長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑

長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑

    長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑指氟碳表面活性劑中的氟碳鏈比通常的8碳的氟碳烷基C₈F₁₇—更長(zhǎng)，例如l2碳以上的氟烷基。也指氟碳表面活性劑中的親水基為較長(zhǎng)的碳?xì)滏湥缇垩跻蚁╂?SPAN lang=EN-US> ，n可為7至90不等的鏈長(zhǎng)。當(dāng)長(zhǎng)氟碳鏈為全氟的氟碳烷基(特別是直鏈)時(shí)，其柔軟性顯然較差(與相應(yīng)的碳?xì)滏湵容^)，因此常以帶醚鍵的氟碳鏈充當(dāng)長(zhǎng)鏈，一方面有較好的柔軟性，另一方面也由于醚鍵的存在增加了其在極性溶劑中的溶解度。這些帶醚鍵的長(zhǎng)氟碳鏈可以是六氟丙烯環(huán)氧(HFPO)的齊聚物，也可以是四氟乙烯環(huán)氧(TFEO)的齊聚物。六氟丙烯環(huán)氧在操作時(shí)比較安全(指爆炸的危險(xiǎn)性，但仍有相當(dāng)?shù)亩拘裕鐚?duì)心臟的傷害，所以操作時(shí)必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，而且必須確保排風(fēng)有效)，但價(jià)格較高。四氟乙烯環(huán)氧在操作中容易爆炸，但價(jià)格低。以六氟丙烯環(huán)氧齊聚物為長(zhǎng)氟碳鏈的陰離子氟碳表面活性劑舉例如下^[8]：

有類似氟碳鏈的非離子氟碳表面活性劑(HFPO)_n—Ar可溶于芳香有機(jī)溶劑，如甲苯、二甲苯等，可以降低這些有機(jī)溶劑的表面張力^[8]。Ishikawa等^[8]發(fā)現(xiàn)這些氟碳烷基苯降低表面張力的能力隨著HFP0鏈長(zhǎng)的增加而增加。而Abe等^[9]人所報(bào)道的結(jié)果卻與這一結(jié)果互相矛盾。如果兩種研究條件經(jīng)證實(shí)是完全可以比較的，那么這一差別的真正原因還有待研究解決。

    Monduggi等人用含全氟碳烷基和含醚鍵的氟碳鏈的陰離子表面活性劑作為乳化劑制備三組分或四組分的含氟聚醚油的水．油微乳液。乳化劑有如下結(jié)構(gòu)：

R_F(OCF₂CF₂)_n(OCF₂)_mCF₂COONH₄   

相對(duì)分子質(zhì)量723         R_F為全氟烷基

    不需要使用共乳化劑，卻有類似雙鏈的離子表面活性劑(如溴化雙十二烷基二甲基銨)的效果。

    Houghton^[10]用四氟乙烯的五聚體與聚乙二醇(相對(duì)分子質(zhì)量1000)反應(yīng)制備氟碳表面活性劑：

C_l0F_l90(CH₂CH₂0)₂₃C_l0F_l9

    用四氟乙烯五聚體的衍生物苯磺酰氯制備：

C_l0F_l90C₆H₄S0₂0(CH₂CH₂0)₂₃0₂SC₆H₄C_l0F_l9

    用聚乙二醇與C₇F₁₅COCl反應(yīng)制備：

C₇F₁₅C00(CH₂CH₂0)₂₃0C₇F₁₅

    這些非離子氟碳表面活性劑可以改善涂料的光亮效果和顏料的光澤。

    另外平均分子鏈長(zhǎng)如下式所示的長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑是用于香波很好的表面活性劑。此表面活性劑可由1H，1H，2H，2H，3H-全氟-l，2-壬烯環(huán)氧與叔丁基縮水甘油酯合成^[11]。

C_l0F_2lCH₂CH₂0{[CH₂CH(CH₂C₆F₁₃)0]₅[CH₂CH(CH₂0H)0]₁₈}H

    也有人從馬來(lái)酸與全氟烷基硫醇合成如下的長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑。

    目前已合成的長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑就其表面活性而言似乎都不及8碳左右的氟碳表面活性劑，例如此類氟碳表面活性劑在水溶液中只能使其表面張力降至20mN／m左右。但此類氟碳表面活性劑仍有一些特殊的應(yīng)用，如作為蛋白泡沫滅火劑的特效添加劑。

    在以四氟乙烯調(diào)聚方法生產(chǎn)氟碳表面活性劑的工藝中不可避免地產(chǎn)生高碳鏈的副產(chǎn)物，通常在12碳以上(詳見合成方法章節(jié))。這些長(zhǎng)碳鏈氟碳碘代烷副產(chǎn)物按通常的方法合成氟碳表面活性劑是．很困難的，而且合成產(chǎn)物溶解性能很差。在解決了這些技術(shù)困難以后作者合成了如下的新型長(zhǎng)鏈氟碳表面活性劑(詳見合成方法部分)：

R_FS0₂0(CH₂CH₂0)_nH

式中R_F為≥l2碳全氟烷基，通常為C_l2、C_l4、C_l6、C₁₈混合物，(CH₂CH₂0)_n相對(duì)分子質(zhì)量為400、600、1400、2000、4000、6000。不同分子量可調(diào)節(jié)表面活性劑的溶解度。這些表面活性劑可使其水溶液的表面張力降至30mN／m。如加入增效劑可使水溶液表面張力降至21mN／m(詳見物化性質(zhì)章節(jié))。