氟碳表面活性剂的应用研究进展

第３６卷第１１期化工技术与开发

２００７年１１月ｎｃｈｎｏｌｏ盱＆ｎ删ｏｐｍ∞ｔｏｆ

ｃＩｌ既ｎ砌Ｉｎｄ蜘Ｎ州．２００７

ｖｄ．３６Ｎｏ．１ｌ

氟碳表面活性剂的应用研究进展

田秋平，高献英，李中华

（华中师范大学化学学院．湖北武汉４３００７９）

摘要：论述了氟碳表面活性剂的化学结构及性能，重点介绍了一般的碳氢表面活性剂难以胜任的应用领域。并分析了国内氟碳表面活性剂行业的现状及存在的问题，对其研究方向进行了展望。

关键词：表面括性剂；氟碳表面活性荆；特性；应用中图分娄号：Ｔｑ４２３．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７ｌ，９９０５（２００７）ｎ瑚３４．０４

表面活性剂可应用于不同的场合，包括许多不能使用普通碳氢表面活性剂的环境［２ｑ】。

氟碳表面活性剂之所以受到高度重视，是由它无以伦比的特殊性能决定的。其独特的性能可概括为“三高”、“两憎”，即高表面活性、高耐热稳定性及

高化学稳定性和憎水性、憎油性。

氟碳表面活性荆是迄今为止表面活性最高的一

表面活性剂是在极低浓度下就能显著地降低溶剂表面张力的一类物质。作为最重要的特种表面活

性剂，氟碳表面活性剂【１１（Ｆ１∞∞ｃａｒｂ∞Ｓｌ】ｍｃｔａｎｔｓ）是指碳氢链中的氢原子全部或部分被氟取代所形成的具有碳氟链憎水基团的表面活性剂，其正逐渐成

为表面活性剂行业研究的焦点。

１

氟碳表面活性剂研究的历史及现状

１９５６年，美国３Ｍ公司首先推出商品名为“列ｕ－

种表面活性剂，一般的表面活性剂可将水的表面张

力降低到２７ｍＮ・ｍ－１左右，而氟碳表面活性耕在极低浓度（普通烃类表面活性剂的ｌ／１０到１／１００）就可使水的表面张力达２０ＨｌＮ・ｍ－１以下。甚至到１４ｍＮ－ｍ一１左右【５１。

氟碳表面活性荆有很高的耐热性．如无水全氟

ｏｒａｄ”的氟碳表面活性剂产品【２】。目前世界上氟碳

表面活性剂品种达６０００多个，但只有美国、西欧、日本等少数发达国家生产，产品正在朝系列化、功能多样化、应用普遍化等方向发展。我国在２０世纪５０年代就开展了氟碳表面活性剂的研究，由于应用与开发投入不够等原因。产业化和规模化之路异常艰难。迄今为止，国内真正掌握氟碳表面活性剂核心技术的企业不多，只有少数企业能够生产氟碳表面

活性剂产品，而且产品品种不多，产品质量与国外有

辛基磺酸钾在４００℃加热５ｈ不分解【６Ｊ，这是一般

碳氢表面活性剂所远不及的。氟碳表面活性剂可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用．表现为极高的化学

稳定性。另外，它还具有很高的生物化学惰性，对一般生物体不显活性，特别是饱和的全氟烷烃高分子

表面活性剂。

很大差距，导致氟碳表面活性剂主要依赖进口。

２氟碳表面活性剂的结构与特性

氟碳表面活性荆分子中一端是难溶性氟碳憎永性尾端（ｈｙｄｒｏｐｈＤｂｉｃｔａｉｌ），另一端是亲水性头端（ｈｙ．

ｄｒｏｐｈｄｉｃｈ∞ｄ）。其中前者能显著降低表面张力，而

由于氟碳表面活性剂分子问的范德华引力较小，分子从溶液中移至溶液表面所需的张力也较小，导致了活性剂分子在溶液表面大量聚集。从而形成强烈的表面吸附，使此类化合物不仅对水的亲合力小，而且对碳氢化合物的亲合力也较小，因此形成了即憎水又憎油的双料特性…。３

