химический каталог




ФТОРИРОВАННЫЕ ПАВ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ФТОРИРОВАННЫЕ ПАВ (фторированные поверхностно-активные вещества, ФПАВ, фгортензиды), поверхностно-активные вещества, неполярная часть молекул которых содержит фторуглеродный радикал. На ФПАВ распространяется классификация ПАВ, а также номенклатура и классификация фторорганических соединений.

Различают полностью (перфторированные) и неполностью фторированные (полифторированные) ФПАВ. В отдельную группу можно выделить "гибридные" ФПАВ - соединение с пер-фторированными (RF) и углеводородными радикалами.

Наиболее значение имеют след, группы ФПАВ, содержащие во фторированном радикале 6-12 атомов С:-RFCOOM (M-Na, К, NH4), RFCON(R)CH2COOH, RFCON(R)C2H4(OC2H4)mOH, RFSO3H, RFSO2NH2, RFSO2N(R)CH2COOH, RFSO2N(R)CH2CH2OH, RFSO2N(R)C2H4(OC2H4)mOH, [RFS02NH(CH2)nNR3]+X-, RFSO2N(CH2)nN+(R)2C2H4COO-, C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COOM (n = 0-2), RFCH2CH2COOM, RFC2H4(OCH2CH2)mOH, RFOC6H4SO3M, RFOC6H4SO2NH(CH2)nN+R3Cl-.

ФПАВ синтезируют главным образом из фгорангидридов перфторал-канкарбоновых кислот и перфторалкансульфокислот, а также из перфторполиэфиркарбоновых кислот, получаемых анионной олигомеризацией гексафторпропиленоксида. Для некоторых ФПАВ исходными продуктами может быть перфторолефины.

Св-ва ФПАВ по многие параметрам существенно отличаются от свойств нефторир. ПАВ, что обусловлено особенностями природы фторуглеродного радикала. Атомы F образуют вокруг углеродной цепи более плотную и одновременно более объемную оболочку, чем атомы H. Высокая энергия связи С — F, а также защитный "экран" из атомов F, "изолирующий" углеродную цепь от внешний химический воздействий, определяют высокую термодинамически и химический стойкость и чрезвычайно низкую когезию ФПАВ. Последнее обусловлено слабым межмол. взаимодействие, проявляющимся, например, в низком поверхностном натяжении растворов ФПАВ и низким поверхностным натяжением смачивания (ас) твердых поверхностей, покрытых адсорбционным слоем ФПАВ. Наиболее активные ФПАВ (производные перфтороктановой кислоты и перфгоролигоэфиркарбоксилат аммония) снижают поверхностное натяжение воды с 72,7 до 12-15 мН/м при концентрации порядка 10-3 моль/л, тогда как углеводородные ПАВ - лишь до 25-28 мН/м. Для поверхностей, покрытых монослоем перфтордекановой кислоты, составляет 6 мН/м, покрытых монослоем гидроперфторундекановой кислоты - 15 мН/м.

Благодаря тому, что взаимодействие гидрофобных радикалов между собой и с молекулами растворяющей среды в случае ФПАВ слабее, чем для нефторир. ПАВ, первые проявляют более высокую поверхностную активность на границе водных растворов с газовой средой; причем более высокая поверхностная активность согласуется с более низкими значениями критической концентраций мицеллообразования (KKM, см. табл.).

КРИТИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ПЕРФОРИРОВАННЫХ И АНАЛОГИЧНЫХ НЕФТОРИРОВАННЫХ ПАВ

ФПАВ

KKM, моль/л (температура, 0C)

ПАВ

KKM, моль/л (температура, 0C)

C7F15COOK C8F17COONa C8F17SO3Na

2,70•10-2(30) 0,91•10-2(30) 0,85•10-2(75)

C7H15COOK C8H17COONa C8H17SO3Na

39,5•10-2(25) 16,0•10-2(20) 17,7•10-2(50)

