论文摘要
含氟表面活性剂,具有高表面活性、高热稳定性、高化学稳定性,以及优异的憎水又憎油性能,适用于普通碳氢表面活性剂不能满足使用要求的各种场合。然而,典型的长链全氟烷基含氟表面活性剂具有高度的生物代谢稳定性、远距离迁移特性、高的生物蓄积性以及潜在的生物毒性,引起了各界的广泛关注。因此,开发新型含氟表面活性剂,替代已有的长链全氟烷基含氟表面活性剂,并使之在国民经济和相关工业领域获得应用,是当前含氟表面活性剂研究的热点和发展方向。作为当前发展环境友好型含氟表面活性剂的方向,新型含氟表面活性剂应该采用短的全氟烷基链或易降解的全氟烷基链作为含氟前体材料,使之具有低的生物积蓄性等性质。然而,短的全氟烷基链或易降解的全氟烷基链表面活性较差,通过分子设计合成具有高表面活性的短的全氟烷基链含氟表面活性剂,是含氟表面活性剂发展的关键问题。本论文选取来源广泛,价格相对低廉的、具有低生物积蓄性的六氟丙烯三聚体为含氟前体原料,以苯环为刚性连接链,设计合成了一系列以六氟丙烯三聚体为疏水单元的含氟表面活性剂,合计30个新化合物。所合成的化合物经1H NMR、19F NMR、MS和IR进行了结构表征；通过热重分析、表面张力和临界胶束浓度（CMC）的测定,研究了这些化合物热稳定性和表面活性。此外,还探讨了部分化合物与聚合物复配的性能。论文工作主要分为以下几个部分：1.概述了表面活性剂的研究现状及其发展前景、含氟表面活性剂的结构、功能、一般合成方法及其应用领域,同时指出了阻碍含氟表面活性当前发展的主要问题以及发展新型含氟表面活性剂的技术关键所在；并根据含氟表面活性剂的发展方向提出了合成含短全氟烷基链的表面活性剂的研究课题。2.以对羟基苯甲醇和六氟丙烯三聚体等为原料,反应得到含氟中间体：依次与氯化亚砜、胺反应得到4种苯甲胺类含氟中间体；将这4种中间体与卤代烃反应得到30个不同型的目标化合物,对中间体和目标化合物的分子结构进行了结构表征。3.采用吊环法研究了目标化合物的表面活性,对部分化合物进行了热重（TG）分析。结果表明部分化合物的最低表面张力达到20 mN/m以下,临界胶束浓度（CMC）值在1.0×10-3 mol/L左右,热分解温度达到260℃左右,具有很好的表面活性和热稳定性。4.将阳离子聚合物聚乙烯亚胺（PEI）分别与上述合成的阴、阳离子含氟表面活性剂进行了复配,测定了复配溶液的表面活性,测试结果表明阳离子聚合物对阳离子含氟表面活性剂的表面活性有促进作用,而与阴离子含氟表面活性剂作用会形成胶束,降低它的表面活性。