且具有优越的阻止热和化学进攻的能力口Ｊ，其长度和结构可以改变以适应特殊应用的需要。后者为水溶性基团，但也可以用于非水体系而为油溶性的。根据后者的性质，氟碳表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型４种类型。不同氟碳

氟碳表面活性剂的合成及应用

氟碳表面活性剂的合成一般分为３步：首先合

成６～１０个碳原子的碳氟化台物，然后制成易引进

作者简介：圈秋平（１９８１．）。女，汉族．硕士研究生。主要从事表面活性剂合成、性能与应用等方面的研究收稿日期：２００７Ⅲ４－２５

第１１期田秋平等：氟碳表面活性剂的应用研究进展

各种亲水基团的氟碳中间体，最后引人各种亲水基团得到氟碳表面活性荆。其中全氟烷基和多氟烷基的合成是关键。目前高氟烷基的生产方法主要有电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法［７】。

氟碳表面活性剂由于。三高”、“两憎”的特殊性能，同时不同产品所体现的独特的个性，使其具有极为广泛的用途【８１”。但由于其价格较高。目前的应用限于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果较差的领域。在许多特殊要求的情况下，氟碳表面活性剂有着不可替代的作用，现介绍如下几种。．

３．１碱性电池缓蚀剂

根据一般的电化学理论，有机分子在零电荷电位附近才发生吸附，但由于碱液中锌电极的平衡电位远远偏离其零电荷电位，有机分子很难进人双电层中发生吸附，使得有机缓蚀荆的研究进展十分缓

慢。有文献ｕ２Ｊ考察了碱性电池中含氟表面活性剂

对锌电极的作用，发现氟碳表面活性剂比其它有机缓蚀剂具有更好的缓蚀性能。它们在碱液中具有很好的化学稳定性和热稳定性以及很强的抗氧化能力。即使在强碱中也可以稳定存在，十分牢固地吸附

在锌电极上。同时还改变了电极界面的双电层结构，

提高了金属离子化过程的活化能，从而在一定程度

上减缓了电池的腐蚀过程。这为碱性体系中锌电极

代汞缓蚀剂的研究提供了一种新的途径，既降低了锌电极的腐蚀速度，提高了电池的储存寿命，同时也

消除了电池中有毒的汞，保护了人类生存环境。３．２涂料添加剂Ｌ”１４ｊ

日本大金公司等开发出新型氟化硅酸盐亲水化

剂，表面张力极低，添加于氟碳涂料中很快上浮到涂

层表面，形成一层极薄的亲水化层，使水在涂层表面的接触角小于５０‘，使油性污垢不容易附着，即使附

着也容易被雨水冲刷掉。氟碳表面活性剂极优的综合性能使氟碳涂料的应用空间大大拓宽，其中主要

应用领域是高档建筑外墙装修，可以制成各种颜色的外墙涂料，具有非常华丽的装饰效果，同一般的碳

氢表面活性剂相比抗污性极好，其涂膜表面滑爽，不

易沾染污垢，自洁性好，雨水冲洗后洁净如新。另外它在油溶性涂料中作分散剂使用时，可以使生产过程中所用的其它各类添加物分散均匀，无结块现象，并能提高涂料的润湿性，降低其表面张力，有利于提高涂层的质量。

３．３金属包装氟涂料

在世界范围的金属包装领域，用含氟表面活性

剂进行改性的氟涂料的应用已经越来越广泛了．大到集装箱、集装桶。小到方便桶、金属罐等等。用途已扩展到了金属包装的全行业。在含氟单体中，首先是氟原子取代氢原子。包围在碳链外。形成紧密的保护层，使碳链不易受到外界的侵袭。并使整个分子链较硬，成螺旋形；其次分子中存在大量高键能的ｃ＿Ｆ（４６０时・ｒｒｄ＿１）键，这些就是氟涂料具有热

