氟表面活性劑是指碳氫鏈憎水基上的氫完全被氟原子所取代了的表面活性劑,常作為乳化、分散、消泡、滲透、抗靜電、耐酸堿、潤滑劑來使用。按親水基的結構也可將氟表面活性劑分為陽離子、陰離子、兩性和非離子表面活性劑4種。由于其親水基的結構與烴系表面活性劑相同,所以氟表面活性劑的特性是由碳氟鏈決定的。
碳氟鏈具有下述特性:①由于碳氟鏈的鍵能大,其熱穩(wěn)定性和耐試劑性好,毒性低;②由于分子間力小,既憎水又憎油,摩擦系數(shù)小,不粘著;③折射率??;④絕緣性高。
氟表面活性劑顯現(xiàn)出如下的一些特征:①能使水等液體的表面張力下降,提高潤濕和滲透性;②在低濃度下仍表現(xiàn)出高表面活性;③具有良好的耐熱、耐試劑性能;④在有機溶劑中也具有表面活性。
表面活性劑具有界面吸附、定向排列和形成膠束等3個基本性質(zhì),可產(chǎn)生5個物理作用。
(1)潤濕和滲透作用
當需要提高水溶液潤濕和滲透某一固體的能力時,可以在水溶液中加入少量表面活性劑,使該固體達到加速潤濕的目的。
(2)乳化和擴散作用
使非水溶性物質(zhì)在水中呈均勻乳化或分散狀態(tài)的現(xiàn)象稱為乳化或擴散。在乳化過程中,乳化劑(表面活性劑)分子的憎水基一端溶入非水溶性液相,親水基一端溶入水相,乳化劑分子吸附在非水溶性物質(zhì)與水的相界面,定向排列成一分子層,從而降低了兩相界面的界面張力,使其發(fā)生乳化。在擴散過程中,擴散劑(表面活性劑)分子的親水基一端伸向水中,憎水基一端吸附在固體粒子表面,在固體表面層形成親水性吸附層。
(3)增溶作用
當溶液中表面活性劑達到形成膠束的濃度時,膠束能把非水溶性液體及固體微粒吸聚在憎水基端,使微溶性或不溶性物質(zhì)增大溶解度。
(4)發(fā)泡和消泡作用
在氣液相界面間形成由液體膜包圍的泡孔結構,從而使界面間表面張力下降。
(5)洗滌作用
由于表面活性劑降低了界面間的表面張力并產(chǎn)生了潤濕、乳化、擴散和抗粘附等多種作用,從而導致了洗滌作用。