有高表面活性,而含硅的表面活性劑降低水的表面張力的能力也比相應(yīng)的碳?xì)浔砻婊钚詣?qiáng),如聚二甲基硅氧烷可使水的表面張力降至20~21mN/m,因此人們期望通過氟化含硅表面活性劑,得到一種具有最高表面活性的表面活性劑,但這種期望在實(shí)踐中遇到了困難。

如果在硅原子的α位碳原子進(jìn)行氟化,由于氟原子的電負(fù)性影響,造成Si-C鍵減弱,變得特別容易受親核試劑進(jìn)攻,CF3SiCl3和(CF3)2SiCl2將很快發(fā)生水解,生成CHF3。在β位氟化,產(chǎn)物也會(huì)水解并發(fā)生分子重排而分解生成CF2=CH2。為了減弱氟原子對(duì)Si-C鍵的誘導(dǎo)作用,必須使生成的-CF3基遠(yuǎn)離硅原子。若在硅原子的γ位碳原子上氟化生成CF3CH2CH2SiCH3Cl2,Si-C鍵的穩(wěn)定性將增強(qiáng),但得到的含氟有機(jī)硅表面活性劑聚三氟丙基甲基硅氧烷的表面活性比相應(yīng)的價(jià)格相對(duì)便宜的聚二甲基硅氧烷還要低,并沒有達(dá)到預(yù)期的降低水表面張力的目的。

含氟非離子表面活性劑的合成一般分為三個(gè)步驟:首先合成具有一定鏈段長(zhǎng)度的含氟烷基Rf,然后制成易于引進(jìn)其他基團(tuán)的含氟中間體,最后利用含氟中間體中較為活潑的端基官能團(tuán)以及自身的性質(zhì),通過各種有機(jī)反應(yīng)引入基團(tuán)。制備方法大致可分為三種:

電解氟化法為最早使用的一種,在1946年由JosephHSimons研制,后轉(zhuǎn)讓給美國(guó)3M公司,并被其于1952年開始批量生產(chǎn)。該法通過將需要被氟化的有機(jī)物溶解或分散于無水氟化氫中,在低于8V(一般為4~6V)的直流電壓下進(jìn)行電解,這個(gè)過程中在陰極產(chǎn)生氫氣,有機(jī)物在陽(yáng)極被氟化,其中的氫原子被氟原子親核取代,其他一些官能團(tuán)如?;突酋;热员A簟5湫屠尤缦拢?/p>

調(diào)聚法最早在1968年由R.N.Haszeldine研制,后轉(zhuǎn)讓給Pennwalt公司,隨后美國(guó)DuPont公司開發(fā)了該方法的工業(yè)生產(chǎn)路線。該法利用不飽和雙鍵的單體與調(diào)聚劑自由基加成聚合而成。

例如:首先由醇與溴丙烯反應(yīng)制得對(duì)應(yīng)的烯丙基醚,然后利用連二亞硫酸鈉引發(fā)碘代全氟烷烴與烯丙基醚的雙鍵加成,加成產(chǎn)物經(jīng)還原去碘后就得到所需要的含氟烷基的非離子型表面活性劑。

在LiAlH4體系中加入催化量的Bu3SnCl可以完成還原過程,但是由于LiAlH4的還原性強(qiáng),若反應(yīng)底物中Rf烷基端頭為氯原子時(shí),也會(huì)被還原成氫原子。

特殊的如含硅類,可以通過簡(jiǎn)單的將各種聚甲基氫硅氧烷(PHMS)單體溶于有機(jī)溶劑中,在鉑催化下與CH2=CHCH2O(CH2)x(CF2)yCF3聚合得到淺褐色至褐色透明液體,即氟硅表面活性劑(FSS)。

齊聚法是在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的制備方法,該法又可下分為四氟乙烯齊聚法、六氟丙烯齊聚法和六氟丙烯環(huán)氧(HEPO)齊聚法。其中四氟乙烯齊聚法是采用非質(zhì)子溶劑,在氟化物催化下,使四氟乙烯進(jìn)行陰離子聚合反應(yīng),得到聚合度為4~6為主的全氟烯烴齊聚物,最后利用雙鍵碳原子上的氟原子易被親核試劑取代的特點(diǎn),進(jìn)而合成一系列表面活性劑。六氟丙烯齊聚法和四氟乙烯類似。HEPO則是在極性溶劑中,用氟陰離子催化,制得氧雜全氟烷基酰氟齊聚物,進(jìn)而通過酰氟發(fā)生水解、氨解、醇解等作用,制成多種含氟中間體,再進(jìn)一步制成表面活性劑。

