氟表面活性剂
含氟表面活性剂的特性与用途
杭州化 工
２１ ０ ０年 ３月 ２ １．０ １ ０ ０ （） ４
含氟表面活性剂的特性与用途
蔡 继 权
（ 江传化 股份有 限公 司 ， 江 杭 州 ３ １ １ ） 浙 浙 １ ２ ５
摘
要： 介绍 了含 氟表 面活性 剂具 有 高表 面 活性 、 良的耐热 性和 化 学稳 定性 以及 卓 越 的防 水、 优 防
到 ４ ０℃以上 不会 分解 ， 也 与 Ｃ Ｆ键 十分 稳 定 ０ 这 —
有关 。
（ ） 化学稳定 性 。 ３高 含氟表 面活性 剂 中的 Ｃ Ｆ —
键 十分稳 定 ， 它具 有 很 高 的抗强 酸 、 碱 、 氧 使 强 强
化剂 的能力 ， 以在 更多 苛刻 的环境 中使 用 。 可 （） ４ 既憎 水又憎 油 。 含氟 表面 活性剂分 子 中的
当前 ，金融 危机席卷 全球 ，企业 都受 到了冲 击， 纷纷加 大新产 品新技术 研发 投入力度 。 但许多
新产 品新技 术 由于应 用研究 没有 到位 或者没 有很 好 地扩大应 用领域 而没有产 生很 好 的效 益 ．这是
下均 显示 出很 高 的稳 定 性 …。含氟 表 面活性 剂具 有高表 面活 性 、高 耐热稳 定性及 高化 学稳定 性这
（） ２ 高耐热稳 定性 。 一般含 氟表 面活性剂加 热
如今， 创新 已经超 越 了科技 的范围 。 经济与合 作发 展组织 （ Ｅ Ｄ） Ｏ Ｃ 与欧 盟统 计署 （ ｕｏｔｔ新近 Ｅ ｒｓ ） ａ 联合 出版 的《 奥斯 陆 手册 》 Ｏ ｌ Ｍａｕ １第 三 版 ， （ ｓ ｎ ａ） ｏ 不但扩 大 了创新 的定义 ，而且 增加 了营销创 新和 组织创新 。 这两 类创新 本身并 不是 技术创 新 ， 但它 们 对 于 生 产 力 的增 长 和 经 济 的 发 展 具 有重 要 意 义。 因为组织创新 是技术 创新 的前提 ， 而营销创 新 促进 了市场 繁荣 ， 同时也推 动 了技术创 新 。
2024年含氟表面活性剂市场发展现状
2024年含氟表面活性剂市场发展现状引言含氟表面活性剂是一种广泛应用于各个领域的表面处理剂，具有独特的表面活性和耐高温性能。
随着人们对高性能表面处理剂需求的增加，含氟表面活性剂市场正在快速发展。
本文将研究当前含氟表面活性剂市场的发展现状，并分析其未来发展趋势。
市场概况定义含氟表面活性剂是一类表面活性剂，其分子结构中包含氟原子。
由于氟原子的特殊性，含氟表面活性剂具有出色的表面张力降低效果、耐高温性能和化学稳定性。
市场规模据市场研究数据显示，含氟表面活性剂市场从2015年开始逐年增长，并在2020年超过X亿美元。
随着高性能表面处理剂的需求增加，预计市场规模将在未来几年持续增长。
市场主要应用领域含氟表面活性剂广泛应用于多个领域，包括：•汽车制造和修复行业：用于油漆表面处理、汽车玻璃防雨处理等。
•化妆品和个人护理产品：用于洗发水、沐浴露、牙膏等。
•日用品清洁剂：用于洗衣液、洗洁精等。
•工业清洗剂：用于金属表面清洗、半导体生产设备清洗等。
市场驱动因素技术进步和创新随着科技的不断进步，含氟表面活性剂的研发和生产技术不断提升。
新的材料和配方的引入使得产品性能得到了改善，满足了不同领域的需求。
严格环境保护法规全球范围内对环境保护的要求日益增加，含氟表面活性剂作为一种化学产品，其生产和使用过程需要符合各国的环保法规。
对于不符合环境标准的产品，将受到限制和淘汰。
增长潜力大的市场汽车制造、电子电器、化妆品等行业对于高性能表面处理剂的需求不断增加。
这些行业的发展为含氟表面活性剂市场提供了巨大的发展空间。
市场挑战高成本含氟表面活性剂的生产成本相对较高，这使得其价格相对较高，不利于大规模的应用。
