有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成与性能研究
全氟磺酰胺高性能聚合物的制备与表征研究
全氟磺酰胺高性能聚合物的制备与表征研究在高科技领域中，新型材料的开发与制备一直是不断进行的研究方向。
全氟磺酰胺高性能聚合物就是其中一个具有极高性能的材料。
它不仅具有优异的热学性能，还具有良好的机械和化学性能，在航空、航天等领域都有广泛的应用。
本文将以全氟磺酰胺高性能聚合物的制备与表征研究为主题，介绍其相关内容。
一、全氟磺酰胺高性能聚合物的制备方法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的方法很多，例如聚合、加热反应、电化学方法等等。
其中，聚合法是应用最为广泛的一种方法。
1、聚合法制备全氟磺酰胺高性能聚合物聚合法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的主要原料是全氟磺酰氯和芳香胺。
首先，在惰性气氛下加入一定量的全氟磺酰氯，使其全部溶解，然后加入芳香胺，使其与全氟磺酰氯发生缩合反应，最终得到全氟磺酰胺高性能聚合物。
聚合过程需要加热，同时进行搅拌和惰性气氛保护。
2、加热反应法制备全氟磺酰胺高性能聚合物加热反应法制备全氟磺酰胺高性能聚合物的主要原料同样是全氟磺酰氯和芳香胺。
在室温下，将两者混合，放置一段时间后加热反应，得到全氟磺酰胺高性能聚合物。
加热温度和时间需要根据实际情况进行控制，过高或过低的温度都会影响聚合物的性能。
二、全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法全氟磺酰胺高性能聚合物有着很高的热学、机械和化学稳定性。
因此，其表征方法也需要具有相应的高精度和高灵敏度。
下面介绍几种主要的全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法。
1、红外光谱法红外光谱法是一种常用的全氟磺酰胺高性能聚合物的表征方法。
它通过测定聚合物在不同波长下的红外光谱，以得出聚合物的元素成分、结构与化学键信息。
利用红外光谱法，可以确定聚合反应完成度和羟基、氨基等物质的存在量。
2、热重分析法热重分析法是通过加热全氟磺酰胺高性能聚合物并对其重量变化进行观察和分析，以得出聚合物的热学性能。
聚合物的热重分析曲线会反映出聚合物的热分解温度和热稳定性等信息。
此外，还可以确定聚合物中的有机和无机成分的含量和分布情况。
高效液相色谱－串联质谱法测定黄河河口段水中全氟化合物的初步研究
２０１２年２月Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１２岩 矿 测 试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．３１，Ｎｏ．１１４７～１５３收稿日期：２０１１－１２－０６；接受日期：２０１１－１２－２０基金项目：国家地质实验测试中心基本科研业务费项目（２０１０１２ＣＳＪ０５）作者简介：路国慧，助理研究员，主要从事环境地球化学研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｇｕｏｈｕｉ－ｌｕ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ。
文章编号：０２５４５３５７（２０１２）０１０１４７０７高效液相色谱－串联质谱法测定黄河河口段水中全氟化合物的初步研究路国慧１，沈亚婷１，何 俊２，袁 帆３，杨永亮１，饶 竹１（１．国家地质实验测试中心，北京 １０００３７；２．中国环境科学研究院，北京 １０００１２；３．青岛大学化学化工与环境学院，山东青岛 ２６６０７１）摘要：以近年来备受关注的持久性有机污染物———全氟化合物为研究目标物，黄河河口段为目标研究区域，应用高效液相色谱－串联质谱法测定黄河河口段河水、自来水和浅层地下水中的１９种全氟化合物含量，描述研究该区域水体中全氟化合物的污染水平和分布规律，并探讨水体中全氟化合物的来源。
结果表明，全氟丁酸和全氟辛酸是黄河河口段水体中最主要的全氟化合物，黄河水中的全氟丁酸和全氟辛酸浓度分别为１．６１～４．２０ｎｇ／Ｌ和２．０４～３．３６ｎｇ／Ｌ。
浅层地下水中各待测物检出率都很低；自来水中全氟丁酸和全氟辛酸的浓度分别为１．６２～３．２４ｎｇ／Ｌ和４．６６～９．３４ｎｇ／Ｌ；自来水与黄河水中全氟化合物的组成特征明显不同。
东营地区黄河水中全氟辛烷磺酸的浓度与国内其他北方城市相比浓度相当，明显低于长江水和珠三角地表水；全氟辛酸的浓度与呼和浩特市周边河水以及北京官厅水库中浓度相当，相比国内其他地区处于较低水平。
