上海交通大学硕士学位论文氟碳表面活性剂的合成、性能与应用研究姓名：韩璐璐申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：张永明20090101上海交通大学硕士学位论文Ⅰ氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中非常重要的品种，具有“三高”（即高表面活性、高热稳定性和高化学稳定性）、“两憎”（既憎水又憎油）的独特性能。广泛应用于合成洗涤剂、化妆品、食品、橡胶、塑料、感光材料、油墨等诸多行业。氟碳表面活性剂能够在碳氢表面活性剂不能胜任的场合使用，从而开拓了表面活性剂的应用领域。本文合成了一系列新型氟碳表面活性剂，系统研究了其表面张力、临界胶束浓度、表面活性剂分子在气/液界面的吸附状态及可能的排布方式、热稳定性、去污能力、并初步考察了对聚氨酯涂料的改性。首先通过酯化反应合成了四种六氟环氧丙烷齐聚物型氟碳表面活性剂：CF3CF2CF2OCFCF3CF2OCFCF3COOCnH2n1n8121618，并用紫外、红外、核磁鉴定了产物结构。用浊数法测定并计算了四种氟碳表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值）。用白金板法测定了表面活性剂本身和在常用有机溶剂中的表面张力。研究结果表明此类表面活性剂具有优异的表面性能，可以降低部分有机溶剂的表面张力至原来的40～80。测定了四种表面活性剂在环己烷中的临界胶束浓度（cmc），并通过计算得到分子的饱和吸附量和分子上海交通大学硕士学位论文Ⅱ的有效横截面积，进而讨论了氟碳表面活性剂在有机溶剂中的排布方式。通过热重曲线得知此系列得氟碳表面活性剂具有较好的热稳定性，尤其是CF3CF2CF2OCFCF3CF2OCFCF3COOC16H33和CF3CF2CF2OCF-CF3CF2OCFCF3COOC18H37，能够在约200℃的高温下稳定存在。通过电导率法研究了氟碳表面活性剂的去污能力。与碳氢表面活性剂相比较，此类表面活性剂具有较好的去污力。通过测定氟碳表面活性剂对乙醚挥发的延迟，研究了其抑制乙醚挥发的性能。研究了氟碳表面活性剂对聚氨酯膜的表面改性。在油性聚氨酯涂料中加入质量浓度为1的的四种氟碳酯类表面活性剂后，水对聚氨酯膜表面的接触角分别提高了8.8°，9.0°，11.4°，16.6°，明显改善了聚氨酯膜的疏水性。氟碳表面活性剂，合成，表面张力，性能，应用上海交通大学硕士学位论文ⅢSYNTHESISPROPERTIESANDAPPLICATIONSTUDYOFFLUOROCARBONSURFACTANTSABSTRACTFluorocarbonsurfactantisanimportantsurfactantwhichhasuniqueproperties:highsurfaceactivitygreatheatresistantchemicalresistantwaterproofandoilrepellent.Theyarewidelyusedindetergentcosmeticfoodrubberplasticphotosensitivematerialsandoilindustries.Fluorocarbonsurfactantsenlargetheapplicationfieldsofsurfactantsastheycanbeusedinfieldswhichhydrocarbonsurfactantscannotbequalified.Inthispaperaseriesoffluorocarbonsurfactantswassynthesizedandtheirsurfacepropertiescriticalmicelleconcentrationtheproperpatternsofthesurfactantmoleculesattheair/liquidinterfaceheatresistantdecontaminationcapabilityandinhibitioncapabilitywerestudied.Attheendtheapplicationofsurfactantsinpolyurethanewasinvestigated.Firstlyfourfluorocarbonsurfactants:CF3CF2CF2OCFCF3CF2OCFC-F3COOCnH2n1n8121618weresynthesizedandtheirstructureswerecharacterizedbyUVFT-IRandNMRmethods.TheirHLBvaluesweretested.ThesurfacetensionsofthesurfactantswereheretestedbyPlatinumPlateMethod.Andthesurfacetensionsofthesurfactantsincom