新型氟材料-氟碳表面活性劑

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2019-12-11 16:37:00【大中小】

氟碳表面活性劑（FSA）是目前較受青睞的特種表面活性劑，相比于傳統(tǒng)的碳氫表面活性劑，它具有高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性、高化學穩(wěn)定性、憎水性和憎油性的“三高”、“兩憎”的獨特性能，是20世紀重要的化工產品之一，含氟表面活性劑的用量少，降低水溶液表面張力的作用強，同時可以跟其它表面活性劑起到很好的復配效果，西寶生物只作為材料領域綜合供應商，供應科慕化學capston系列氟碳表面活性劑（FSA），質量保證，可以應用于石油、消防、涂料、造紙等很多領域。

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一、概述

碳氧表面活性劑結構上的氧原子被氟原子部分或者全部替代被稱為含氟表面活性劑，其碳氟鏈既憎水又憎油，可制成油溶性的氟表面活性劑。從結構上看，氟表面活性劑與普通表面活性劑相似，都由親水基和疏水基組成（見圖1），尾部RF 是一個既憎水又憎油的氟碳鏈（可以是直鏈或支鏈），可根據(jù)使用需要改變鏈長和結構，一般適宜的碳氟鏈長為6～10。尾部RF 在降低表面張力上起著決定性作用，也使得氟表面活性劑不同于傳統(tǒng)的碳氫、硅表面活性劑。直鏈的氟碳表面活性劑在相對高的使用濃度下表現(xiàn)出低表面張力，而支鏈氟碳表面活性劑在相對低的濃度下使用，降低表面張力卻更為有效。頭部X代表親溶劑基團，一般是水溶性基團，但在無水系統(tǒng)中，也可以設計成油溶性基團。根據(jù)X結構的不同，可以將氟表面活性劑分為陰離子型、陽離子型、非離子型及兩性型四種。

二、氟碳表面活性劑性能特點

高表面活性：氟碳表面活性劑是迄今為止所有表面活性劑中表面活性較高的一種，這是氟碳表面活性劑重要的性質。它在濃度很低時就能使溶液的表面張力顯著降低。一般氟碳表面活性劑的濃度為0. 01%左右時，其水溶液的表面張力可以降低至15~ 20mN/m；

高耐熱穩(wěn)定性：一般氟碳表面活性劑加熱到400℃以上不會分解，這也與C-F鍵十分穩(wěn)定有關。

高化學穩(wěn)定性：氟碳表面活性劑中的C-F鍵十分穩(wěn)定，使它具有很高的抗強酸、強堿、強氧化劑的能力，可以在更多苛刻的環(huán)境中使用。

既憎水又憎油：氟碳表面活性劑分子中的含氟烴基，既是憎水基又是憎油基，這使一些固體材料表面有含氟表面活性劑時就不能粘附水性或油性的物質，大大減少了污染。

良好的潤濕滲透性和起泡穩(wěn)泡性：添加氟碳表面活性劑的液體潤濕力和滲透力大為提高，在各種不同的物質表面上都能很容易潤濕鋪展。在普通表面活性劑不能起泡的物質中，使用氟碳表面活性劑可以形成穩(wěn)定的泡沫。

優(yōu)良的復配性能：氟碳表面活性劑與碳氫表面活性劑復配后，具有更高的降低表面張力的能力。這可以大大降低含氟表面活性劑的使用成本。而且氟碳表面活性劑在水中可以形成含水的穩(wěn)定液晶，成為不溶于水的活性物質，分散于水中，從而使隨意兩種不同類型的氟碳表面活性劑可以相互復配。

低添加量：氟碳表面活性劑具有高表面活性和其他特殊性能，實際應用中，其使用濃度很低，用量很少。一般情況下，其使用濃度為0.05%左右即可達到很好的使用效果，因此可以應用于幾乎所有的配方體系。

三、氟碳表面活性劑應用

鑒于氟碳表面活性劑的所具有的特性，故它在某些領域中的應用性很強，特別在工業(yè)領域中有多方面的用途。

3.1 在石油領域的應用

FSA因為具有更高的表面活性，可以顯著降低原油與驅油體系間的油水界面張力，使原油從巖層和油砂上脫離出來，與采油助排體系一起被水壓到地面，提高采油的效率和產量。并且FSA與普通碳氫表面活性劑能夠很好的復配使用，能夠起到減低成本和提升效益的作用。一般用量為0.3%左右。

3.2 在消防領域的應用

將普通蛋白泡沫滅火劑中加入0.005%～0.05%的陰離子型或非離子型氟表面活性劑，可以大大提高滅火速度，其滅火速度比普通蛋白泡沫滅火劑高3～4倍，而且泡沫有自封作用，可以自行撲滅覆蓋滅火劑的油面上的局部燃燒的火苗，即有較好的耐復燃性。

3.3 在涂料中的應用

氟碳表面活性劑以環(huán)保等功能替代了來滿足涂料、油墨、膠粘劑、樹脂等在工業(yè)配方中對于潤濕、鋪展、流平以及表面無缺陷的要求，有效解決了涂料浮色、發(fā)花、附著等不良現(xiàn)象。氟碳表面活性劑在很低的濃度下能夠改善許多涂料、清漆和膠粘劑的性能。如在潮氣固化型的聚氨酯涂料中，添加氟碳表面活性劑可以使得氣泡既小又容易分散，起很好的消泡作用等。

3.4在造紙業(yè)中的應用

在造紙行業(yè)，氟碳表面活性劑作為紙張涂料分散劑，能夠覆蓋于各個顏料粒子表面，賦予顏料粒子以電荷，使之相互間產生斥力，防止聚集，并起著保護膠體的作用，因此具有良好的流動性和涂料適應性，并能夠提高膠粘劑與顏料的混合性。由于其優(yōu)良的降低表面張力的能力，對紙張涂料的消泡作用比一般消泡劑更好。利用含氟表面活性劑的優(yōu)良的潤滑、抗靜電等性能，作為涂料潤滑劑是理想的材料，特別是在熱感紀錄紙、傳真紙的涂布過程，加入氟表面活性劑，可提高運行過程的“糊頭”現(xiàn)象。用在磁性記錄卡片上，可大大減少信號干擾，提高使用效果。

四、產品信息

商標名/牌號	Capstone^TM 1470	Capstone^TM 1157	Capstone^TM FS-30
中文名稱	氟碳表面活性劑	氟碳表面活性劑	氟碳表面活性劑
供應商	科慕化學	科慕化學	科慕化學
產地	美國	美國	美國
產品特性	用Capstone^TM 1470做成的消防泡沫可以很快滅火，保護財產和人身安全。CapstoneTM 1470可以幫助形成一層水膜，覆蓋在整個碳氫液體的表面。	Capstone^TM1157可以使水能在碳氫化合物的表面形成一層膜。	提高潤濕性；提高流平性；提高抗沾污性；提高抗塵性；提高抗粘連性能；低泡
產品用途	Capstone^TM1470作為成膜劑可廣泛應用于撲滅碳氫溶劑和極性溶劑火的水成膜消防泡沫中，并提供優(yōu)異的抗燒性能。	Capstone^TM 1157被廣泛用于水成膜消防泡沫、氟蛋白成膜泡沫及耐醇性泡沫中做為成膜助劑來抵抗碳氫類和極性液體發(fā)生的火災。	水性漆，地板蠟，濃縮清潔液