氟表面活性劑的制備及性能研究.pdf

1、氟表面活性劑的環(huán)境和生物降解問題是最近的熱點，特別是全氟長鏈(≥C8)氟表面活性劑的應(yīng)用限制乃至禁用已成為必然趨勢。本文合成了一種以短鏈的全氟丁基為基礎(chǔ)的陽離子氟表面活性劑，N-[3-（二甲基胺基）丙基]全氟丁基磺酰胺鹽酸鹽(C4F9SO2NH(CH2)3NH(CH3)2+Cl-,簡稱為PFB-MC)。該表面活性劑適用于強酸性環(huán)境，具有極高的表面活性，其溶液最低表面張力(γcmc)達到19.80mN·m-1，和通常的氟表面活性劑相當(dāng)。通

2、過表面張力方法得到了固定pH(pH=2.6～2.7)情況下PFB-MC的表面張力-濃度對數(shù)(y-lgc)曲線，以及該pH下外加鹽([NaCl]＝0.1mol·L-1)對表面張力的影響;并進一步研究了pH對PFB-MC在其臨界膠束濃度(cmc)前后的表面張力的影響。該表面活性劑由于所含碳氟片斷短，符合環(huán)境保護公約的要求。
　　 繼續(xù)合成了一系列陽離子氟表面活性劑，N-[3-（二甲基胺基）丙基]全氟烷基磺酰胺鹽酸鹽(CnF2n+1S

3、O2NH(CH2)3NH(CH3)2＋Cl-,n=6,8，分別簡稱為PFH-MC和PFO-MC)，并用滴體積法測定25℃、pH2.6～2.7時該類物質(zhì)的單體系及加鹽后([NaCl]＝0.1mol·L-1)的表面張力曲線。結(jié)合上述PFB-MC的結(jié)果，討論了分子結(jié)構(gòu)中碳氟片斷的鏈長對水溶液中表面活性的影響。對比膠團形成能力、降低表面張力的能力、表面吸附狀況和酸性條件的強弱影響表面活性劑使用情況，得到以下結(jié)論：首先，隨著鏈長的增加cmc減小，

4、表面吸附量降低（單分子吸附面積增大）；單體系γcmcPFH-MC最小(15.02mN·m-1),PFO-MC的γcmc和PFH-MC相比略有上升可理解為長鏈表面活性劑的溶解性的限制或者空間排列的影響；外加鹽能降低體系的cmc（可通過增加碳鏈的疏水性解釋)，但由于鹽酸過量，溶液中相當(dāng)于已經(jīng)存在一定量的電解質(zhì)屏蔽頭基電荷的排斥，導(dǎo)致對γcmc未觀察到影響。討論了鏈長變化對鹽效應(yīng)的影響，這種影響呈現(xiàn)不規(guī)則的變化，PFH-MC所受的鹽效應(yīng)表現(xiàn)最

5、明顯。這可能是由于碳鏈長度PFH-MC最適中，而PFO-MC和PFB-MC過長、過短的碳鏈即疏水性較大或較小都使得外加NaCl帶來的疏水效應(yīng)減小。研究了表面活性劑在cmc前后的表面張力隨pH的變化。
　　 本文合成了一系列以全氟烷基為基礎(chǔ)的、含有碳氫片段的陽離子型氟表面活性劑，研究結(jié)果表明該類表面活性劑適用于強酸性環(huán)境、抗鹽、且具有極高的表面活性。對實際選擇進行了綜合評價：該類表面活性劑適用于強酸性環(huán)境，加鹽還能明顯改善表面活性