氟表面活性的制备及性能研究.pdfVIP

ofthe forthe of inPartialFulfillment RequirementDegree Science Masterof Thesis 0 May，201 厂 氟表面活性剂的制各及性能研究 摘要 氟表面活性剂的环境和生物降解问题是最近的热点，特别是全氟长 链(≥C8)氟表面活性剂的应用限制乃至禁用已成为必然趋势。本文合成了 一种以短链的全氟丁基为基础的阳离子氟表面活性剂，N-[3．(二甲基胺基) PFB．MC)。该表面活性剂适用于强酸性环境，具有极高的表面活性，其溶 mN·m～，和通常的氟表面活性剂相当。 液最低表面张力(儿眦)达到19．80 c)曲线，以及该pH下外加盐([NaCI]_O．1tool·Ld)对 张力．浓度对数(7-19 表面张力的影响；并进一步研究了pH对PFB．MC在其临界胶束浓度 (cmc)前后的表面张力的影响。该表面活性剂由于所含碳氟片断短，符合 环境保护公约的要求。 继续合成了一系列阳离子氟表面活性剂，N-[3．(--甲基胺基)丙基】全 2．6-2．7时该类 称为PFH．MC和PFO．MC)，并用滴体积法测定25。C、pH 物质的单体系及加盐后([NaCl】_O．1mol·L。1)的表面张力曲线。结合上述 PFB．MC的结果，讨论了分子结构中碳氟片断的链长对水溶液中表面活性 的影响。对比胶团形成能力、降低表面张力的能力、表面吸附状况和酸 性条件的强弱影响表面活性剂使用情况，得到以下结论：首先，随着链 长的增加cmc减小，表面吸附量降低(单分子吸附面积增大)；单体系‰c PFH．MC最d(15．02 可理解为长链表面活性剂的溶解性的限制或者空间排列的影响；外加盐 能降低体系的cmc(可通过增加碳链的疏水性解释)，但由于盐酸过量， 溶液中相当于已经存在一定量的电解质屏蔽头基电荷的排斥，导致对儿mc 未观察到影响。讨论了链长变化对盐效应的影响，这种影响呈现不规则 的变化，PFH．MC所受的盐效应表现最明显。这可能是由于碳链长度 大或较小都使得外加NaCl带来的疏水效应减小。研究了表面活性剂在 cmc前后的表面张力随pH的变化。 本文合成了一系列以全氟烷基为基础的、含有碳氢片段的阳离子型氟表 面活性剂，研究结果表明该类表面活性剂适用于强酸性环境、抗盐、且具有 极高的表面活性。对实际选择进行了综合评价：该类表面活性剂适用于强酸 性环境，加盐还能明显改善表面活性剂的性能、降低该表面活性剂的cmc。 综合评定链长的影响可知：根据使用情况不同，如果对低表面张力要求严格， (碳氟链短，生产成本优于PFO．MC)考虑都是优化的；如果考虑到环境保护 和生物降解的要求而对低表面张力的要求适当放松，可选用PFB．MC。 关键词：氟表面活性剂，阳离子表面活性剂，表面张力，盐效应，表面 改性 Ⅱ SISAN’DPROPEIUESoF SYNTHE SURFACTANTS ABSTRACT Theenvironmental and offluorinated friendshipbiodegradability havebecomeafocus the ofthose surfactants