摘 要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂的一类。本文对含氟表面活性剂的结构与特性、合成方法及应用进行了简单综述。
关键词：氟表面活性剂；结构；特性；合成；应用
Containing fluorine surfactants research progress
Abstract：containing fluorine surfactant is special surface active agent category. Compared with the traditional surface active agent, with high surface activity, high heat stability and GaoHuaXue stability, already hate water and the characteristics of every oil, has been widely used in washing, fire control, oil, textile and other fields. This paper containing fluorine surfactants structure and properties, synthesis methods and the application of a simple and reviewed in this paper.
Keywords: fluorine surfactant; Structure; Characteristics; Synthesis; Application
氟表面活性剂主要是指碳氢链疏水基上的氢完全或部分被氟原子取代的表面活性剂。氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一种，有很高的热稳定性、化学稳定性。此外，其碳氟链既憎水又憎油，可制成油溶性的氟表面活性剂。氟表面活性剂的这些独特性能使其具有广泛用途，特别是在一些特殊应用领域起着其他表面活性剂无法取代的作用。氟表面活性剂合成较难，对其研究也相对较少，而且很多研究成果都已申请专利民国小学生作文 [1] 。 1.含氟表面活性剂的结构
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麝鼩），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，一般最适宜的碳氟链长为6～黑海番鸭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最低表面张力，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 [2] 。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。
2.含氟表面活性剂的特性
氟原子部分或全部代替碳氢链中的氢原子以后，表面活性剂的性质发生了许多变化。含氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”和“两憎”，即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性，既憎子的电负性大（4.0），使以共价键结合的C-F 键具有离子键的性能，因此C-F的键能高（452 kJ/mol）。 [3] 氟原子的半径比氢原子的大，因而屏蔽碳原子的能力大，使得C-C 键稳定性有所提高，化学稳定性和热稳定性好，在强酸、强碱性介质、氧化剂中仍
高温密封材料具有良好的表面活性，在300℃以上的高温下使用也不发生分解。由于氟原子的范德华力小，氟碳链分子间的作用力较小，与碳氢链表面活性剂相比，表面吸附能高，因而含氟表面活性剂易于吸附于水的表面，在极低的浓度下就可以把水溶液的表面张力降低到15 mN·m -1 。但是，含氟表面活性剂的疏水基也具有疏油性，故不易吸附在油 -水界面上，降低油- 水界面张力的能力小。将氟表面活性剂与碳氢表面活性剂混合后溶于水中，由于氟表面活性剂选择地吸附在水的表面，使表面张力降低，而碳氢链表面活性剂能吸附在油水界面上，使界面张力降低，所以两者混合使用可提高水溶液的润湿性能。分条总结如下:
2.1.良好的热稳定性和化学稳定性 [4]
在含氟表面活性剂中，由于氟元素的电负性最大（4.0），原子半径很小，且形成的 C—F 键键长短（1.35×泰诺10 - 10 m），键能大（486 kJ/mol）。因此，让氟碳表面活性剂具有很高的热稳定性，很高的耐酸性、高浓度碱性和强氧化剂等化学稳定性；而在这些介质中不含氟的表面活性剂是无法使用的。
2.2.低表面张力
一般表面活性剂溶于水时，可将水的表面张力降至 30 mN/m 左右。而在含氟表面活性剂中，由于氟碳链既疏水又疏油，可使水的表面张力降至 20 mN/m以下。[5]它之所以具有最高的表面活性是由于 C—F键不易极化，分子间的范德华引力小，氟原子半径较氢原子大，能将碳原子完全遮盖起来，而使碳氟化合物分子间的引力很小。所以含氟表面活性剂在水溶液中自内部移至表面比碳氢化合物所需的张力要小，结果导致强烈的表面吸附和最低的表面能 [6]。其表面能比油的表面能还低，使有许多不同结构的含氟表面活性剂在很低浓度的水溶液中表面张力可达 15 mN/m -16 mN/m，这是任何其他不含氟的表面活性剂所无法比拟的。与碳氢表面活性剂相比，氟碳表面活性剂具有表面张力小、与碳氢胶束混溶少和能够形成较大的囊泡等优点ria技术 [7]， 许虹霞等 [8] 从分子结构角度研究了含氟表面活性剂囊泡与碳氢表面活性剂囊泡相比，具有更稳定、渗透率更低的特点。
2.3.低使用浓度
含氟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。[9]
2.4.高表面活性
含氟表面活性剂具有特别低的表面自由能，它与大多数有机溶剂都缺乏亲合性，因而它在有机溶剂中具有很高的表面活性。而氟碳链之间的较弱的相互作用使含氟表面活性剂在水中也呈现很高的表面活性。
2.5.对普通表面活性剂的增效作用[10]
