สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตมีความคงตัวทางเคมีสูง

2020-09-21 00:06:31

คุณสมบัติเฉพาะของสารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตมักสรุปได้เป็น "สูง 3 ระดับ" และ "ไม่ชอบน้ำ 2 ระดับ" กล่าวคือ มีฤทธิ์ที่พื้นผิวสูง มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง และมีเสถียรภาพทางเคมีสูง หมู่ฟลูออโรอัลคิลมีทั้งแบบไม่ชอบน้ำและแบบโอเลฟิบิก

แรงตึงผิวต่ำของสารละลายน้ำลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตสามารถมีค่าต่ำกว่า 20 mN / m แม้ว่าจะอยู่ที่ประมาณ 15 Mn / m ก็ตาม โดยทั่วไป ความเข้มข้นของการใช้สารลดแรงตึงผิวโซ่ไฮโดรคาร์บอนควรอยู่ระหว่าง 0.1% ถึง 1% และความตึงผิวของสารละลายที่เป็นน้ำสามารถลดลงเหลือ 30 ~ 35MN / m เท่านั้น ในขณะที่แรงตึงผิวของสารละลายที่เป็นน้ำสามารถลดลงเหลือน้อยกว่า 20Mn / m เมื่อปริมาณของสารลดแรงตึงผิวฟลูออโรคาร์บอนคือ 0,005% ~ 0,1% สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออรีนออกฤทธิ์สูงจนสารละลายที่เป็นน้ำสามารถแพร่กระจายบนพื้นผิวของน้ำมันไฮโดรคาร์บอนได้

สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตมีความต้านทานความร้อนสูง เช่น โพแทสเซียมเปอร์ฟลูออโรอัลคิลซัลโฟเนตที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ℃ หลังจากถูกให้ความร้อนจนสูงกว่า 420 ℃ สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตมีความคงตัวทางเคมีสูง ซึ่งสามารถต้านทานการออกฤทธิ์ของสารออกซิไดซ์อย่างแรง กรดแก่ และเบสแก่ได้ และยังคงสามารถรักษากิจกรรมพื้นผิวที่ดีในสารละลายนี้ได้ หากทำเป็นสารลดแรงตึงผิวที่ละลายได้ในน้ำมัน แรงตึงผิวของตัวทำละลายอินทรีย์ก็สามารถลดลงได้เช่นกัน

ผลการวิจัยพบว่ากิจกรรมพื้นผิวที่สูงของสารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตนั้นเกิดจากความโน้มถ่วงของ van der Waals ที่ต่ำระหว่างโมเลกุล ความตึงเครียดเล็กน้อยที่จำเป็นสำหรับโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวที่จะเคลื่อนจากสารละลายที่เป็นน้ำไปยังพื้นผิวของสารละลาย นำไปสู่การรวมตัวของโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวของสารละลาย ส่งผลให้เกิดการดูดซับที่พื้นผิวอย่างรุนแรง สารประกอบชนิดนี้ไม่เพียงแต่มีสัมพรรคภาพต่อน้ำต่ำเท่านั้น แต่ยังมีสัมพรรคภาพต่อไฮโดรคาร์บอนต่ำด้วย ดังนั้นจึงไม่ชอบน้ำทั้งน้ำและน้ำมัน แต่ความสามารถในการกระทำต่อแรงตึงผิวของส่วนต่อประสานน้ำมัน/น้ำไม่แข็งแรง ตัวอย่างเช่น เมื่อสารลดแรงตึงผิวที่ประกอบด้วยฟลูออรีนถูกรวมเข้ากับสารลดแรงตึงผิวที่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน สารลดแรงตึงผิวที่ประกอบด้วยฟลูออรีนสามารถเลือกดูดซับบนพื้นผิวของน้ำได้ ซึ่งช่วยลดแรงตึงผิว ในขณะที่สารลดแรงตึงผิวไฮโดรคาร์บอนสามารถดูดซับบนส่วนต่อประสานน้ำมัน/น้ำได้ เพื่อลดแรงตึงผิวระหว่างผิว ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการเปียกของสารละลายในน้ำได้อย่างแน่นอน

สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตเป็นสารลดแรงตึงผิวชนิดพิเศษที่สำคัญซึ่งมีประโยชน์หลายอย่างที่ไม่สามารถทดแทนได้ สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออริเนตส่วนใหญ่ใช้เพอร์ฟลูออโรอัลคิลหรือเพอร์ฟลูออโรอีนิลหรืออัลคิลที่มีฟลูออริเนตบางส่วนเป็นหมู่ที่ไม่ชอบน้ำ และจากนั้นนำเข้าตัวเชื่อมโยงและหมู่ที่ชอบน้ำตามที่ต้องการ ตามคุณสมบัติที่แตกต่างกันของกลุ่มที่ชอบน้ำ มีการเตรียมสารลดแรงตึงผิวฟลูออริเนตชุดต่างๆ เช่น ประจุลบ, ประจุบวก, นอนไอออนิก และแอมโฟเทอริก