关键词：高效液相色谱－串联质谱法；全氟化合物；黄河河口区；河水；自来水；浅层地下水中图分类号：Ｏ６５７．６３；Ｐ６４１；Ｏ６２７文献标识码：ＡＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＳｔｕｄｙｏｎＰｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎＷａｔｅｒｓｆｒｏｍｔｈｅＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙＡｒｅａｂｙＵｔｉｌｉｚｉｎｇＬｉｑｕｉｄＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ／ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙＬＵＧｕｏ ｈｕｉ１，ＳＨＥＮＹａ ｔｉｎｇ１，ＨＥＪｕｎ２，ＹＵＡＮＦａｎ３，ＹＡＮＧＹｏｎｇ ｌｉａｎｇ１，ＲＡＯＺｈｕ１（１．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓ（ＰＦＣｓ）ａｒｅｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｔｈａｔｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｇｌｏｂａｌｃｏｎｃｅｒｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｔｈｅｙａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｉｎｍａｎｙｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓｓｔａｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔｃａｒｐｅｔｓａｎｄｆａｂｒｉｃｓ，ｆｉｒｅ ｆｉｇｈｔｉｎｇｆｏａｍａｎｄａｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｓｉｎｃｅｔｈｅｙｈａｖｅｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ．ＰＦＣｃｏｍｐｏｕｎｄｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｔｅｃｔｅｄｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓｌｙｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋｏｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆ１９ＰＦＣｓｉｎｒｉｖｅｒｗａｔｅｒ，ｓｈａｌｌｏｗｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｔａｐｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙＡｒｅａｂｙＬｉｑｕｉｄＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ／ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＨＰＬＣ ＭＳ／ＭＳ）．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆ１９ＰＦＣｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔＰＦＢＡａｎｄＰＦＯＡａｒｅｔｈｅｔｗｏｍａｊｏｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｔｈｅＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒｗａｔｅｒｗｉｔｈｒａｎｇｅｓｏｆ１．６１～４．２０ｎｇ／Ｌａｎｄ２．０４～３．３６ｎｇ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ＰＦＯＳｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄａｔｌｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓ，ｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ０．９０ｔｏ１．３１．ＰＦＣｓｗｅｒｅｓｔｒｏｎｇｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｓｈａｌｌｏｗｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓ．ＰＦＢＡａｎｄＰＦＯＡｗｅｒｅａｌｓｏｔｈｅｔｗｏｍａｊｏｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｔａｐｗａｔｅｒｗｉｔｈｒａｎｇｅｓｏｆ１．６２～３．２４ｎｇ／Ｌａｎｄ４．６６～９．３４ｎｇ／Ｌ．ＴｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆＰＦＣｓｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｉｖｅｒｗａｔｅｒａｎｄ—７４１—Copyright ©博看网. All Rights Reserved.ｔａｐｗａｔｅｒ．ＰＦＯＳｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｒｉｖｅｒｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅＤｏｎｇｙｉｎｇＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｒｅａｗｅｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｉｎｏｔｈｅｒｃｉｔｉｅｓｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ｂｕｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｆｒｏｍｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＤｅｌｔａａｎｄｔｈｅＰｅａｒｌＲｉｖｅｒＤｅｌｔａ．ＰＦＯＡｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｒｉｖｅｒｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｒｅａｗｅｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｇｒｏｕｎｄｒｉｖｅｒｗａｔｅｒｓｉｎＨｏｈｈｏｔａｎｄＢｅｉｊｉｎｇＧｕａｎｔｉｎｇＲｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｂｕｔｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｆｒｏｍｏｔｈｅｒｐｌａｃｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ／ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙ；ｒｉｖｅｒｗａｔｅｒ；ｔａｐｗａｔｅｒ；ｓｈａｌｌｏｗｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ作为我国第二长河及世界第五大河，黄河是我国东北和华北地区主要水源，其干流流经我国９个省市后注入渤海。
一种新型有机硅-氟化合物的合成及应用研究
ｃ ｃ Ｈ ｓ ｉ 。 十 ｛ ｉ Ｏ ｛ ｉ ０ ｓ ｉ ｃ ｃ Ｈ ３ ） ３
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ —１ １ —１ ２
基 金 项 目： 湖南 省 自然 科 学 基 金 资助 项 目（ １ ０ Ｊ Ｊ ６ ０ １ ８ ） ． 作者 简介： 徐 由山（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 硕士 ， 研究方 向： 有机硅氟化合物． 通讯作 者： 宋欣 荣 （ １ ９ ５ ５ 一） ， 男， 教授 ， 研究方 向： 功 能 助剂 的合 成 与应 用
ＭＭ、 高含 氢 硅 油 、 固体 酸 催 化 剂 ， 搅拌下升温 至 ７ Ｏ
℃反应 ８ ｈ ， 冷 却 至室 温． 过 滤 除去 固体 酸 催化 剂 ， 进 行减压 蒸馏 除去低 沸物 和未完全 反应 的原料 ， 用 乙酸 乙酯 ：甲醇 一２ ０： １作 为淋 洗剂 ， 得 到一种 无 色透 明
第２ ５卷 第 ２期
２ ０ １ ５年 ６月
湖 南 工 程
学 院 学 报
Ｖｏ １ ． ２ ５ ． Ｎｏ ． ２ Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ５
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
级） ． Ｎｉ ｃ ｏ ｌ ｅ ｔ ５ ７ ０ ０型 傅 里 叶 红 外 光 谱 仪 （ 美 国） ，
Ｂ ｒ ｕ ｋ ｅ ｒ ＡＶ４ Ｏ Ｏ ＭＨｚ 核磁 共振 波 谱仪 （ 瑞士） ， ＷＳ Ｂ 一 ３ Ａ 智 能式数 字 白度计 ．
１ ． ２ 低 含 氢 硅 油 的 合 成 方 法
酯、 甲醇 、 异 丙醇 、 乙二 醇二 甲醚 （ 以上原 料 均为 工业
全氟丁基磺酰氟季胺盐的合成研究
全氟丁基磺酰氟季胺盐的合成研究
卞子君
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2008(37)5
【摘要】含氟表面活性剂作为特种表面活性剂的一种,正凭借其高表面活性、优良的耐热性、稳定性以及憎水、憎油的特性,在工业生产中起到不可替代的作用.选择比较了几种常用的表面活性剂合成方法,并合成了全氟丁基磺酰氟季铵盐.