在降低成本方面的技术研发是市场面临的主要挑战之一。
竞争激烈含氟表面活性剂市场竞争激烈，市场上存在众多供应商。
各家企业在产品性能、销售渠道、品牌认知等方面展开激烈竞争，这给市场的发展带来了一定的不确定性。
市场前景展望技术革新未来，随着技术的不断创新和进步，含氟表面活性剂的性能将不断提升，应用范围将进一步拓展。
2024年含氟表面活性剂市场规模分析
2024年含氟表面活性剂市场规模分析概述含氟表面活性剂是一种具有优良表面活性性能和耐高温性能的化学物质。
它们被广泛应用于各个行业，包括化工、电子、建筑等领域。
本文将对含氟表面活性剂市场规模进行深入分析，以了解其市场趋势和发展潜力。
市场规模行业概况含氟表面活性剂是一种重要的化学品，其在工业生产过程中起到了关键作用。
随着现代工业的迅猛发展，含氟表面活性剂市场也在不断扩大。
据统计，全球含氟表面活性剂市场在2020年达到了XX亿美元，预计到2025年将增长到XX亿美元。
市场驱动因素1.广泛应用：含氟表面活性剂在各个行业中均有广泛的应用，包括清洁剂、润滑剂、防腐剂等。
市场需求的持续增长推动了市场规模的扩大。
2.技术创新：随着科技的进步，新型含氟表面活性剂不断出现，具有更好的性能和环保特性。
这种技术创新推动了市场的不断发展。
3.环保要求：全球环境保护意识的提升和法规的加强，促使企业采用更环保的化学品替代传统的表面活性剂，进一步推动了市场的增长。
市场前景预计未来几年，含氟表面活性剂市场将保持稳定增长的态势。
以下是市场前景的一些因素：1.市场细分：含氟表面活性剂市场根据不同应用领域进行了细分，如清洁剂、电子产品等。
不同领域的需求将驱动市场进一步扩大。
2.地理市场：亚洲太平洋地区拥有世界上最大的制造业基地，并且持续不断地发展。
因此，该地区对含氟表面活性剂的需求将继续增长，为市场提供了增长的机会。
3.技术突破：在研发方面投入不断增加，新材料的开发将提高含氟表面活性剂的性能和功能，满足不同行业的需求。
市场挑战除了市场前景，含氟表面活性剂市场也面临一些挑战：1.成本压力：由于原材料价格波动和环保要求的提高，含氟表面活性剂的成本不断上升，给企业带来了一定的压力。
2.替代产品：随着环保意识的增强，一些替代性表面活性剂的研发和应用，对含氟表面活性剂市场构成了竞争压力。
3.监管限制：各国对于化学品的监管趋严，含氟表面活性剂也不例外。
3M氟素表面活性剂
3M氟素表面活性剂NovecTM氟素表面活性剂FC-4430产品简介：3MTM NovecTM氟素表面活性剂FC-4430 是一种非离子聚合型含氟表面活性剂，该表面活性剂作为涂料添加剂，可使涂料获得很低的表面张力，而这种很低的表面张力只有在添加了氟化合物时才能获得。
检测证明，作为3MTM NovecTM 氟素表面活性剂FC-430的换代产品，FC-4430 较FC-430具有更浅的颜色，更小的气味和更低的粘度（这使它更容易与溶液混合）。
对于各种水剂型、溶剂型和高固含量型的涂料来说，FC-4430 表面活性剂是一种优秀的润湿剂和流平剂。
FC-4430氟素表面活性剂能溶解和相容于绝大多数的聚合物，并能在干燥和固化过程中继续作用。
当被应用于水剂型聚合物体系中时，FC-4430 氟素表面活性剂能够有效降低水相/有机相之间的界面张力，并且在聚合物体系中的有机相中保持表面活性。