稳定性和化学惰性的主要原因。另外由于太阳能中

对有机物起破坏作用的可见光、紫外光部分的能量不能够破坏Ｆ—Ｃ共价键，这样，聚合物就不吸收可见光、紫外光部分，几乎全部透过氟聚合物膜，而使涂膜呈现出优异的耐候性。我国采用氟涂料的金

属包装产品还很有限，目前多数钢桶内部涂装还没有采用氟涂料。因此，氟涂料在我国金属包装领域太有发展前途。３．４电镀添加剂

在镀铬过程中【１５１，阴极产生大量的氢气，当氢

气泡在槽表面破裂的时候，铬的酸液滴溅出形成喷

雾状，这些强腐蚀的喷雾造成车间严重的空气污染。加入表面活性剂可以有效地降低液滴喷洒，避免为

解决环境污染而使用昂贵的排气设备。传统的表面活性剂经受不住铬电镀液的化学压力，而氟表面活性剂在腐蚀性的媒介中特别稳定并能有效地抑制铬

雾，因为其有显著的溶解性，能应用于硬铬和亮铬电镀中，成为铬电镀业普遍使用的抑酸雾剂。

３．５清洗剂添加剂

在塑料的注射成型加工行业中，需要对塑料制

品的表面进行瞬间清洁，以除去其表面所粘附的油污，常用清洗剂一般为汽油类的碳氢化合物。但由

于此类物料挥发较快，使其对油污的润湿、渗透有一个用量与时间的关系，且其需用量大，污染环境。如

果在其中添加质量浓度为Ｏ．０５％～Ｏ．１％左右的非离子型氟碳表面活性剂，清洁剂能瞬间与塑料件的表面油污物溶为一体，能迅速而彻底地把塑料件表

面的油污清除干净。如果选用具有抗静电作用的氟碳表面活性剂，那么经它清洗后的制品就会产生防

尘作用。同样，在金属制品的永基型清洗荆中加入

适量氟碳表面活性剂，能明显增强去污能力，大大提高工作效率，被清洗后的金属制品干燥方便。不易被残留的水分腐蚀生锈。

３．６抗静电剂

在使用一些高分子聚合物材料（如橡胶、塑料、

聚氨酯等）或对它们进行深加工时，因摩擦而产生的

化工技术与开发

静电难以自行消除，这样不仅会造成触电现象，也很容易导致火灾或爆炸事故。如果选用相应的氟碳表面活性剂作为抗静电荆【１“，利用它所特有的性能，使其在塑料、橡胶等物体的表面形成摩擦系数很低的全氟烃基链的定向排列层，会大大减少摩擦过程中所产生的静电现象。在塑料薄膜的加工过程中，园静电作用时常造成薄膜间的粘连、吸附现象，给加工过程造成一定的难度，此时可在塑料膜的制备过程中加入一定量的氟碳表面活性剂，能减缓以上不良现象的发生。另有研究表明，感光胶片的生产过程中．选用非离子型的氟碳表面活性剂作为抗静电剂，混溶于某些溶液内涂在胶片的片基上。可避免胶片生产过程中因片基的高速转动摩擦而产生静电火花的可能，保证了胶片生产过程中的质量。

３．７燃料添加剂

第３６卷

能显得格外突出。因为它能形成一层致密的氟亿表

面层，其极低的表面能使水或油难于亲和，使处理后的皮革在防水防油的同时。天然质地保持不变，仍具有良好的透气性及柔软的手感【１７）。

３．１０其它应用

氟碳表面活性剂正在进人一些新的应用领域．例如为避免氟利昂对臭氧层的破坏。在改进“Ｂｒ溶液中加入质量分数为Ｏ．０４％的氟碳表面活性剂可增加其传热效率，减少热传递面积。有关研究表明氟碳烷基有机化合物显现抗艾滋病毒活性、抗疱疹性和抗菌性，目前正研究应用于抗癌药和抗艾滋病毒之中。李晓东等人发现含氟碳气体的表面活性剂类声学造影剂能明显提高局部肝脏缺血及肝肿瘤的检出率，提高对肝脏局部损伤诊断的敏感性和特异性，用于对人体重要脏器的诊断具有重要的临床价值［１”。一种浅表涂层为氟碳表面活性剂４～８