【总页数】4页(P484-486,518)
【作者】卞子君
【作者单位】华东理工大学,上海,200237
【正文语种】中文
【中图分类】TQ246
【相关文献】
1.N’-3-（二甲基）-丙基-（N-全氟丁基磺酰基-N-烷基磺酰基）一氧化胺的合成及表面性能 [J], 龙光斗;肖舒;古丽米热·加帕;李中华;卢海燕;黄澄华;李训生
2.全氟己基磺酰氟的合成研究 [J], 范春雷;林晓晨
3.全氟（2,5—二甲基—3,6—二氧杂—8—氟磺酰基辛酰氟）在溶剂中的裂解 [J], 何永海;张林昌
4.1,3-全氟丙烷二磺酰氟的应用研究 [J], 徐卫国;张建君
5.带功能基的全氟烷基乙烯基醚的研究——4.四氟乙烯与全氟-3,6-二氧杂-4-甲基-△~7-辛基磺酰氟溶液共聚反应单体竞聚率的测定 [J], 章云祥;马敬骥;李绍玮;张林昌;戴行义
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有机氟改性环氧树脂制备及性能研究
性环氧树脂复合物 。并测试 了有机氟改性环氧树脂复合物 的表面接触角、 曲强度， 弯 对复合物的表面
性 能 ， 学性 能进 行 了研 究 。 力
关 键词 ：含氟表面活性剂； 环氧树脂； 接触角； 弯曲强度 环氧树 脂 具有 良好粘 结 、 高强度 、 腐蚀 、 耐 电气 绝缘 基 四氢 邻 苯 二 甲酸酐 （ｅ Ｈ Ａ ，， ， 一三 （ － ＭＴ Ｐ） ２４ ６ － 甲氨 基 甲
— — 。 ， 。 。 一 ——
通用 高分子聚 合 物相容 性 良好 的含 氟表 面 改性剂 ， 了 为 提 高含 氟表面 改性 剂 与高分 子聚 合物 的相 容 性 ， 含 氟 在 表 面活 性剂 分子链 上 引入 大分子 碳氢 链锻 ， 过 共混 和 通 共 聚 的方式 改善 材料 的性 能 ＿ 。 ５ 为 了提 高 有机 氟 与环 氧 树脂 的相容 性 ，本 文在 Ｎ 一
（ 弯 曲强 度测 试 按 Ｇ／ ２ ７—９ ５ 《 料 弯 曲性 ２ ） Ｂ Ｔ５ ０ １９ （塑
能 实验方 法》 标准 制备试 样 ， ） 室温 下采 用 电子 万能 材料
津 市福 晨 化 学试 剂 厂） 环氧 树 脂 ＣＤ １８ 中 国石化 巴 ， Ｙ 一２ （ 陵石 油化 工 有 限责 任 公司 ，环 氧值 为 ０ ５ ～０ ５） 甲 ．２ ．４ ，
甲苯 （． ． ， 津化 学试 剂公 司） 无水 乙醇 （ 析纯 天 Ａ Ｒ级 天 ， 分
１ 性 能测试 ． ４
（） 触角 测试 ， 用 Ｃ—Ｐ ５ １ 水接 采 ＡＸ １０型视 频接 触 角测 量仪 （ 日本 协和 界面科 学株 式会 社） 去离 子水 ， 滴滴 用 水
于样 条表 面 ｌ ｉ ｍ ｎ后进 行 测试 ， ３点平 均值 。 取
全氟辛烷磺酰基化合物及全氟辛酸测试技术
全氟辛烷磺酰基化合物及全氟辛酸测试技术黄可;邵超英;朱泉【摘要】The prohibition of both the production and use of perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctane acid (PFOA) has been suggested for the prevention of the global environmental pollution and the damage to human health. With the issue and execution of the prohibition by European Union and other international organizations, more attentions on the development of monitoring and analytical methods towards PFOS and PFOA have been paid. However, up to now no international standards for quantitative determination of the perfluoronated compounds are available, and the research on PFOS and PFOA is obviously lagged behind in China compared to the recent advances of other countries, especially in monitoring technique. This article reviews the