物理性质：性质FC-4430外观黄色粘稠液体比重1.170kg/l（9.75 lbs./gal）闪点（Setaflash 闭杯）82 ℃（180 ℉）pH 值（1%水溶液）4.5沸点200 ℃（392 ℉）蒸气压0.0014 psi（0.07mmHg）粘度（Bookriefield，＃3，6rpm）5500cps（4701centistokes）水中的溶解度可以按任意比分散类型非离子型成分100% 氟代脂肪族聚合物脂（除特别说明之外，所有的参数值都是在25℃（77℉）下测得的）3MTM NovecTM 氟素表面活性剂FC-4430 用量：表面活性剂的推荐用量是介于0.1% 到0.05% 之间，建议在添加前，可先制备一个FC-4430 浓度为10-25% 的表面活性剂的溶液。
FC-4430 的表面张力：表面张力（dynes/cm）@ % FC-4430 于溶剂/树脂溶剂/树脂0% 0.1% 0.2% 0.5%蒸馏水73 21 21 21ARCOL LG-56 33 30 28 23二丁基邻苯二甲酸脂34 33 32 31脂肪族环氧树脂（UVR-6110，UC）46 38 36 23双酚A 型环氧树脂（828-RS）45 33 29 17（除特别说明之外，所有的参数值都是在25℃（77℉）下测得的）FC-4430 的TGA 值：这些数据证明了FC-4430 氟素表面活性剂在热处理应用过程中具有优异的热稳定性：FC-4430 典型重量损失百分比所需加热温度：5% 10% 50% 80% 90% 95%FC-4430 195 255 305 330 355 405注：10 毫克样品在空气中以5℃/分的升温速率加热FC-4430表面张力/CMC(水溶液)FC-4430 的溶解度：溶剂FC-4430 克/100ml 溶剂甲醇＞25丁基溶纤剂＞25醋酸脂溶纤剂＞35溶纤剂＞25丁酮＞25甲苯＞35二甲基甲酰胺＞25ARCOL LG-56 ＞40苯酚甘油醚＞30二丁基邻苯二甲酸脂＞25（除特别说明之外，所有的参数值都是在25℃（77℉）下测得的）FC-4430 的安全性和处理方法：3MTM NovecTM 氟素表面活性剂FC-4430 是按照美国环保局(EPA) 检测准则来制造和销售的。
氟表面活性剂
1.3 氟烯烃齐聚法 四氟乙烯、六氟丙烯及六氟丙烯环氧化合物在 非质子极性溶剂中以氟阴离子催化可低聚成C6～C14 的中间体，这些中间体具有高度分枝的支链。
F n F2C
CF2
-
F3CF2C
CF3 C C CFCF3
(CF2CF2)n
(n=4~6)
Part 2. 合成
1. 电化学氟化法 2. 氟烯烃调聚法 3. 氟烯烃齐聚法
由于疏水链为碳氟链，故氟表面活性剂的合成 方法与碳氢表面活性剂的合成方法有很大的区别。 其合成一般分为3个步骤：首先合成含6～10个 碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引进各种亲水 基团的含氟中间体，最后再引进各种亲水基团制成 各类表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟 表面活性剂的关键，使用最多的合成方法主要有3 种。
……
Reference
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2024年含氟表面活性剂市场分析现状
2024年含氟表面活性剂市场分析现状概述含氟表面活性剂是一种在表面活性剂中添加有氟原子的化合物，具有很强的降低表面张力、增强润湿性、抗油污和抗酸碱性等特点。
在各个领域中广泛应用，如家居清洁、工业清洗、涂料和油墨、纺织品和皮革等行业。
本文将对含氟表面活性剂市场的现状进行分析。
市场规模近年来，全球含氟表面活性剂市场持续增长。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球含氟表面活性剂市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
亚太地区是全球含氟表面活性剂市场的主要消费地区，其市场份额约为XX%。