ｎｍ

石油裂解气中的岛～Ｇ烃类作为燃料已广泛应用于工业及民用燃气，但有时会出现钢瓶内的燃料难气化，使用对出气量较小等问题，给使用带来不

便。如果在液化混合气内添加适量的氟碳表面活性剂，能使钢瓶内的混和气体得到充分的使用，这是一般的碳氢表面活性剂无法做到的。有资料报道，利

厚度分子膜的特种玻璃。具有防水防雾和防尘功能．面且一旦遇险迅速爆为碎粒不致伤人，这种玻璃已

于２００５年１１月投入生产。氟碳表面活性剂的另一

大进展就是溶于液态二氧化碳．使二氧化碳临界清

洗技术获得突破，二氧化碳临界回收耗能少，回收技

用戊烷作燃料装于钢瓶内．空气从钢瓶底部吹人鼓泡并夹带出瓶内的Ｇ料液作为气割用燃气，在未加入氟碳表面活性剂时，瓶内的岛液用了１／３后就不

能再被夹带出来，无法继续使用，加人之后燃气可以能得到完全充分的利用。此外。氟碳表面活性剂还

术成熟，易于实现循环使用，取代了目前工业清洗中

使用的臭氧消耗物质。同时也可以取代带来其它环境问题的甲苯、＝甲苯和烯烃等，在美国已开始商业

化【１＂。

４

可以使汽油类燃料的燃烧效率提高１５％左右，既节

省了油料，又改善了发动机工作特性．降低了尾气的烟雾排放量，并且能减少喷油咀的积炭现象，延长机

氟碳表面活性剂的展望

氟碳表面活性荆是氟精细化学品中技术水准

高、附加值高、应用面广、最具特色的产品之一，特别是在涂料工业，其优良的性能和不凡的作用已引起人们的普遍重视。可以预言。２１世纪将是氟碳表面活性剂研究高速发展、广泛应用、大显身手的时代。

与国外相比，我国的氟碳表面活性剂研究无论是基础理论还是工业应用都还非常薄弱。表面原因

是氟碳表面活性剂成本高。深层的原因是含氟烷基

械的使用寿命。３．８脱模添加剂

通常用作脱模剂的物质主要为碳氢类或聚硅氧烷类表面活性剂。前者作为脱模剂，其产品可直接进行二次加工，但长期使用后会在模具表面形成棕色结焦物而污染膜具。后者的脱模效果优越于前者，但脱模后的产品表面产生一定的油状污染，产品无法进行二次加工。国外已经成功利用氟碳表面活性剂配制成高效脱模剂，此类产品使用浓度低，使用寿命长，对高粘度的原料有良好的脱模性。对模具和制品表面无污染，制品可直接进行二次加工。制备的脱模剂产品质量稳定，存储时间长。

３．９皮革处理剂

中间体与氟碳表面活性剂合成、氟碳表面活性剂性能及应用研究的两个环节相互脱节，不同企业与研究单位各自为战，缺乏密切合作，以致于我国的氟碳

表面活性剂工业长期得不到应有的发展。为缩短与

国外的差距，发展我国的氟碳表面活性剂工业。各氟烷烃生产企业与表面活性荆研发单位加强产学研结合是至关重要的。我们应该努力设法降低氟碳表面活性剂的生产成本，实现氟碳表面活性剂的合成到

氟碳表面活性荆用于皮革工业，其防水防油性

第１１期田秋平等：氟碳表面活性剂的应用研究进展

［１０］

３７

●

配方的一体化，扩展氟碳表面活性剂的品种。使其种

焦学瞬，贺明渡．乳状液和乳化技术新应用一专用乳液化学品的制备及应用［Ｍ】．北京：化学工业出版杜，

２呻６．

类多样化、系列化，另外还需开拓其应用领域，特别是氟碳表面活性剂与其它表面活性荆的复配作用，降低其应用成本。

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氟碳表面活性剂的应用研究进展

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

田秋平， 高献英， 李中华， TIAN Qiu-ping， GAO Xian-ying， LI Zhong-hua华中师范大学化学学院,湖北,武汉,430079化工技术与开发

