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氟系防水防油的作用原理是什么?

2018年11月04日 点击:

 氟碳表面活性剂能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力的一类物质称为表面活性剂。氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,指碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代,即氟碳链代替了碳氢链,因此表面活性剂中的非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能。


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        众所周知,表面活性剂一般由极性基团(亲水基)和非极性基团(疏水基)二部份组成。普通表面活性剂的非极性基团为碳氢链,但氟碳表面活性剂的非极性基团为氟碳链,即以氟原子部分或全部取代碳氢链上的氢原子。而二者在极性基团的结构上无明显区别。所以氟碳表面活性剂就是以氟碳链取代碳氢链作为分子中非极性基团的表面活性剂。


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        氟碳表面活性剂分为阴离子、阳离子、非离子、两性氟碳表面活性剂,以及其他类型的氟碳表面活性剂如含硅氟碳表面活性剂、混杂型表面活性剂、长链型表面活性剂和无亲水基氟碳表面活性剂等。


        氟碳表面活性剂广泛应用于合成洗涤剂、化妆品、食品、橡胶、塑料、油墨等诸多行业。在感光材料中,主要用作润湿剂、乳化剂、抗静电剂等。同时还可以作为消防灭火剂的添加剂,油墨添加剂,用于石油开采、纺织印染、纸张皮革处理、环保农药、合成树脂、高档涂料等等


        织物是由纤维与纤维通过分子间的范德华力以及氢键等作用力重叠交织而成,由于纤维本身多孔性,加上纤维与纤维间的空隙,在织物表面的纤维内部存在着许多“毛细管”,很容易被液体所湿润,由表面物理化学的一般理论可知,当液体的临界表面张力大于接触面的表面能时就不会润湿。


        氟是自然界中电负性最大的元素,几乎不能被激化,当碳链上的氢被氟取代后键能增加,键长变短,氟碳键的稳定性非常好,且氟碳分子间的作用力很小,因此氟碳聚合物具有极低的表面能,有良好的防水防油性能,氟聚合物的防油机理就是在底材外表面形成一层薄膜,使底材的表面能显著降低,从而表现出憎水憎油的性能。因此当含氟聚合物在固体表面成膜后,含氟的长侧链能够在界面伸展而又定向排列,可以发挥防水防油效果。

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