含氟化合物及应用

关于含氟化合物及应用主要内容：1

有机氟化合物2

织物防水整理3

有机氟防水剂4氟整理剂存在的几个问题5

课题组研究第2页,共36页，2024年2月25日，星期天1有机氟化合物（Organofluoride）a有机氟化合物毒性？b表面惰性c分子间作用力低（1）生活中的氟化合物拒防性质氟利昂（Freon）：二氯二氟甲烷CCl₂F₂（F-12），常温常压下为无色气体，熔点-158℃，沸点-29.8℃;F22,F123.第一个数字等于碳原子数减1，第二个数字等于氢原子数加1，第三个数字等于氟原子数目。1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸

第3页,共36页，2024年2月25日，星期天1有机氟化合物

（2）结构特性C-F键能485.3kJ／mol第4页,共36页，2024年2月25日，星期天1有机氟化合物

（3）功能性第5页,共36页，2024年2月25日，星期天表面活性剂聚四氟乙烯，特氟龙PTFE防污自洁涂料防水防油剂1有机氟化合物

（4）应用第6页,共36页，2024年2月25日，星期天非极性部分的甲基定向旋转，连续整齐地排列在纤维的最外层甲基上的氢原子与水的氢原子相互排斥，使水分子难与组分接近有机硅防水2织物防水整理（1）有机硅防水剂第7页,共36页，2024年2月25日，星期天2织物防水整理氟烷基中碳链呈锯齿状、氟原子呈螺旋状围绕碳链紧密排列含氟聚合物在基体材料表面形成保护层（2）含氟防水剂第8页,共36页，2024年2月25日，星期天氟整理剂硅整理剂2织物防水整理（3）防水机理第9页,共36页，2024年2月25日，星期天

化合物分子间作用力极弱表面能极低，可使水的表面张力降至10～15mN／m。

C-F键能485.3kJ／mol

可以很好地屏蔽碳链F极化率小电负性高碳氟键稳定原子共价半径0.064nm在C链外形成螺旋结构2织物防水整理（3）防水机理:低表面能保护膜氢2.1锂1.0铍1.57硼2.04碳2.55氮3.04氧3.44氟4.0

第10页,共36页，2024年2月25日，星期天一些液体及纺织品表面的表面能第11页,共36页，2024年2月25日，星期天有机氟整理剂有机硅整理剂第12页,共36页，2024年2月25日，星期天2织物防水整理第13页,共36页，2024年2月25日，星期天（1）研究历史1953年，3M公司开发ScotchgardProtector商品：全氟辛基羧酸铬络合物织物整理剂1956年，美国3M公司氟丙烯酸酯聚合物织物整理剂20世纪60~70年代，法国、德国、瑞士和日本等国相继研制成功该类产品并商业化我国在20世纪60年代中期开始研制含氟织物整理剂，中科院上海有机所、上海氟材料研究所3有机氟防水剂第14页,共36页，2024年2月25日，星期天每年全球消耗各类有机氟织物整理剂量为数万吨；国外以美国需求量最大（约5000T/年），日本次之（约3000T/年），法国约1000T/年；我国染整行业2006年含氟整理剂耗用量约1.1万吨，年消耗增长率为10％~15％，2010年耗用量达1.5万吨；国内售价为50~160RMB/kg，有的高达400RMB/kg。含氟织物整理剂平均单价若以80元／kg计，1万t产值达8亿RMB（2）市场情况3有机氟防水剂第15页,共36页，2024年2月25日，星期天目前，世界上真正能大量生产氟织物整理剂的公司只有：美国3M、杜邦；德国Hoechst；法国Atochem；日本旭硝子、大金公司等。