TECHNOLOGY & DEVELOPMENT OF CHEMICAL INDUSTRY2007,36(11)1次

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第３６卷第１１期化工技术与开发

２００７年１１月ｎｃｈｎｏｌｏ盱＆ｎ删ｏｐｍ∞ｔｏｆ

ｃＩｌ既ｎ砌Ｉｎｄ蜘Ｎ州．２００７

ｖｄ．３６Ｎｏ．１ｌ

氟碳表面活性剂的应用研究进展

田秋平，高献英，李中华

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摘要：论述了氟碳表面活性剂的化学结构及性能，重点介绍了一般的碳氢表面活性剂难以胜任的应用领域。并分析了国内氟碳表面活性剂行业的现状及存在的问题，对其研究方向进行了展望。

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文章编号：１６７ｌ，９９０５（２００７）ｎ瑚３４．０４

表面活性剂可应用于不同的场合，包括许多不能使用普通碳氢表面活性剂的环境［２ｑ】。

氟碳表面活性剂之所以受到高度重视，是由它无以伦比的特殊性能决定的。其独特的性能可概括为“三高”、“两憎”，即高表面活性、高耐热稳定性及

高化学稳定性和憎水性、憎油性。

氟碳表面活性荆是迄今为止表面活性最高的一

表面活性剂是在极低浓度下就能显著地降低溶剂表面张力的一类物质。作为最重要的特种表面活

性剂，氟碳表面活性剂【１１（Ｆ１∞∞ｃａｒｂ∞Ｓｌ】ｍｃｔａｎｔｓ）是指碳氢链中的氢原子全部或部分被氟取代所形成的具有碳氟链憎水基团的表面活性剂，其正逐渐成

为表面活性剂行业研究的焦点。

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氟碳表面活性剂研究的历史及现状

１９５６年，美国３Ｍ公司首先推出商品名为“列ｕ－

种表面活性剂，一般的表面活性剂可将水的表面张

力降低到２７ｍＮ・ｍ－１左右，而氟碳表面活性耕在极低浓度（普通烃类表面活性剂的ｌ／１０到１／１００）就可使水的表面张力达２０ＨｌＮ・ｍ－１以下。甚至到１４ｍＮ－ｍ一１左右【５１。

氟碳表面活性荆有很高的耐热性．如无水全氟

ｏｒａｄ”的氟碳表面活性剂产品【２】。目前世界上氟碳

表面活性剂品种达６０００多个，但只有美国、西欧、日本等少数发达国家生产，产品正在朝系列化、功能多样化、应用普遍化等方向发展。我国在２０世纪５０年代就开展了氟碳表面活性剂的研究，由于应用与开发投入不够等原因。产业化和规模化之路异常艰难。迄今为止，国内真正掌握氟碳表面活性剂核心技术的企业不多，只有少数企业能够生产氟碳表面

活性剂产品，而且产品品种不多，产品质量与国外有

辛基磺酸钾在４００℃加热５ｈ不分解【６Ｊ，这是一般

碳氢表面活性剂所远不及的。氟碳表面活性剂可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用．表现为极高的化学

稳定性。另外，它还具有很高的生物化学惰性，对一般生物体不显活性，特别是饱和的全氟烷烃高分子

表面活性剂。

很大差距，导致氟碳表面活性剂主要依赖进口。

２氟碳表面活性剂的结构与特性

氟碳表面活性荆分子中一端是难溶性氟碳憎永性尾端（ｈｙｄｒｏｐｈＤｂｉｃｔａｉｌ），另一端是亲水性头端（ｈｙ．

ｄｒｏｐｈｄｉｃｈ∞ｄ）。其中前者能显著降低表面张力，而

由于氟碳表面活性剂分子问的范德华引力较小，分子从溶液中移至溶液表面所需的张力也较小，导致了活性剂分子在溶液表面大量聚集。从而形成强烈的表面吸附，使此类化合物不仅对水的亲合力小，而且对碳氢化合物的亲合力也较小，因此形成了即憎水又憎油的双料特性…。３

