新型氟材料-氟碳表面活性剂

来源：作者：人气：-发表时间：2019-12-11 16:37:00【大中小】

氟碳表面活性剂（FSA）是目前较受青睐的特种表面活性剂，相比于传统的碳氢表面活性剂，它具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性、憎水性和憎油性的“三高”、“两憎”的独特性能，是20世纪重要的化工产品之一，含氟表面活性剂的用量少，降低水溶液表面张力的作用强，同时可以跟其它表面活性剂起到很好的复配效果，西宝生物只作为材料领域综合供应商，供应科慕化学capston系列氟碳表面活性剂（FSA），质量保证，可以应用于石油、消防、涂料、造纸等很多领域。

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一、概述

碳氧表面活性剂结构上的氧原子被氟原子部分或者全部替代被称为含氟表面活性剂，其碳氟链既憎水又憎油，可制成油溶性的氟表面活性剂。从结构上看，氟表面活性剂与普通表面活性剂相似，都由亲水基和疏水基组成（见图1），尾部RF 是一个既憎水又憎油的氟碳链（可以是直链或支链），可根据使用需要改变链长和结构，一般适宜的碳氟链长为6～10。尾部RF 在降低表面张力上起着决定性作用，也使得氟表面活性剂不同于传统的碳氢、硅表面活性剂。直链的氟碳表面活性剂在相对高的使用浓度下表现出低表面张力，而支链氟碳表面活性剂在相对低的浓度下使用，降低表面张力却更为有效。头部X代表亲溶剂基团，一般是水溶性基团，但在无水系统中，也可以设计成油溶性基团。根据X结构的不同，可以将氟表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型四种。

二、氟碳表面活性剂性能特点

高表面活性：氟碳表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性较高的一种，这是氟碳表面活性剂重要的性质。它在浓度很低时就能使溶液的表面张力显著降低。一般氟碳表面活性剂的浓度为0. 01%左右时，其水溶液的表面张力可以降低至15~ 20mN/m；

高耐热稳定性：一般氟碳表面活性剂加热到400℃以上不会分解，这也与C-F键十分稳定有关。

高化学稳定性：氟碳表面活性剂中的C-F键十分稳定，使它具有很高的抗强酸、强碱、强氧化剂的能力，可以在更多苛刻的环境中使用。

既憎水又憎油：氟碳表面活性剂分子中的含氟烃基，既是憎水基又是憎油基，这使一些固体材料表面有含氟表面活性剂时就不能粘附水性或油性的物质，大大减少了污染。

良好的润湿渗透性和起泡稳泡性：添加氟碳表面活性剂的液体润湿力和渗透力大为提高，在各种不同的物质表面上都能很容易润湿铺展。在普通表面活性剂不能起泡的物质中，使用氟碳表面活性剂可以形成稳定的泡沫。

优良的复配性能：氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂复配后，具有更高的降低表面张力的能力。这可以大大降低含氟表面活性剂的使用成本。而且氟碳表面活性剂在水中可以形成含水的稳定液晶，成为不溶于水的活性物质，分散于水中，从而使随意两种不同类型的氟碳表面活性剂可以相互复配。

低添加量：氟碳表面活性剂具有高表面活性和其他特殊性能，实际应用中，其使用浓度很低，用量很少。一般情况下，其使用浓度为0.05%左右即可达到很好的使用效果，因此可以应用于几乎所有的配方体系。

三、氟碳表面活性剂应用

鉴于氟碳表面活性剂的所具有的特性，故它在某些领域中的应用性很强，特别在工业领域中有多方面的用途。

3.1 在石油领域的应用

FSA因为具有更高的表面活性，可以显著降低原油与驱油体系间的油水界面张力，使原油从岩层和油砂上脱离出来，与采油助排体系一起被水压到地面，提高采油的效率和产量。并且FSA与普通碳氢表面活性剂能够很好的复配使用，能够起到减低成本和提升效益的作用。一般用量为0.3%左右。

3.2 在消防领域的应用

将普通蛋白泡沫灭火剂中加入0.005%～0.05%的阴离子型或非离子型氟表面活性剂，可以大大提高灭火速度，其灭火速度比普通蛋白泡沫灭火剂高3～4倍，而且泡沫有自封作用，可以自行扑灭覆盖灭火剂的油面上的局部燃烧的火苗，即有较好的耐复燃性。

3.3 在涂料中的应用

氟碳表面活性剂以环保等功能替代了来满足涂料、油墨、胶粘剂、树脂等在工业配方中对于润湿、铺展、流平以及表面无缺陷的要求，有效解决了涂料浮色、发花、附着等不良现象。氟碳表面活性剂在很低的浓度下能够改善许多涂料、清漆和胶粘剂的性能。如在潮气固化型的聚氨酯涂料中，添加氟碳表面活性剂可以使得气泡既小又容易分散，起很好的消泡作用等。

3.4在造纸业中的应用

在造纸行业，氟碳表面活性剂作为纸张涂料分散剂，能够覆盖于各个颜料粒子表面，赋予颜料粒子以电荷，使之相互间产生斥力，防止聚集，并起着保护胶体的作用，因此具有良好的流动性和涂料适应性，并能够提高胶粘剂与颜料的混合性。由于其优良的降低表面张力的能力，对纸张涂料的消泡作用比一般消泡剂更好。利用含氟表面活性剂的优良的润滑、抗静电等性能，作为涂料润滑剂是理想的材料，特别是在热感纪录纸、传真纸的涂布过程，加入氟表面活性剂，可提高运行过程的“糊头”现象。用在磁性记录卡片上，可大大减少信号干扰，提高使用效果。

四、产品信息

商标名/牌号	Capstone^TM 1470	Capstone^TM 1157	Capstone^TM FS-30
中文名称	氟碳表面活性剂	氟碳表面活性剂	氟碳表面活性剂
供应商	科慕化学	科慕化学	科慕化学
产地	美国	美国	美国
产品特性	用Capstone^TM 1470做成的消防泡沫可以很快灭火，保护财产和人身安全。CapstoneTM 1470可以帮助形成一层水膜，覆盖在整个碳氢液体的表面。	Capstone^TM1157可以使水能在碳氢化合物的表面形成一层膜。	提高润湿性；提高流平性；提高抗沾污性；提高抗尘性；提高抗粘连性能；低泡
产品用途	Capstone^TM1470作为成膜剂可广泛应用于扑灭碳氢溶剂和极性溶剂火的水成膜消防泡沫中，并提供优异的抗烧性能。	Capstone^TM 1157被广泛用于水成膜消防泡沫、氟蛋白成膜泡沫及耐醇性泡沫中做为成膜助剂来抵抗碳氢类和极性液体发生的火灾。	水性漆，地板蜡，浓缩清洁液