fundamental properties of PFOS and PFOA, their applications in textiles, as well as the methods for sample pre-treatment and detection of PFOS and PFOA, and the existing problems, current trend and research progress with respect to the analysis of PFOS and PFOA. This paper will provide some references for the study and determination of these contaminants in China.%为遏制全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的全球性污染及对人类健康的危害,美、欧等国的有关部门及相关组织相继提出了禁止PFOS和PFOA生产及使用的规定.随着欧盟等对PFOS禁令的颁布和实施,PFOS和PFOA监测技术及分析方法研究倍受关注.然而,对于这些全氟化合物的定量测定,目前国际上尚无统一的标准,我国对PFOS及PFOA的研究相对国际水平而言明显滞后,尤其是在监测技术方面.详细介绍PFOS、PFOA的性质特点、在纺织行业的使用概况及分析监测技术的进展,特别是对PFOS和PFOA的预处理技术、测试技术研究的现状、进展及其存在的问题进行了总结和讨论,为我国开展这类环境污染物的研究及产品检测提供参考.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】9页(P146-154)【关键词】全氟化合物;全氟辛烷磺酰基化合物;全氟辛酸;测试技术【作者】黄可;邵超英;朱泉【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学教育部生态纺织重点实验室,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学教育部生态纺织重点实验室,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TS197全氟化合物由于优良的热稳定性、化学稳定性、高表面活性及疏水疏油等性能被广泛用于化工、纺织、皮革等领域，是一类重要的表面活性剂、催化剂、润滑剂及化学前体。
全氟丁基磺酰氟季胺盐的合成研究
提高成膜 的耐水性 、 耐化学稳定性等 ， 使乳液及 其成膜的综合性能得到了有效的提升。但是 ， 一
般 的 聚合 物 ， 于其 化 学 结 构 的极 限 ， 膜 的耐 由 成
久使用性能受到很大的限制 ， 直接影响产品的性 能 指标 。 果在 聚合 物 分子结 构 中引人化 学性 能 如
化法等。 １１ 电化 学氟 化 法 ． 电化学氟化法 主要 以碳 氢羧酰氯或磺酰氯 为原料 ， 电解最终产物为全氟羧酰氟或全氟磺酰 氟等。
压， 回流时间长 ， 操作相对复杂。
实验线 路二 中反应原料成本高 ，条件较苛 刻， 反应时间长。
经综合比较， 最后选定第三条线路为实验方案。 实验线路三有 以下优点 ： 第一 ， 是使用 的试 剂少 ， 然 这 些 试 剂 并 不 是 很 常 见 ， 是 因为 用 虽 但 量 比较少 ， 种类少 ， 以准备起来也并不是费时 所
作者简介 ： 卞子君（９ ８ ）女， １８一 ， 江苏盐城人， 华东理工大学化学与分子工程学院， 主要从事精细化工方面的研究。 电子邮箱 ： Ｂ Ｂ ＷＷ＠ＶＩ．ＯＨ ＣＯ ＰＳ Ｕ． Ｍ。
２０ ０ ８年 ｌ Ｏ月
卞子君： 全氟丁基磺酰氟季胺盐的合成研究
活性 剂的复配产 物作乳 化剂 ，只要加 入少量 的
（ 华东理工大学 ， 上海 ２ ０ ３ ） ０ ２ ７
摘
要： 含氟表面活性剂作为特种 表面活性 剂的一种 ， 正凭借其高表面活性 、 良的耐热性 、 优
稳定性以及憎水 、 憎油的特性 ， 在工业生产中起到不可替代 的作用 。选择 比较了几种常用的表面活性 剂合成方法 ， 并合成 了全氟 丁基磺酰氟季铵盐。 关 键 词 ： 含氟； 表面活性剂 ； 合成
环境中全氟有机物的毒性、检测分析及降解
全氟 有 机 物 具 有 化学 惰 性 和耐 热 性 等 优 良性 能， ２ 在 Ｏ世纪 ５ Ｏ年代 就广泛被 用作 表 面活性 剂 、 催
己酸（ Ｆ Ｓ 、 氟辛 基磺 酰胺 （ Ｆ Ｓ ｃ Ｐ Ｈｘ ） 全 Ｐ Ｏ Ａ）引。在污
水 、 积物 、 沉 污泥 以及很多 野生生 物 的肝脏 和脂 肪 中