且具有优越的阻止热和化学进攻的能力口Ｊ，其长度和结构可以改变以适应特殊应用的需要。后者为水溶性基团，但也可以用于非水体系而为油溶性的。根据后者的性质，氟碳表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型４种类型。不同氟碳

氟碳表面活性剂的合成及应用

氟碳表面活性剂的合成一般分为３步：首先合

成６～１０个碳原子的碳氟化台物，然后制成易引进

作者简介：圈秋平（１９８１．）。女，汉族．硕士研究生。主要从事表面活性剂合成、性能与应用等方面的研究收稿日期：２００７Ⅲ４－２５

第１１期田秋平等：氟碳表面活性剂的应用研究进展

各种亲水基团的氟碳中间体，最后引人各种亲水基团得到氟碳表面活性荆。其中全氟烷基和多氟烷基的合成是关键。目前高氟烷基的生产方法主要有电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法［７】。

氟碳表面活性剂由于。三高”、“两憎”的特殊性能，同时不同产品所体现的独特的个性，使其具有极为广泛的用途【８１”。但由于其价格较高。目前的应用限于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果较差的领域。在许多特殊要求的情况下，氟碳表面活性剂有着不可替代的作用，现介绍如下几种。．

３．１碱性电池缓蚀剂

根据一般的电化学理论，有机分子在零电荷电位附近才发生吸附，但由于碱液中锌电极的平衡电位远远偏离其零电荷电位，有机分子很难进人双电层中发生吸附，使得有机缓蚀荆的研究进展十分缓

慢。有文献ｕ２Ｊ考察了碱性电池中含氟表面活性剂

对锌电极的作用，发现氟碳表面活性剂比其它有机缓蚀剂具有更好的缓蚀性能。它们在碱液中具有很好的化学稳定性和热稳定性以及很强的抗氧化能力。即使在强碱中也可以稳定存在，十分牢固地吸附

在锌电极上。同时还改变了电极界面的双电层结构，

提高了金属离子化过程的活化能，从而在一定程度

上减缓了电池的腐蚀过程。这为碱性体系中锌电极

代汞缓蚀剂的研究提供了一种新的途径，既降低了锌电极的腐蚀速度，提高了电池的储存寿命，同时也

消除了电池中有毒的汞，保护了人类生存环境。３．２涂料添加剂Ｌ”１４ｊ

日本大金公司等开发出新型氟化硅酸盐亲水化

剂，表面张力极低，添加于氟碳涂料中很快上浮到涂

层表面，形成一层极薄的亲水化层，使水在涂层表面的接触角小于５０‘，使油性污垢不容易附着，即使附

着也容易被雨水冲刷掉。氟碳表面活性剂极优的综合性能使氟碳涂料的应用空间大大拓宽，其中主要

应用领域是高档建筑外墙装修，可以制成各种颜色的外墙涂料，具有非常华丽的装饰效果，同一般的碳

氢表面活性剂相比抗污性极好，其涂膜表面滑爽，不

易沾染污垢，自洁性好，雨水冲洗后洁净如新。另外它在油溶性涂料中作分散剂使用时，可以使生产过程中所用的其它各类添加物分散均匀，无结块现象，并能提高涂料的润湿性，降低其表面张力，有利于提高涂层的质量。

３．３金属包装氟涂料

在世界范围的金属包装领域，用含氟表面活性

剂进行改性的氟涂料的应用已经越来越广泛了．大到集装箱、集装桶。小到方便桶、金属罐等等。用途已扩展到了金属包装的全行业。在含氟单体中，首先是氟原子取代氢原子。包围在碳链外。形成紧密的保护层，使碳链不易受到外界的侵袭。并使整个分子链较硬，成螺旋形；其次分子中存在大量高键能的ｃ＿Ｆ（４６０时・ｒｒｄ＿１）键，这些就是氟涂料具有热