例如:以三乙胺為縛酸劑,將適量全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧壬酰氟緩慢滴加到含有適量直鏈醇的三口燒瓶中,在一定溫度下攪拌回流一段時(shí)間,所得產(chǎn)物用蒸餾水洗至約中性,之后用無水硫酸鎂靜置過夜去除水分,用布氏漏斗過濾后室溫下真空干燥,得產(chǎn)物六氟環(huán)氧丙烷齊聚物型非離子表面活性劑CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOCnH2n+1

一些非離子氟表面活性劑如、(式中n為2~6,m為1~19)都可用作除莠劑、殺菌劑、殺蟲劑的乳化劑、分散劑等。非離子氟表面活性劑澆灑在農(nóng)作物上是安全的,對(duì)作物只有微弱的影響,而且分子中含的聚氧乙烯鏈越長(zhǎng),毒性影響就越小,它們對(duì)昆蟲,特別是蒼蠅、葉螨的殺傷力主要是由于其良好的潤(rùn)濕作用,能很好地粘附在昆蟲的外殼上并均勻鋪展,造成呼吸受阻而窒息死亡,并非因其毒性造成的,因而與氟表面活性劑的具體結(jié)構(gòu)無明確的關(guān)聯(lián)性。

用于汽車擋風(fēng)玻璃洗滌劑時(shí),在普通表面活性劑的配方中,加入非離子氟表面活性劑能進(jìn)一步降低表面張力,明顯改進(jìn)潤(rùn)濕和滲透能力,提高清洗效果。非離子氟表面活性劑在清潔汽車玻璃時(shí)能很好附著在玻璃表面,使其具有超親水性,任何溫度的水霧(乃至蒸氣)、霧珠,一經(jīng)與玻璃表面接觸就能立即浸潤(rùn)并鋪展成透明水膜,并使水膜移動(dòng)迅速,而不能聚集成滴,產(chǎn)生良好的防霧效果,在0℃以下的低溫情況下也能起到很好的防霧、高流滴性能。同時(shí)能減少其它表面活性劑的用量。

塑化人體標(biāo)本時(shí),添加非離子氟表面活性劑可以降低聚乙二醇溶液的表面張力,提高滲透性,從而縮短標(biāo)本的浸泡時(shí)間。

1966年,美國(guó)L.C.Clark研制成功第一個(gè)無毒全氟烷基(PFCs)血紅蛋白替代品,其氧運(yùn)輸原理與血紅蛋白不同,僅基于物理的溶解作用,但其溶解氧的能力是水的20倍,能溶解自身體積近50%的氧氣(血紅素只能溶解自身體積20%的氧氣)。但是PFCs不溶于水,靜脈注射純PFCs將會(huì)引起油栓塞而導(dǎo)致人立即死亡。常將其配制成含PFCs10%~15%(體積分?jǐn)?shù))的水包油型乳液Fluosol,能夠溶解自身體積5%~25%的氧氣和140%的二氧化碳。有研究將非離子氟表面活性劑如(n=5~7;m=3~6),(n=4~8;m=5~12;為連接基團(tuán))以及等成功用于PFCs乳化劑。非離子氟表面活性劑雖然有極佳的界面活性,但是其毒性限制了實(shí)際使用的可能,需要研制出毒性更小的才能使用。其使用需要具備五個(gè)條件:①無毒;②能與血液完全相容;③能制成穩(wěn)定細(xì)小的乳狀液;④在藥理上、生理上和生物化學(xué)上都是惰性的;⑤能以不變的形式或以無害的代謝物形式排出體外。

制革浸水使用表面活性劑主要的目的在于助軟,以利于生皮恢復(fù)鮮皮狀態(tài)。浸水中加入的表面活性劑對(duì)油脂具有乳化作用,可促進(jìn)膠原蛋白的溶解和非膠原蛋白的析出。表面活性劑提高了水對(duì)干皮的潤(rùn)濕滲透性,大大縮短了浸水時(shí)間。有利于除去干皮上的塵土、血污、防腐劑等;脫脂的方法很多,有皂化法、溶劑法和乳化法,但不論何種方法都離不開表面活性劑的潤(rùn)濕滲透和乳化兩大作用。