ФПАВ проявляют не только исключительно высокую гид-рофобность, но и не свойственную другим ПАВ олеофоб-ность. В отличие от ПАВ, они поверхностно-активны в углеводородных маслах и растворителях, существенно понижая и без того невысокое поверхностное натяжение последних. Наличие полярной группы ФПАВ при этом не играет существенной роли; лиофобной и лиофильной частями дифильной молекулы в этом случае являются соответственно перфторуглеродный и углеводородный радикалы. Так, N-замещенные амиды пер-фторалкановых кислот, представляющие собой "гибридные" фторуглерод-углеводородные ПАВ, снижают поверхностное натяжение минерального масла с 30 до 18-19 мН/м (при 25 0C), а жидкого парафина с 24 до 12-15 мН/м (100 0C).

При высокой поверхностной активности на границе водного раствора с газовой фазой ФПАВ из-за олеофобности перфтор-углеродной цепи проявляют весьма низкую поверхностную активность на межфазной границе вода - углеводородная жидкость. При необходимости одновременного снижения поверхностного (межфазного) натяжения на границе водной фазы с воздухом и углеводородом используют смесь ФПАВ и ПАВ; первое более активно на поверхности раздела вода - воздух, второе - на поверхности раздела вода - углеводород. Такое применение смеси веществ необходимо для соблюдения условий полного смачивания и растекания воды тонкой пленкой по поверхности тел с низкой поверхностной энергией.

В промышлености ФПАВ используют в технол. процессах и в составе ряда материалов и продуктов главным образом техн. назначения, где нефторир. ПАВ не эффективны или не выдерживают действия высоких температур или агрессивной среды. Аммониевые соли перфторнонановой и перфторполиэфиркарбоно-вых кислот - эмульгаторы при получении политетрафторэтилена и поливинилиденфторида методом эмульсионной полимеризации; соли перфторсульфокислот - добавки в гальванич. ванны при электролитич. травлении или электроосаждении металлов для повышения качества гальванич. покрытия и сокращения потерь раствора электролита. Препараты "Хромин" (таблетированная смесь перфторэтилцик-логексансульфоната 4-C2F5C6F11SO3Na и Na2CO3) и "Хромо-ксан" [основа - перфторолигоэфирсульфонат CF3CF2OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3Na] применяют при электролитич. хромировании металлов. ФПАВ - компоненты наиболее эффективных пленкообразующих средств пожаротушения, например типа "легкой воды" (активные компоненты - четвертичные аммониевые соли аминоалкиламидов перфторкарбо-новых кислот и перфторалкансульфокислот): благодаря способности вызывать растекание воды по поверхности моторных топ-лив, мазута, битумов, спиртов, органическое кислот и др. незаменимы при тушении горящих нефтепродуктов и органическое материалов; применяют в виде воздушно-механические пены, часто в сочетании с другими компонентами, например ПАВ. Многие ФПАВ - средства гидро- и олеофобизации различные материалов (текстиля, кожи, пластмасс), придающие им незагрязняемость, влагостойкость, коррозионную стойкость, а также средства (например, "Эпилам"), предотвращающие растекание масел по поверхности металла, увеличивающие износостойкость металлорежущего инструмента, улучшающие смазочное действие машинного масла.

ФПАВ не подвержены разложению микроорганизмами; поэтому их пром. применение требует соблюдения строгих мер экологич. защиты.

Литература: Шиц Л.А., в кн.: Поверхностно-активные вещества, Справочник, под ред. А.А. Абрамзона, Г.М. Гаевого, Л., 1979, с. 232-39, 241-66; Промышленные фторорганические продукты. Справочник, Л., 1990, с. 367-403; Мацу о M., О то с и С., в кн.: Соединения фтора: синтез и применение, под ред. H. Исикава, пер. с япон., M., 1990, с. 157-82. Л.А. Шиц.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт холодильников в г.бронницы
прикольные подарки для мужчин
сколько стоит гироскутер меньше 10тыщ
домашние взрослые спортивные гимнастические комплексы

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)