稳定性和化学惰性的主要原因。另外由于太阳能中

对有机物起破坏作用的可见光、紫外光部分的能量不能够破坏Ｆ—Ｃ共价键，这样，聚合物就不吸收可见光、紫外光部分，几乎全部透过氟聚合物膜，而使涂膜呈现出优异的耐候性。我国采用氟涂料的金

属包装产品还很有限，目前多数钢桶内部涂装还没有采用氟涂料。因此，氟涂料在我国金属包装领域太有发展前途。３．４电镀添加剂

在镀铬过程中【１５１，阴极产生大量的氢气，当氢

气泡在槽表面破裂的时候，铬的酸液滴溅出形成喷

雾状，这些强腐蚀的喷雾造成车间严重的空气污染。加入表面活性剂可以有效地降低液滴喷洒，避免为

解决环境污染而使用昂贵的排气设备。传统的表面活性剂经受不住铬电镀液的化学压力，而氟表面活性剂在腐蚀性的媒介中特别稳定并能有效地抑制铬

雾，因为其有显著的溶解性，能应用于硬铬和亮铬电镀中，成为铬电镀业普遍使用的抑酸雾剂。

３．５清洗剂添加剂

在塑料的注射成型加工行业中，需要对塑料制

品的表面进行瞬间清洁，以除去其表面所粘附的油污，常用清洗剂一般为汽油类的碳氢化合物。但由

于此类物料挥发较快，使其对油污的润湿、渗透有一个用量与时间的关系，且其需用量大，污染环境。如

果在其中添加质量浓度为Ｏ．０５％～Ｏ．１％左右的非离子型氟碳表面活性剂，清洁剂能瞬间与塑料件的表面油污物溶为一体，能迅速而彻底地把塑料件表

面的油污清除干净。如果选用具有抗静电作用的氟碳表面活性剂，那么经它清洗后的制品就会产生防

尘作用。同样，在金属制品的永基型清洗荆中加入

适量氟碳表面活性剂，能明显增强去污能力，大大提高工作效率，被清洗后的金属制品干燥方便。不易被残留的水分腐蚀生锈。

３．６抗静电剂

在使用一些高分子聚合物材料（如橡胶、塑料、

聚氨酯等）或对它们进行深加工时，因摩擦而产生的

化工技术与开发

静电难以自行消除，这样不仅会造成触电现象，也很容易导致火灾或爆炸事故。如果选用相应的氟碳表面活性剂作为抗静电荆【１“，利用它所特有的性能，使其在塑料、橡胶等物体的表面形成摩擦系数很低的全氟烃基链的定向排列层，会大大减少摩擦过程中所产生的静电现象。在塑料薄膜的加工过程中，园静电作用时常造成薄膜间的粘连、吸附现象，给加工过程造成一定的难度，此时可在塑料膜的制备过程中加入一定量的氟碳表面活性剂，能减缓以上不良现象的发生。另有研究表明，感光胶片的生产过程中．选用非离子型的氟碳表面活性剂作为抗静电剂，混溶于某些溶液内涂在胶片的片基上。可避免胶片生产过程中因片基的高速转动摩擦而产生静电火花的可能，保证了胶片生产过程中的质量。

３．７燃料添加剂

第３６卷

能显得格外突出。因为它能形成一层致密的氟亿表

面层，其极低的表面能使水或油难于亲和，使处理后的皮革在防水防油的同时。天然质地保持不变，仍具有良好的透气性及柔软的手感【１７）。

３．１０其它应用

氟碳表面活性剂正在进人一些新的应用领域．例如为避免氟利昂对臭氧层的破坏。在改进“Ｂｒ溶液中加入质量分数为Ｏ．０４％的氟碳表面活性剂可增加其传热效率，减少热传递面积。有关研究表明氟碳烷基有机化合物显现抗艾滋病毒活性、抗疱疹性和抗菌性，目前正研究应用于抗癌药和抗艾滋病毒之中。李晓东等人发现含氟碳气体的表面活性剂类声学造影剂能明显提高局部肝脏缺血及肝肿瘤的检出率，提高对肝脏局部损伤诊断的敏感性和特异性，用于对人体重要脏器的诊断具有重要的临床价值［１”。一种浅表涂层为氟碳表面活性剂４～８