表面活性劑在皮革鞣制過程中有利于鞣劑的滲透,以達(dá)到速鞣、鞣制均勻或提高結(jié)合量使成革豐滿的目的;皮革染色中應(yīng)用表面活性劑,主要是利用表面活性劑的滲透性、分散性、緩染性和移染性,以達(dá)到勻染和助染的目的。

現(xiàn)代制革生產(chǎn)的復(fù)鞣、填充工序越來越受到重視。復(fù)鞣直接影響到成革的色澤和機(jī)械強(qiáng)度等性質(zhì)。為了使復(fù)鞣劑、填充劑的作用得到充分發(fā)揮,一般都要在復(fù)鞣、填充時(shí)加入一些具有分散、滲透作用的表面活性劑。

表面活性劑在酶脫毛、酶軟化、浸灰脫毛、整飾等其他方面也得到應(yīng)用。整飾中主要是在干坯革回軟、涂飾材料生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

水成膜泡沫(AFFF:aqueousfilmformingfoamextinguishingagent)滅火劑是以碳?xì)浔砻婊钚詣┡c氟碳表面活性劑為基料并能夠在某些烴類液體表面形成一層水膜的泡沫滅火劑。其中氟碳表面活性劑使用兩性氟表面活性劑或者非離子表面活性劑。例如將005%~05%的非離子型氟表面活性劑加入普通蛋白泡沫滅火劑中獲得的水成膜泡沫滅火劑。復(fù)配后可以進(jìn)一步降低水溶液的表面張力,降低泡沫在液面上流動(dòng)的剪切力,提高泡沫的流動(dòng)性,從而提高滅火速度3~4倍。且利用泡沫的自封作用,自行撲滅覆蓋滅火劑的油面上的局部燃燒的火苗,有較好的耐復(fù)燃性。更重要的是,在撲滅燃燒染料槽或油罐中的火焰時(shí),可以使用液下噴射技術(shù),將滅火劑從油罐底部的滅火設(shè)備引入,較低的表面張力使滅火劑能夠迅速上移至油類液體表面,撲滅大火。也能和干粉滅火劑同時(shí)使用,氟表面活性劑具有較好的穩(wěn)泡性能,能夠保證泡沫不被干粉破壞,這是普通泡沫滅火劑無法實(shí)現(xiàn)的。

氟碳表面活性劑可以用作集油劑、原油蒸發(fā)抑制劑、燃油增效劑。海上石油運(yùn)輸,石油泄漏事故時(shí)有發(fā)生,原油的擴(kuò)散對(duì)海洋生物和海洋環(huán)境造成極大的污染和危害,對(duì)周邊的居民也會(huì)間接的構(gòu)成危險(xiǎn)。如果在處理此類事故時(shí)使用氟碳表面活性劑作集油劑,可以降低海水的表面張力,使原油不能在海面上鋪展、擴(kuò)散,而使油面收縮、集中,便于清理收集,從而減少污染。這類氟碳表面活性劑要求使用生理毒性小,對(duì)魚類等海洋資源危害很小的品種。氟碳表面活性劑也可用于石油開發(fā),使殘留在油井地層下的殘油得以富集,提高二次采油效率。通常用的氟碳表面活性劑集油劑的結(jié)構(gòu)為:C9F17OC6H4SO3Na,C10F19OC6H4COO(C2H4O)nH等。當(dāng)作為原油蒸發(fā)抑制劑使用時(shí),例如,在石油貯槽上鋪上一層用非離子氟碳表面活性劑DuPont的ZonylFSP處理過的谷物漂浮層,能在原油表面很好的鋪展并能抑制原油的蒸發(fā)。

請(qǐng)避免接觸皮膚和眼睛,如有接觸,請(qǐng)立即用水沖洗干凈。

氟表面活性劑屬于生物化學(xué)不降解或難以降解的化合物,對(duì)水質(zhì)有污染問題。Schr?der在生物降解中發(fā)現(xiàn),非離子氟表面活性劑的全氟碳鏈無法被降解,降解只發(fā)生在親水端上,后來有人用活性污泥作試驗(yàn),也證明氟表面活性劑在活性污泥上并不發(fā)生生物降解。例如

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