北美和欧洲市场也呈现稳定增长态势。
应用领域家居清洁家居清洁是含氟表面活性剂的重要应用领域之一。
随着人们消费水平的提高，对家居清洁产品的要求也越来越高。
含氟表面活性剂能够有效去除油污和顽固污渍，提供出色的清洁效果，并且对各种表面材料具有良好的兼容性。
工业清洗工业清洗是另一个主要的含氟表面活性剂应用领域。
随着制造业的发展，工业设备和零部件的清洗需求不断增加。
含氟表面活性剂具有优异的去污能力，能够快速去除油污和污渍，保持设备的高效运行。
涂料和油墨涂料和油墨行业对含氟表面活性剂的需求也在增加。
含氟表面活性剂能够提供涂料和油墨的耐污性能，抑制涂层表面的粘附污染物，使涂层具有更长的使用寿命和更好的性能。
纺织品和皮革纺织品和皮革行业对含氟表面活性剂的需求主要体现在防水、防油和防污方面。
含氟表面活性剂能够有效改善纺织品和皮革的表面性能，提供优异的防水、防油和防污功能。
市场竞争目前，全球含氟表面活性剂市场竞争激烈，主要厂商包括3M、迪凯笛、金发科技等。
这些公司通过不断创新和提高产品质量来获取市场份额。
此外，一些新兴的地区性厂商也在不断涌现，加剧了市场竞争的程度。
市场趋势绿色环保随着环境保护意识的提高，市场对绿色环保型含氟表面活性剂的需求逐渐增加。
绿色环保型含氟表面活性剂具有低毒性、低残留、易降解等特点，受到越来越多企业和消费者的青睐。
含氟表面活性剂简述
含氟表面活性剂简述徐宇江南大学化学与材料工程学院应用化学0901文章摘要：介绍了含氟表面活性剂的种类、特性以及在多个工业领域及日常用品中的广泛用途，综述了当前含氟表面活性剂的合成方法。
关键词：含氟表面活性剂；种类；特性；应用Fluorine-containing SurfactantAbstract :The kinds,characteristics,functions in various industrial areas and daily necessities in the wide range of uses of fluorine-containing surfactant were introduced,the synthesis of fluorine-containing surfactant was reviewed.Keywords：fluorine-containing surfactant；kinds；characteristics；application引言：含氟表面活性剂（fluorine-containion surfactant）是20世纪60年代研发的一类特种表面活性剂。
与传统表面活性剂相比，含氟表面活性剂具有较高的表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性及既憎水又憎油等优良特性。
因而在日用化工、纺织印染、石油化工、电镀防腐等领域有广泛的应用全景和发展潜力。
作为一类特殊的表面活性剂，近年来含氟表面活性剂的应用研究逐渐成为表面活性剂中最为活跃的研发重点之一。
一．含氟表面活性剂的特性与分类1.含氟表面活性剂的特性一般表面活性剂的结构由两部分组成，一部分为油溶性集团或叫疏水基，另一部分为水溶性集团或叫亲水基。
将油溶性基团中的氢原子被氟原子取代，就成为氟碳表面活性剂。
氟元素是电负性最大的非金属元素，具有高氧化性，高电离能，使得氟碳键键能高，结构比碳氢稳定，同时又使氟原子难以被极化，这种低极性使氟碳链的疏水作用远超过碳氢链。
氟表面活性剂
1. 离子型和非离子型混合
表3. 30 ℃下表面张力及cmc[4] 体系 C12NMeBr 15FOH C12NMeBr:15FOH=1:1 γ
cmc(mN/m)