摘 要 自全氟有机物广泛使用 ５ ０多年以来 ， 已经在世界范围内发现一 定浓度的全 氟有 机物， 各国研究人 员针对该类物质特 氟 辛烷 基 磺 酸 （ Ｆ ） 行 了 一定 的研 究 。介 绍 了该 类 物 质 的 污 染 现 状 ， 述 了全 氟 有 机 物 的毒 性 、 测 、 Ｐ ＯＳ 进 阐 检
氟 是 电 负性 很 强 的 一种 物 质 ， 使 Ｃ 这 —Ｆ键 具 有很 高的极性 ， — Ｆ键是所 有 已知共 价键 中最 强 的 Ｃ 键 ， 能约为 ４ ０ｋ ／ ｌ］ 键 ６ Ｊ ｍｏ［ 。在全 氟有机 物中 ， ３ 氟离 子 的 ３个未 成对 电 子 可 以形 成保 护 性 外壳 ， 以全 所 氟有 机物非 常稳 定 ， —Ｆ键甚 至 可 以在 １０ 的沸 Ｃ ０ 腾硫 酸 中保 持稳定 。这就使 得全 氟有 机物 在环 境 中 保持 很高 的稳定性 ， 不易被 脱氟 。所 以 ， 境 中的全 环
Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ Ｔ ｎｇ ｉＵ ｉｅ ｓｔ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｏ ｊ ｎ ｖ ｒｉｙ， ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ９ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ： Ｐ ｒｌ ｏ ｏ ａ ｉ ｓｗｅ ｅ ｗｉ ｅｙ ｕ ｅ ｏ ｒ ｈ ｎ ｆｆｙ ｙ ａ ｓ ｎ ｗ ｈ ｙ ｗｅ ｅ ｆ ｕ ｄ ｉ ｌ ｂ ｌ ｎ ｉ ｎ ｅ ｆｕ ｒ ｇ ｎｃ ｒ ｄ ｌ ｓ ｄ ｆ ｒｍｏ ｅ ｔ ａ ｉ ｅ ｒ ， ｏ ｔ ｅ ｒ ｏ ｎ ｎ ｇｏ ａ ｅ ｖｒ — ｔ ｏ
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第31卷 第6期2009年3月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.31 No.6 Mar.2009DOI:10.3963 j.issn.1671 4431.2009.06.005有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成与性能研究翁 睿,张联盟,王重辉,汪水平(武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)摘 要: 以N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟为原料进行反应,生成有机硅烷全氟辛基磺酰胺,研究结果表明:全氟辛基磺酰氟和氨基硅烷摩尔比为1 1.1,反应温度50 左右,反应时间2h,产物产率可达88%以上。
用红外光谱、核磁共振氢谱、热重/差热分析、激光衍射粒度分析等方法对产物结构及性能进行了表征,合成的产物具有良好的热稳定性,粒径为微米级。
关键词: N ( 氨乙基) 氨丙基二甲氧基硅烷; 全氟辛基磺酰氟; 热性能中图分类号: TG 423.4文献标识码: A文章编号:1671 4431(2009)06 0017 03Synthesis and Characterization ofOrganic Silane Perfluorinated Octyl Su lfonic Acid AmideWE NG Rui ,Z HANG Lian meng ,WANG Chong hui ,WANG Shui ping(School of M aterials Science and Technology,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070)Abstract : Organic silane perfluorinated octyl sulfonic acid amide is synthesized by N (aminoethyl) aminopropyl methyldi me thoxy silane and perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride.The results show that the p roduct yield of 88%can be achieved when the ra tio of perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride and aminosilane are main tained at 1:1.1at 50 for 2hours.The structure and proper ties of products are characterized by FTIR 、1HNMR 、TG DTA and Mastersizer analysis.The synthesized product shows good thermal re sistance and its particle size is in the micrometer level.Key words : N ( aminoethyl) aminopropyl methyldi methoxy silane; perfluorinated octyl sulfonic acid fluoride; thermalproperties收稿日期:2008 07 02.基金项目:国家!863∀项目(2001AA335020).作者简介:翁 睿(1964 ),女,副教授,E mail:wysd9@氨基硅烷是以Si 和O 相间键合形成Si #O 键,它的键能很大,达451kJ mol,热稳定性很好,键角很大,Si #O 键之间容易旋转,链非常柔软,具有比碳氢聚合物更低的表面能,耐水性能很好,但它不具备防油性能[1]。
而有机氟化合物由于分子结构中含有C #F 键,其键能高、键长短,能将C #F 键屏蔽起来,从而具有高表面活性、高耐热性、高化学稳定性及憎水憎油性;有机氟化合物具有最低的表面自由能,表面能比硅烷低10mN m 左右,具有自发的向表面富集的特性。
在有机硅中引入全氟烷基,制成含氟有机硅,在聚合物加工时添加少量的含氟有机硅[2 4],在不改变聚合物本身物理力学性能的基础上赋予聚合物优异的表面性能,如高双疏(疏水 疏油)性,耐化学腐蚀性、耐热性和耐候性等;这些具有低表面能的聚合物在航天航空、印刷、化妆品、服装、建材、生命科学、传感器以及防污防腐蚀等方面得到了广泛的应用[5]。
该文以N ( 氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟为原料,制备出具有良好溶解性和耐热性能的有机硅烷全氟辛基磺酰胺,对其结构进行表征,对主要性能进行了研究。
1 实 验1.1 试剂和仪器全氟辛基磺酰氟(武汉德孚经济开发公司),N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷(湖北应城德邦化工有限公司),甲苯(A.R.级,天津化学试剂公司),二甲基亚砜(A.R.级,上海化学试剂公司)。
用Nico let60 SXB 型红外光谱仪进行FT IR 测试,KBr 压片;用Uarian Mercury Ux300型核磁共振仪测试1HNMR 谱,以DMSO 为溶剂;热重/差热分析法(TG/D TA)用TAS 100型热重/差热联用分析仪,扫描范围30#500 ,升温速率10 /min,氮气流速15mL/min,样品量8mg;用激光衍射粒度分析仪(英国Malvern 公司),取少量样品置于无水乙醇中,经超声波分散后作激光粒度分析。
1.2 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的合成在配有电磁搅拌加热器、温度计的三口烧瓶中加入全氟辛基磺酰氟0.01m L 和100mL 甲苯,混合均匀后在室温搅拌下,缓慢滴加N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷,控制滴加速度,使其在一定时间内滴完,然后升高温度,在一定温度下反应2#3h 。
反应混合物依次甲苯洗、饱和食盐水洗、水洗和无水硫酸镁干燥,去溶剂后,减压蒸馏,得到棕红色固体,产率88%。
合成反应式为CF 3(CF 2)7SO 2F+H 2N(C H 2)2NH(CH 2)3SiC H 3(OCH 3)2CF 3(CF 2)7SO 2FH 2N(CH 2)2NH(C H 2)3SiC H 3(OC H 3)2NaCl 水溶液C F 3(CF 2)7SO 2NH(C H 2)2NH(CH 2)3SiC H 3(OH)2#Si(OH )2#Si #O #Si #2 结果与讨论2.1 有机硅烷全氟辛基磺酰胺产率的影响因素2.1.1 反应物配比表1 反应物配比与反应产率的关系全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基二甲氧基硅烷(摩尔比)产率/%1:181.01:1.0584.61:1.188.01:1.285.0在反应温度为50 ,反应时间为2h 的条件下,将N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟辛基磺酰氟以等摩尔比投料,产率仅在81%左右,调整原料用量的配比后,产率有所提高,结果见表1。
