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1、几种非全氟辛基类新型氟碳表面活性剂 ( 国家氟材料工程技术研究中心，浙江衢州3 2 4 0 0 4 ) 鉴于全氟辛基类氟碳表面活性剂存在“生物体内积累”和“持久性污染物”问题，巨 化集团技术中心开发了四种性能优异的非全氟辛基类氟碳表面活性剂：氧杂氟烷基酰胺基 丙基( 2 亚硫酸) 乙基二甲基铵、氧杂氟烷基酰胺基丙基甜菜碱、8 3 9 氟碳碳氢柔桥混 链双季铵、6 3 - 9 氟碳柔桥混链双季铵。其临界胶束浓度C M C 分别为1 1 4 1 0 4 m o l L 、1 1 2 1 0 。3m o l L 、4 9 3x1 0 4 m o l L 、2 7 8 1 0 4 m o l L ，在
2、临界胶束浓度下表面张力分别为 1 9 0 m N m 、2 2 0 m N m 、2 0 9m N m 、2 2 7 m N m ，在质量百分数0 1 下，表面张力分别为 1 6 4 m N m 、1 8 2 m N m 、1 9 2m N m 、2 0 4m N m 。 1 氧杂氟烷基酰胺基丙基( 2 - 亚硫酸) 乙基二甲基铵 氧杂氟烷基酰胺基丙基( 2 亚硫酸) 乙基二甲基铵( 亚硫酸内盐) 是一种同时带有亚 硫酸基团和季铵基团的内盐型两性氟表面活性剂。亚硫酸基团赋它良好的耐盐性和广泛的 p H 使用范围。 氧杂氟烷基酰胺基丙基( 2 亚硫酸) 乙基二甲基铵的临界胶束浓度C M C 约为
3、1 1 4 x 1 0 4 m o l L ，明显低于其他氟表面活性剂，这是由于在水溶液中，不同分子间的亚硫酸基团 和季铵基团异种离子通过离子键连接起来，形成了二聚、三聚和多聚氟表面活性剂。表面 活性剂多聚体的生成必然会导致表面活性大为提高。其机理与阴阳离子对表面活性剂、 G e m i n i 表面活性剂相似。 表1特定质量分数下氧杂氟烷基酰胺基丙基( 2 亚硫酸) 乙基二甲基铵的表面张力 该表面活性剂在0 0 1 的质量百分数下，可以使水溶液的表面张力降低到1 9 0 m N m ， 比一般的氟碳表面活性剂使用浓度低一个数量级。如图一所示，图中F c 3 B 是上海有机化 学所研制的油田用
4、氟表面活性剂。 童3 5 童s 。 a 壹2 5 D 妻| 2 。 1 5，j 一。J O0 0 50 10 1 5 0 2 A c t i v ec o n t e n to f t h es u r f a c t a n t ss o l u t i o n s ( ) 图1氟表面活性剂水溶液表面张力与质量分数的关系 F i g 1T h er e I a t i o n s h i Po ft h es u r f a c et e n s i o n $ a n dt h ea c t i v ec o n t e n to ft h es u r f a c t a n t s s
5、 o I u t i O R S 2 氧杂氟烷基酰胺基丙基甜菜碱 氧杂氟烷基酰胺基丙基甜菜碱也是一种两性的含氟表面活性剂，在酸性和碱性条件下 都具有很高的表面活性。纯品为膏状物，工业品为含水5 0 的透明流体。其质量百分数为 0 。1 的水溶液表面张力为1 8 0 m N m ，C M C 大约1 1 2 X1 0 3m o l L ，建议使用浓度为O 1 。 表2 特定质量分数下氧杂氟烷基酰胺基丙基甜菜碱的表面张力 3 8 - S - 9 氟碳一碳氢柔桥混链双季铵 8 一S 一9 氟碳一碳氢柔桥混链双季铵是一种同时含有氟碳链和碳氢疏水链的阳离子G e m i n i 表面活性剂。氟碳链是碳数
6、为9 的氟醚疏水疏油链，碳氢链为正八烷基疏水亲油链。与常 规G e m i n i 表面活性剂不一样，它的疏水链是互斥的，正八烷基疏水亲油链与氟醚疏水疏 油链相互排斥，使得它具有一个撑开的互不相容的疏水链段。 8 S 9 的表面张力不是特别低，水溶液质量百分数为O 1 时，表面张力为1 9 2 m N m 。 但其C M C 很低，约为4 9 3 1 0 。4 m o F L ，质量百分数为0 0 4 时表面张力仅为2 0 9 m N m ， 而且因为含碳氢链的原因，使得它具有部分碳氢表面活性剂的性质，在降低油水界面张力 方面，比一般氟碳表面活性剂优越。 表3 特定质量分数下8 一S - 9
7、氟碳一碳氢柔桥混链双季铵的表面张力 4 6 - 3 9 氟碳柔桥混链双季铵 6 3 9 氟碳柔桥混链双季铵是一种带有柔性桥接基团的双氟碳链G e m i n i 表面活性剂， 由二个不同链长的氧杂氟烷基季铵盐通过中间带有羟基的丙撑链连接起来。与6 3 ，6 氟碳 刚性桥双季铵4 1 相比，C M C 降低了一个数量级，在0 1 质量百分比下表面张力比9 3 9 氟 碳刚性桥双季铵、9 - 2 9 氟碳刚性桥双季铵、8 2 - 8 氟碳刚性桥双季铵、8 3 8 氟碳刚性桥双 季铵 4 1 都要低。它的实用质量百分数范围在0 0 3 到0 2 。 表4 特定质量分数下6 - 3 9 氟碳柔桥混链双季铵的表面张力