100cmc(mol/kg) 1.514 0.00863 1.096
39.5 16.5 15.0
（C12NMeBr：C12H25N(CH3)3Br，15FOH：C7F15CH2OH）
(n=0~15)
H(CF2CH2)nCH(CH3)OH
1.3 氟烯烃齐聚法
四氟乙烯、六氟丙烯及六氟丙烯环氧化合物在 非质子极性溶剂中以氟阴离子催化可低聚成C6～C14 的中间体，这些中间体具有高度分枝的支链。
F n F2C
CF2
-
F3CF2C
CF3 C C CFCF3
(CF2CF2)n
(n=4~6)
溶液内部：C12NMeBr分子形成胶团时，15FOH分子的“插入”使得 C12NMeBr的“离子头基”间的电性斥力减弱，导致较易形成胶团，cmc下 降。 溶液表面：表面吸附层分子排列更为紧密，碳氟链的表面能较低使 γcmc减小。
2. 阳离子和阴离子混合
混合体系的表面活 性高于两种单一体系， 两种表面活性剂分子具 有相互增效作用，这种 相互增效作用可以可以 用两种离子的正负电性 吸引作用来说明。相互 增效的结果导致了γ cmc 和cmc的降低。[5]
Part 2. 合成
1. 电化学氟化法
2. 氟烯烃调聚法
3. 氟烯烃齐聚法
由于疏水链为碳氟链，故氟表面活性剂的合成 方法与碳氢表面活性剂的合成方法有很大的区别。 其合成一般分为3个步骤：首先合成含6～10个 碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引进各种亲水 基团的含氟中间体，最后再引进各种亲水基团制成 各类表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟 表面活性剂的关键，使用最多的合成方法主要有3 种。
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氟表面活性剂
英文名：fluorinated surfactant （FSA）
一、碳表面活性剂的基本概念：
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，而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。
但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。
二、氟碳表面活性剂的分类：
与普通表面活性剂一样，氟碳表面活性剂的分类依据其极性基团结构不同可分为离子型和非离子型二大类。
离子型又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型氟碳表面活性剂。
1、阴离子型氟碳表面活性剂：
根据其极性基团（亲水基）不同可分为羧酸盐类（RfCOO-M）、磺酸盐类（RfSO3-M）、磷酸盐类（RfOPO3M）和硫酸盐类（RfOSO3-M），工业上应用以前三者为主。
羧酸盐类氟碳表面活性剂：一般在强酸或含高价阳离子水溶液中的溶解度较小，但热稳定性较高；
磺酸盐类氟碳表面活性剂：相对具有更好的耐氧化性，对强酸、电解质敏感性小；
磷酸盐类氟碳表面活性剂：相对发泡性能较差。
2、阳离子型氟碳表面活性剂：
阳离子氟碳表面活性剂几乎都是含氮化合物，即有机胺衍生物。
由于大多数物质表面颗粒带负电荷，故阳离子型活性剂易被吸附。
3、两性离子氟碳表面活性剂：
两性离子活性剂分子结构中同时含有酸性基和碱性基，其表现出的离子类型取决于溶液PH值，即在酸性介质中表现为阳离子型，在碱性介质中表现为阴离子型。
两性氟碳表面活性剂酸性基主要是羧酸基和磺酸基，碱性基主要是氨基或季铵基。
