Fluorowane środki powierzchniowo czynne mają wysoką stabilność chemiczną

2020-09-21 00:06:31

Unikalne właściwości fluorowanych środków powierzchniowo czynnych często określa się jako „trzy wysokie” i „dwa hydrofobowe”, to znaczy wysoką aktywność powierzchniową, wysoką stabilność termiczną i wysoką stabilność chemiczną; jego grupy fluoroalkilowe są zarówno hydrofobowe, jak i oleofobowe.

Niskie napięcie powierzchniowe wodnego roztworu fluorowanego środka powierzchniowo czynnego może sięgać poniżej 20 mN/m, a nawet do około 15 Mn/m. Ogólnie rzecz biorąc, stężenie stosowanego środka powierzchniowo czynnego o łańcuchu węglowodorowym powinno wynosić od 0,1% do 1%, a napięcie powierzchniowe roztworu wodnego można zmniejszyć jedynie do 30 ~ 35MN/m, podczas gdy napięcie powierzchniowe roztworu wodnego można zmniejszyć do mniej niż 20Mn/m, gdy dawka fluorowęglowego środka powierzchniowo czynnego wynosi 0,005% ~ 0,1%. Fluorowane środki powierzchniowo czynne są na tyle aktywne, że ich wodny roztwór można rozprowadzić na powierzchni oleju węglowodorowego.

Fluorowane środki powierzchniowo czynne mają wysoką odporność termiczną, takie jak stały perfluoroalkilosulfonian potasu, który można stosować w temperaturach powyżej 300 ℃ po podgrzaniu do powyżej 420 ℃. Fluorowane środki powierzchniowo czynne mają wysoką stabilność chemiczną, która jest odporna na działanie silnych utleniaczy, mocnych kwasów i mocnych zasad, a jednocześnie może nadal utrzymywać dobrą aktywność powierzchniową w tym roztworze. Jeśli zostanie on przekształcony w rozpuszczalny w oleju środek powierzchniowo czynny, napięcie powierzchniowe rozpuszczalnika organicznego może również zostać zmniejszone.

Wyniki pokazują, że wysoka aktywność powierzchniowa fluorowanych środków powierzchniowo czynnych wynika z niskiej grawitacji van der Waalsa pomiędzy cząsteczkami. Niewielkie napięcie potrzebne do przemieszczania się cząsteczek Surfaktantu z roztworu wodnego na powierzchnię roztworu prowadzi do agregacji cząsteczek surfaktantu na powierzchni roztworu, co skutkuje powstaniem silnej adsorpcji powierzchniowej. Tego rodzaju związki mają nie tylko niskie powinowactwo do wody, ale także mają niskie powinowactwo do węglowodorów, dlatego są hydrofobowe zarówno w stosunku do wody, jak i oleju, ale ich zdolność do oddziaływania na napięcie międzyfazowe na granicy faz olej/woda nie jest silna. Na przykład, gdy środek powierzchniowo czynny zawierający fluor łączy się z węglowodorowym środkiem powierzchniowo czynnym, środek powierzchniowo czynny zawierający fluor może selektywnie adsorbować na powierzchni wody, zmniejszając w ten sposób napięcie powierzchniowe; podczas gdy węglowodorowy środek powierzchniowo czynny może być zaadsorbowany na granicy faz olej/woda w celu zmniejszenia napięcia międzyfazowego, z pewnością poprawi to zwilżalność roztworu wodnego.

Fluorowane środki powierzchniowo czynne to ważna odmiana specjalnych środków powierzchniowo czynnych, która ma wiele niezastąpionych zastosowań. Fluorowane środki powierzchniowo czynne wykorzystują głównie perfluoroalkil lub perfluoroenyl lub częściowo fluorowany alkil jako grupy hydrofobowe, a następnie w razie potrzeby wprowadzają odpowiednie łączniki i grupy hydrofilowe. W zależności od różnych właściwości grup hydrofilowych wytwarza się różne serie fluorowanych środków powierzchniowo czynnych, takie jak anionowe, kationowe, niejonowe i amfoteryczne.