氟碳表面活性剂因表面张力低(15~20×10-6N/cm)、耐化学热稳定性好,可用作油品灭火剂(汽油中添加0.003%不燃)、镀铬添加剂(防铬酸雾)、含氟烯烃乳液聚合乳化剂、颜料分散剂、塑料橡胶表面改性剂、金属洗涤剂、纤维纸张疏油剂/防垢剂等。阳离子型用于匀染剂、缓蚀剂等;阴离子型用于原油封存降蒸发损耗、消防;全氟烷基磺酸盐型用于半导体刻蚀溶液润湿剂、电镀浴剂等;两性型(如杜邦Zonyl FSK)用于乳化剂、发泡剂、碱性清洗剂等,在0~100℃、酸/碱/有机极性溶剂中稳定,用量0.01~0.2%。
表面活性剂; 轻水泡沫灭火剂; 油墨添加剂; 粘结剂材料; 化学电镀液添加剂; 镀铬添加剂; 金属表面洗涤剂; 纤维纸张疏水剂; 皮革/塑料/橡胶表面改性剂; 半导体刻蚀溶液润湿剂; 个人护理产品; 油漆涂料; 聚合物; 蜡/上光剂; 金属/电子; 填缝剂/腻子
合成方法:
- 电解氟化法(美国3M公司)
- 原料:烃类化合物(如C7H15COCl、C8H17SO2Cl)、无水氢氟酸
- 条件:低电压(5~6V)电解,有机化合物溶解于无机氢氟酸中
- 反应示例:
- C7H15COCl + 16HF → C7F15COF + HCl
- C8H17SO2Cl + 18HF → C8F17SO2F + HCl
- 特点:原料廉价,但C-C键断裂副反应多,全氟化合物收率低
- 调聚反应法(美国杜邦、日本旭硝子/大金)
- 原理:四氟乙烯等在氟碘烷(CH3I、C2F5I)调聚剂下自由基聚合生成调聚物中间体
- 步骤:
- 自由基聚合生成不同链长的调聚物(如CF3CF2CF2CF2I)
- 引入亲水基(如SO2Cl、SO2F)
- 特点:副产物少,收率高,但难以制得长链调聚物,设备规模较大
- 齐聚法(英国ICI、日本雀巢)
- 原理:四氟乙烯或六氟丙烯在氟阴离子存在下阴离子聚合生成C6~C14齐聚物
- 步骤:齐聚物双键部位引入亲水基
- 特点:单体廉价,产品定量生成,易引入亲水基,但全氟烷基为侧链,表面活性稍差