特殊类型的表面活性剂.ppt

特殊类型的

外表活性剂;碳氟外表活性剂;碳氟外表活性剂;Dupont早在五、六十年代就开始工业化生产氟碳外表活性剂，其他公司也相继开发了各自的工业化合成路线；

在国内，中科院有机所在六十年代就开始了对氟碳外表活性的研究，已开发了局部工业化产品；;1碳氟外表活性剂;1.1碳氟外表活性剂的性质;这些独特的性能都是由于分子结构中引入了碳氟链而引起，因此氟原子的独有性质是氟外表活性剂具有不寻常性质的根本原因。;氟是电负性最大的元素

氟的2s和2p轨道与碳相应轨道的匹配良好

C-F键的键能比C-H键能大得多，不易断裂.

一般氟外表活性剂都能耐400℃以上高温。

;稳定性高的表现;2.高化学惰性;3.高外表活性;解释：

吸附量：饱和吸附时，外表活性剂分子直立紧密排列，两种分子的极性基相同，所占面积相同，在一定面积外表上排列的分子数相近。

能力高：外表张力是分子间作用力的表达。C-F键不易极化，碳氟链间的范德华引力比碳氢链间要小，从而导致外表张力更大程度地降低。

效率高：碳氟链的范德华引力小，外表活性剂分子自水溶液内部移至外表所需的能量比碳氢外表活性剂分子要小，从而导致了强烈的外表吸附，使其在溶液内部的浓度更低。;碳氟外表活性剂有极高的外表活性，其水溶液的

外表张力可低至20nN/m以下(有的甚至可低到12nN/m)，

这是其它类型外表活性剂所远不及的。;4.憎水憎油;溶解性;1.2碳氟外表活性剂的分类;1.3合成;由于疏水链为碳氟链，故氟外表活性剂的合成方法与碳氢外表活性剂的合成方法有很大的区别。

其合成一般分为3个步骤：首先合成含6～10个碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体，最后再引进各种亲水基团制成各类外表活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟外表活性剂的关键，使用最多的合成方法主要有3种。;1.长链氟烷基的合成;;1.3氟烯烃齐聚法

四氟乙烯、六氟丙烯及六氟丙烯环氧化合物在非质子极性溶剂中以氟阴离子催化可低聚成C6～C14的中间体，这些中间体具有高度分枝的支链。;2.中间体转化;1.4碳氟外表活性剂的应用;1高效灭火剂;2电镀;2.含硅外表活性剂;有机硅化合物——聚硅氧烷

20世纪60年代——有机硅外表活性剂开始应用于工业

80年代后——开始大规模快速全面开展

过去用于非水体系，近年来关注水体系的应用

独特的结构具有独特的性能——外表活性和硅的作用

有机硅外表活性剂在许多领域获得了广泛应用,如:聚氨酯匀泡剂、涂料助剂、纺织助剂、日化助剂、造纸助剂、油田化学品、煤炭去水剂、农业化学品等。;定义;Si-O键要比C-C键稳定，不易断裂。;物理化学特性;以柔软的Si—O键为主链

甲基排列在界面上

更小的分子间作用力

;其他性质;季铵盐含硅外表活性剂的杀菌能力很强，一般配成稀溶液，就能杀死各种细菌例如革兰氏阴性细菌、葡萄球菌、真菌等。;生产厂家及价格;3生物外表活性剂;3生物外表活性剂;用微生物制取的外表活性剂产物易于被生物完全降解、无毒性，在生态学上是平安的;用废弃的油培养微生物，能加速其分解，同时能制取的外表活性剂，同时解决了炼油厂的污染问题，又能得到性能很好的外表活性剂。;生物补救;多环芳烃;外表活性剂和生物补救;另一典型的研究是，采用不同培养条件得到的生物外表活性剂，考察其对从土壤和沙粒中去除原油的差异。结果发现，最有效的去除系统是那些在同类原油中培养生长产生的生物外表活性剂，可从土壤和沙粒中去除90%以上的原油。所有在其他碳源中培养产生的生物外表活性剂只能去除20%以下的原油。由此说明，在特定油类污染区域使用的最有效的生物外表活性剂，应该用对应的油类进行微生物培养生产。;Gemini外表活性剂—双子外表活性剂;Twotypesofgeminisurfactants;更低的外表张力

更易聚集生成胶团

具有很低的Kraft点

具有良好的增溶能力

与普通外表活性剂互配可以产生较好的协同效应：;原因：;外表活性剂现状、进展;产品绿色化

合成过程绿色化

结构与性能关系，生物降解等环境相容性

降低产品中有害物质含量

天然绿色产品的开发

绿色应用