含氟表面活性劑(簡(jiǎn)稱：fs)與普通表面活性劑不同之處，在于fs主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作為表面活性劑中的疏水基部份，然后再按需要引入適當(dāng)?shù)倪B接基及親水基團(tuán)，根據(jù)親水基團(tuán)性質(zhì)的不同分別制得陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型及二性型等不同系例的fs產(chǎn)品。
1 fs的制備
按前面所述，fs與碳?xì)浔砻婊钚詣┑牟顒e主要在于疏水基部份，因此在制備過(guò)程中也主要分成二部份進(jìn)行。首先是制得有一定結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)碳鏈氟化物，其碳原子數(shù)一般在6-12個(gè)即可，然后根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)，與碳氟表面活性劑的制備一樣，依次引入連接基及各種親水基團(tuán)，完成fs的最終合成。
目前工業(yè)化生產(chǎn)長(zhǎng)碳鏈氟化物的方法基本上可歸納為三條路線。a.電解氟化法;b.調(diào)聚法;c.齊聚法。
a.電解氟化法
根據(jù)simon’s電解氟化法首次獲得了長(zhǎng)碳鏈氟化物，并由美國(guó)3m公司于1950年最早實(shí)現(xiàn)商品化。在此工藝路線中，可將碳?xì)滏溚榛孽Ｂ然蚧酋Ｂ戎苯訐Q成相應(yīng)的全氟烷基酰氟或磺酰氟產(chǎn)物。
由于電解氟化反應(yīng)甚為激烈，易發(fā)生c-c鏈的斷裂，因此反應(yīng)過(guò)程中除了有機(jī)原料的碳原子數(shù)相同的全氟化合物生成外，還有短鏈的全氟化合物和其它類型的付產(chǎn)物生成，因此總的產(chǎn)物收率較低。采用此反應(yīng)生產(chǎn)fs的有美國(guó)的3m公司，日本的大日本油墨公司及東北肥料公司等。
b.調(diào)聚法
氟烯烴調(diào)聚反應(yīng)最早是由英國(guó)haszeldine教授提出的方法。隨后美國(guó)du pont公司又開發(fā)了用五氟化碘和四氟乙烯進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)，制得全氟烷基磺化物。
此反應(yīng)產(chǎn)率雖高，但最終產(chǎn)物為鏈長(zhǎng)不同的混合體(其n數(shù)的分布較寬)，適當(dāng)選擇良好的反應(yīng)過(guò)程，控制反應(yīng)工藝條件，確保n數(shù)在所需的范圍內(nèi)(n:2-4)終止反應(yīng)的繼續(xù)發(fā)展。以減少不希望得到的高沸物(n>6)大量生成。作為調(diào)聚劑使用的其它物質(zhì)還有很多，在這一研究領(lǐng)域內(nèi)已有大量的專利發(fā)表，其各自的反應(yīng)式如下
采用調(diào)聚法生產(chǎn)fs的有美國(guó)杜邦公司，瑞士汽巴――嘉基公司，日本的旭硝子公司及大金公司等。從調(diào)聚反應(yīng)中所得產(chǎn)物是一個(gè)鏈長(zhǎng)不一的混合物，這樣就可合成出不同長(zhǎng)短的氟碳鏈?zhǔn)杷粢赃m當(dāng)?shù)谋壤旌鲜褂茫馨l(fā)揮最終產(chǎn)物的表面活性。
c.齊聚法
由英國(guó)ici公司開發(fā)的，以四氟乙烯陰離子聚合為基礎(chǔ)，制備長(zhǎng)碳鏈氟烷基中間體也是一種制備fs的方法。四氟乙烯，六氟丙烯及相應(yīng)的環(huán)氧化合物(如：六氟環(huán)氧丙烷在氟離子催化作用下，于非質(zhì)子極性溶劑中可發(fā)生陰離子聚合反應(yīng)，生成c6-c14的全氟齊聚物。四氟乙烯齊聚所得產(chǎn)物是四、五、六、七齊聚體的混合物。)
其中五聚體約占整個(gè)混合物的65%左右。由于連接雙鍵碳原子上的氟原子易被親核試劑取代，所以可通過(guò)這一反應(yīng)來(lái)引入所需的連接基團(tuán)。
六氟丙烯齊聚反應(yīng)可定量地生成二聚體和三聚體。
六氟環(huán)氧丙烷在氟離子的作用下，也很容易進(jìn)行齊聚反應(yīng)。
采用齊聚法生產(chǎn)fs的公司有英國(guó)ici公司、日本neos公司等。
通過(guò)以上所述的工業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)碳鏈氟化物的各種方法，為進(jìn)一步合成各種類型的fs提供了所需的原料。根據(jù)這些物質(zhì)各自的結(jié)構(gòu)特性，都可選用適當(dāng)?shù)倪B接基及親水基與其反應(yīng)，最終合成出希望得到的fs產(chǎn)品。
fs作為工業(yè)化產(chǎn)品的作用歷史并不很長(zhǎng)，它的應(yīng)用領(lǐng)域還有待進(jìn)一步開拓，隨著對(duì)它的性能與應(yīng)用的逐步研究、認(rèn)識(shí)，相信此類產(chǎn)品的品種與產(chǎn)量必將會(huì)不斷擴(kuò)大。表5所列是我公司新近開發(fā)的部分fs產(chǎn)品。