两性氟碳表面活性剂具有优良乳化性能，在氟碳材料、纸张、皮革等产品制造过程中用作乳化剂。
4、非离子型氟碳表面活性剂：
非离子型氟碳表面活性剂在水溶液中不电离，其极性基通常为含氧醚键（如聚氧乙烯基）。
非离子型比其它类型活性剂更易溶于水、有机溶剂（包括酸、碱介质），与其它类型活性剂的相容性也更好。
由于其在水中不电离，故对PH值稳定性高，受电解质、无机盐的影响也小，但因其极性基为一定数量的含氧醚键/羟基组成，故不能应用于强氧化介质，以免造成醚键断裂。
三、氟碳表面活性剂的特性及其原理：
由上述结构特点，我们便可推知氟碳表面活性剂的独特性质直接与氟碳链相关，更进一步讲是取决于氟元素的独特性质。
简而言之，相对于其他表面活性剂，氟碳表面活性剂最为显著的特点是：高效、稳定，即高表面活性，高热力学和化学稳定性。
氟元素是电负性最强的元素，它具有高氧化势、高电离能，这种特性一方面造成氟—碳键（F—C）键能高（实际上氟—碳键是已知键能最高的共价键），因而氟碳链结构远比碳氢结构稳定；另一方面氟原子非常难以被极化，使氟碳链极性比碳氢链小。
正是因为这种低极性，使氟碳链疏水作用远比碳氢链强烈（其实，低极性不但使氟碳链疏水，而且还疏油—这里油是指碳氢类化合物）；另外，低极性又导致氟碳链相互间作用力弱。
这二个因素共同作用使得氟碳表面活性剂分子在水溶液中有比其它表面活性剂分子更加强烈的倾向来脱离水溶液，在液/气界面上定向聚集排列成分子膜，从而使其具有与其它表面活性剂所不同的二种特性；
1、在极低应用浓度下便能显著降低水溶液的表面张力。
有些氟碳表面活性剂，在50~100ppm时便可将水溶液表面张力降到18～20dyn/cm。
这主要是氟碳链疏水作用强烈，相互间分子作用力弱的原因。
2、极高的表面活性，即可将水溶液表面张力降到极低水平。
像全氟羧酸可以使水溶液表面张力降至15～16dyn/cm。
这是因为氟碳表面活性剂中的氟碳链在水溶液表面形成排列整齐的单分子膜，就像在溶液表面铺了一层氟碳化合物，而氟碳化合物是典型的低表面能材料，如聚四氟乙烯表面能为19dyn/cm。
另外，氟碳表面活性剂还具有极高的稳定性。
这是因为一方面氟—碳键（F—C）键能高，很难被破坏；另一方面氟原子对碳—碳键（C—C）具有屏敝效应。
氟原子的半径比氢原子大，可有效地将全氟化的碳—碳键（C—C）屏敝保护起来，减少碳—碳键（C—C）被破坏的可能，但同时氟原子半径又没有大到足以在全氟碳链中引起立体张力的程度，因此使氟碳链更加稳定。
这种稳定性具体表现在以下三个方面：
1、热稳定性高。
全氟磺酸盐能在350～400℃不发生分解，全氟羧酸在400℃环境下能稳定存在，全氟羧酸盐也能应用在250℃的高温体系中；
2、化学稳定性好。
氟碳表面活性可在强酸、强碱、强氧化介质等特殊应用体系中稳定有效地发挥其表面活性剂作用，不会与体系发生反应或分解。
如全氟磺酸盐在含氧化铬（10G/L）的98%硫酸溶液中于90℃温度下存放28天其性能不发生任何变化；
3、相容性好。
高的化学稳定性就意味着高的化学惰性，氟碳表面活性剂能与其它各类活性剂很好地相容，并可应用于几乎所有配方体系。
实际上氟碳表面活性剂分子中其它基团的稳定性往往比氟碳链差，在总体上降低了氟碳表面活性剂的稳定性。
换句话，氟碳表面活性剂的稳定性取决于其所含非氟基团（如亲水基）的稳定性。
综上所述，氟碳表面活性剂具有以下其它非氟表面活性剂不可能具备的特性：
1、在非常低的浓度下（50～100ppm）可将水溶液表面张力降到很低水平（18～20dyn/cm）；
2、高的热力学和化学稳定性，可用于高温、强酸、强碱、强氧化介质等体系；
3、极好的相容性，可广泛用于各种PH值范围、各类水性、溶剂型、粉末或辐射固化体系，并能与体系中其它表面活性剂和组份很好地相容。