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知识点|特种表面活性剂的分类及应用(一)

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知识点|特种表面活性剂的分类及应用(一)


一般表面活性剂的疏水基是碳氢基(分子中还可含有O、N、S、CI、Br、I等元素),这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。

如果在分子中除了上面这些元素外,还含有含有F、Si和B等元素,则称为特种表面活性剂。也称为元素表面活性剂。

特种表面活性剂具有普通表面活性剂不具备的很多特殊性能,特别是氟表面活性剂,在很多领域具有普通表面活性剂无法替代的作用。

氟表面活性剂

氟表面活性剂的结构

氟表面活性剂的性能

氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎"。

高热稳定性、高化学惰性、高表面活性

含氟烃基既憎水又憎油

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表面活性剂具有不寻常性质的根本原因。

①化学稳定性

碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强还原剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。

如把0.9g全氟辛基磺酸钾溶于5cm3水中,在密闭条件下300℃加热8h,未见其分解。全氟辛基磺酸在浓硝酸中加热到160 ℃,经过12h也未发现其分解。全氟辛基磺酸钾对于硝酸、过氧化氢等氧化剂以及联氨还原剂等也表现得相当稳定。

②热稳定性

全氟烷基羧酸在硼硅酸盐玻璃上加热至400℃无明显分解,在更高的温度(550℃)分解成全氟烯烃及其它产物如HF和CO等。固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,而一般碳氢表面活性剂在此温度早已分解。因而可在高温下使用。

高化学稳定性和热稳定性原因

F原子紧密覆盖在C链表面,从而能够屏蔽外来试剂的进攻,并且F原子所带多余负电荷可以形成负电保护层,亲核试剂难以接近,更不能穿透。C- F键的键能比C-H键能大得多,不易断裂。

③高表面活性

碳氟表面活性剂在水溶液中的表面活性从降低表面张力的效率来讲,碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.005%~0.1%,就可使水的表面张力下降至20 mN/m以下。一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.1% ~ 1.0%范围才可使水的表....


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