国别制造厂（公司）商品名称生产方法美3MSchotchgard电解氟化法美DuPontTeflon调聚法德HoechstNuva调聚法法AtochemForaperle调聚法日本旭硝子Asahi-Guard调聚法日本大金Unidyne调聚法（2）市场情况3有机氟防水剂第16页,共36页，2024年2月25日，星期天（3）含氟聚合物结构与功能3有机氟防水剂第17页,共36页，2024年2月25日，星期天3M公司ScotchgardFC-208单体：N-乙基全氟辛基磺酰胺乙撑丙烯酸酯是一种高性能的氟素化合物，能够赋予合成纤维和天然纤维以优异的拒水、拒油性能，并具有良好的耐水洗性。

理化性质外观．．．．灰白色乳液

固含量．．．30%固体

62%水

8%丙二醇

电荷．．．．弱阳离子

（3）含氟聚合物结构与功能3有机氟防水剂第18页,共36页，2024年2月25日，星期天日本旭硝子AsahiguardAG-710单体：全氟烷基乙撑（甲基）丙烯酸酯混合物共聚（3）含氟聚合物结构与功能3有机氟防水剂第19页,共36页，2024年2月25日，星期天4存在的几个问题（1）全氟辛烷磺酸（PFOS）面临禁用：长氟碳链具有惰性、废物持久性、迁移性和累积性，存在生物体和环境污染。（2）我国每年需求含氟拒水整理剂万吨以上。市场和技术都被国外3M、大金等公司垄断。防水整理剂面临的问题（3）国内氟化工水平限制，氟单体品种少、价格高第20页,共36页，2024年2月25日，星期天4存在的几个问题（1）PFOS禁用问题（2）开发低温烘燥型整理剂（3）易去污型整理剂（4）无毒、无污染品种；环保、低危险型产品，如旭硝子将AG–710、AG-730等改成AG-915、AG-925；多功能化（如耐洗、耐磨、易去污、阻燃）第21页,共36页，2024年2月25日，星期天（1）解决PFOS禁用问题全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)禁用问题:定义为分子式为C8F17SO3Y的所有含氟化合物长氟链持久性极强，具有惰性、废物持久性、迁移性和累积性，以及多种毒性PFOS微生物不降解，在硫酸中煮1h不分解;PFOS钾盐经49d50ºC水解（Ph=1.5~11）不降解，PFOS钾盐在25ºC下半衰期大于41a毒害肝脏，破坏中枢神经，影响脂肪代谢我国一般人群中血清里含PFOS为男(40.7μL/L)和女(45.4μL/L），高于美日的20~30μL/L水平4存在的几个问题第22页,共36页，2024年2月25日，星期天美国环保局提出在2006年出台的《有毒物质控制法》中，将183种带有大于6个碳原子或更长碳链的全氟烃基化合物纳入该法案的规定范围联合国环境规划署有机污染物审查委员会已经认定全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)符合持久性有机污染物标准欧盟议会发布限制PFOS的2006/122/EC官方法令。2008年7月全面禁止。（1）解决PFOS禁用问题4存在的几个问题第23页,共36页，2024年2月25日，星期天控制PFOS含量低于0.005%寻求短氟链聚合物，实现纺织品功能整理助剂及降解产物不含全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）的替代品开发

几种短氟链拒水剂品种：

3M公司的PM-3622

旭硝子AG-E061（1）解决PFOS禁用问题4存在的几个问题第24页,共36页，2024年2月25日，星期天（2）开发低温烘燥型氟整理剂目前大都需要高温烘燥4存在的几个问题第25页,共36页，2024年2月25日，星期天低温时氟烷基不规整排列（2）开发低温烘燥型氟整理剂高温烘燥后氟烷基排列规整4存在的几个问题第26页,共36页，2024年2月25日，星期天（3）开发易去污型氟整理剂4存在的几个问题第27页,共36页，2024年2月25日，星期天5课题组研究（1）芳香桥型氟烷基整理剂第28页,共36页，2024年2月25日，星期天（1）芳香桥型氟烷基整理剂5课题组研究第29页,共36页，2024年2月25日，星期天第30页,共36页，2024年2月25日，星期天第31页,共36页，2024年2月25日，星期天（2）偕多氟烷基型整理剂5课题组研究第32页,共36页，2024年2月25日，星期天第33页,共36页，2024年