从表1可以看出,N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷适当过量有利于全氟辛基磺酰氟反应,但过大的用量对产率影响不大,相反可能在后处理时增加洗涤损失量而影响产率。
所以最佳反应配比一般为全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷=1 1.1(摩尔比)。
2.1.2 反应温度对反应产率的影响在全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷反应配比为1 1.1(摩尔比)条件下,对反应温度进行了研究。
结果见表2。
表2 反应温度对反应产率的影响反应温度/产率/%30844085508860857083表3 反应时间对反应产率的影响反应时间/h产率/%1681.5802882.58437618 武 汉 理 工 大 学 学 报 2009年3月表2表明,随反应温度的升高,产率逐渐增加,但高于50 后,产率反而有所下降。
这是由于温度过高会引起副产物增多,所以反应最佳温度为50 左右,产率可达到最佳范围。
2.1.3 反应时间对反应产率的影响在全氟辛基磺酰氟:N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基硅烷反应配比为1 1.1(摩尔比),反应温度50 条件下,对反应时间进行了研究,结果见表3。
由表3可以看出,随着反应时间的延长,产率不断增加,当反应时间超过2h 后,产率反而降低。
所以,确定最佳反应时间为2h 。
2.2 产品结构表征2.2.1 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的核磁共振谱(见图1)1HNMR(DMSO,TMS), :0.15(3H,#SiCH 3),2.03(1H,#NH(C H 2)3),1.28#2.55(6H,#NH (C H 2)3),6.99(1H,#NH(C H 2)2),2.75#2.83(4H,#NH(C H 2)2)。
2.2.2 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的红外光谱N ( 氨乙基) 氨丙基甲基二甲氧基与全氟辛基磺酰氟的反应产物红外光谱见图2,在3424c m -1处出现仲胺N #H 的伸缩振动吸收峰,在1376c m-1处出现磺酰胺非对称振动吸收峰,在1156c m -1处出现磺酰胺对称振动吸收峰;磺酰氟的非对称振动吸收峰1410c m -1和对称振动吸收峰1220c m -1完全消失,表明磺酰氟已完全发生反应,生成了相应的磺酰胺;在1255c m -1处为Si #C H 3的C H 3对称变形振动吸收峰,在1095c m-1处是Si #O #Si(线型)的伸展振动吸收峰,这说明#Si(OC H 3)2发生水解,生成#Si(OH)2,脱去水后,生成Si #O #Si 线型结构。
2.2.3 有机硅烷全氟辛基磺酰胺的溶解性能有机硅烷全氟辛基磺酰胺在多种有机溶剂中的溶解性能实验结果列于表4。
表4 有机硅烷全氟辛基磺酰胺室温下在不同溶剂中的溶解性溶剂NMP DMAC THF DMSO C HCl 3Py m Crosol N ( 氨乙基) 氨丙基 N 全氟辛基磺酰基甲基硅氧烷++#+###有机硅烷全氟辛基磺酰胺(N ( 氨乙基) 氨丙基 N 全氟辛基磺酰基甲基硅氧烷)不溶于NMP(N 甲基吡咯烷酮)、THF(四氢呋喃)、C HCl 3(氯仿)、Py (吡啶)、m Crosol(间甲酚),可溶于DMAC(N,N 二甲基乙酰胺)、D MSO(二甲基亚砜)等极性有机溶剂,并具有极佳的稳定性;有机硅烷全氟辛基磺酰胺不溶于THF 、CHCl 3、Py 、m Crosol,可溶于NMP 、DMAC 、DMSO 等极性有机溶剂,溶解性较好,这是因为其产物中Si #O 键为Si #O #Si 线型结构。
2.2.4有机硅烷全氟辛基磺酰胺的热性能从图3热失重曲线上可以看出,有机硅烷全氟辛基磺酰胺产物失重百分率为5%的热失重温度在220 ,失重百分率为10%的热失重温度在293 ,失重百分率为20%的热失重温度在381 ,在381#480 温度范围内,质量损失很明显,失重百分率为80%,DTG 曲线显示热解失重最快温度为418.5 。