ｎｍ

石油裂解气中的岛～Ｇ烃类作为燃料已广泛应用于工业及民用燃气，但有时会出现钢瓶内的燃料难气化，使用对出气量较小等问题，给使用带来不

便。如果在液化混合气内添加适量的氟碳表面活性剂，能使钢瓶内的混和气体得到充分的使用，这是一般的碳氢表面活性剂无法做到的。有资料报道，利

厚度分子膜的特种玻璃。具有防水防雾和防尘功能．面且一旦遇险迅速爆为碎粒不致伤人，这种玻璃已

于２００５年１１月投入生产。氟碳表面活性剂的另一

大进展就是溶于液态二氧化碳．使二氧化碳临界清

洗技术获得突破，二氧化碳临界回收耗能少，回收技

用戊烷作燃料装于钢瓶内．空气从钢瓶底部吹人鼓泡并夹带出瓶内的Ｇ料液作为气割用燃气，在未加入氟碳表面活性剂时，瓶内的岛液用了１／３后就不

能再被夹带出来，无法继续使用，加人之后燃气可以能得到完全充分的利用。此外。氟碳表面活性剂还

术成熟，易于实现循环使用，取代了目前工业清洗中

使用的臭氧消耗物质。同时也可以取代带来其它环境问题的甲苯、＝甲苯和烯烃等，在美国已开始商业

化【１＂。

４

可以使汽油类燃料的燃烧效率提高１５％左右，既节

省了油料，又改善了发动机工作特性．降低了尾气的烟雾排放量，并且能减少喷油咀的积炭现象，延长机

氟碳表面活性剂的展望

氟碳表面活性荆是氟精细化学品中技术水准

高、附加值高、应用面广、最具特色的产品之一，特别是在涂料工业，其优良的性能和不凡的作用已引起人们的普遍重视。可以预言。２１世纪将是氟碳表面活性剂研究高速发展、广泛应用、大显身手的时代。

与国外相比，我国的氟碳表面活性剂研究无论是基础理论还是工业应用都还非常薄弱。表面原因

是氟碳表面活性剂成本高。深层的原因是含氟烷基

械的使用寿命。３．８脱模添加剂

通常用作脱模剂的物质主要为碳氢类或聚硅氧烷类表面活性剂。前者作为脱模剂，其产品可直接进行二次加工，但长期使用后会在模具表面形成棕色结焦物而污染膜具。后者的脱模效果优越于前者，但脱模后的产品表面产生一定的油状污染，产品无法进行二次加工。国外已经成功利用氟碳表面活性剂配制成高效脱模剂，此类产品使用浓度低，使用寿命长，对高粘度的原料有良好的脱模性。对模具和制品表面无污染，制品可直接进行二次加工。制备的脱模剂产品质量稳定，存储时间长。

３．９皮革处理剂

中间体与氟碳表面活性剂合成、氟碳表面活性剂性能及应用研究的两个环节相互脱节，不同企业与研究单位各自为战，缺乏密切合作，以致于我国的氟碳

表面活性剂工业长期得不到应有的发展。为缩短与

国外的差距，发展我国的氟碳表面活性剂工业。各氟烷烃生产企业与表面活性荆研发单位加强产学研结合是至关重要的。我们应该努力设法降低氟碳表面活性剂的生产成本，实现氟碳表面活性剂的合成到

氟碳表面活性荆用于皮革工业，其防水防油性

第１１期田秋平等：氟碳表面活性剂的应用研究进展

［１０］

３７

●

配方的一体化，扩展氟碳表面活性剂的品种。使其种

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２呻６．

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（上接第１９页）

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氟碳表面活性剂的应用研究进展

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

田秋平， 高献英， 李中华， TIAN Qiu-ping， GAO Xian-ying， LI Zhong-hua华中师范大学化学学院,湖北,武汉,430079化工技术与开发

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