含氟化合物及應用

關于含氟化合物及應用主要內容：1

有機氟化合物2

織物防水整理3

有機氟防水劑4氟整理劑存在的幾個問題5

課題組研究第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1有機氟化合物（Organofluoride）a有機氟化合物毒性？b表面惰性c分子間作用力低（1）生活中的氟化合物拒防性質氟利昂（Freon）：二氯二氟甲烷CCl?F?（F-12），常溫常壓下為無色氣體，熔點-158℃，沸點-29.8℃;F22,F123.第一個數(shù)字等于碳原子數(shù)減1，第二個數(shù)字等于氫原子數(shù)加1，第三個數(shù)字等于氟原子數(shù)目。1-乙基-6-氟-1,4-二氫-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸

第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1有機氟化合物

（2）結構特性C-F鍵能485.3kJ／mol第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1有機氟化合物

（3）功能性第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天表面活性劑聚四氟乙烯，特氟龍PTFE防污自潔涂料防水防油劑1有機氟化合物

（4）應用第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天非極性部分的甲基定向旋轉，連續(xù)整齊地排列在纖維的最外層甲基上的氫原子與水的氫原子相互排斥，使水分子難與組分接近有機硅防水2織物防水整理（1）有機硅防水劑第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2織物防水整理氟烷基中碳鏈呈鋸齒狀、氟原子呈螺旋狀圍繞碳鏈緊密排列含氟聚合物在基體材料表面形成保護層（2）含氟防水劑第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天氟整理劑硅整理劑2織物防水整理（3）防水機理第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

化合物分子間作用力極弱表面能極低，可使水的表面張力降至10～15mN／m。

C-F鍵能485.3kJ／mol

可以很好地屏蔽碳鏈F極化率小電負性高碳氟鍵穩(wěn)定原子共價半徑0.064nm在C鏈外形成螺旋結構2織物防水整理（3）防水機理:低表面能保護膜氫2.1鋰1.0鈹1.57硼2.04碳2.55氮3.04氧3.44氟4.0

第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天一些液體及紡織品表面的表面能第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天有機氟整理劑有機硅整理劑第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2織物防水整理第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（1）研究歷史1953年，3M公司開發(fā)ScotchgardProtector商品：全氟辛基羧酸鉻絡合物織物整理劑1956年，美國3M公司氟丙烯酸酯聚合物織物整理劑20世紀60~70年代，法國、德國、瑞士和日本等國相繼研制成功該類產(chǎn)品并商業(yè)化我國在20世紀60年代中期開始研制含氟織物整理劑，中科院上海有機所、上海氟材料研究所3有機氟防水劑第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天每年全球消耗各類有機氟織物整理劑量為數(shù)萬噸；國外以美國需求量最大（約5000T/年），日本次之（約3000T/年），法國約1000T/年；我國染整行業(yè)2006年含氟整理劑耗用量約1.1萬噸，年消耗增長率為10％~15％，2010年耗用量達1.5萬噸；國內售價為50~160RMB/kg，有的高達400RMB/kg。含氟織物整理劑平均單價若以80元／kg計，1萬t產(chǎn)值達8億RMB（2）市場情況3有機氟防水劑第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天目前，世界上真正能大量生產(chǎn)氟織物整理劑的公司只有：美國3M、杜邦；德國Hoechst；法國Atochem；日本旭硝子、大金公司等。

國別制造廠（公司）商品名稱生產(chǎn)方法美3MSchotchgard電解氟化法美DuPontTeflon調聚法德HoechstNuva調聚法法AtochemForaperle調聚法日本旭硝子Asahi-Guard調聚法日本大金Unidyne調聚法（2）市場情況3有機氟防水劑第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（3）含氟聚合物結構與功能3有機氟防水劑第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3M公司ScotchgardFC-208單體：N-乙基全氟辛基磺酰胺乙撐丙烯酸酯是一種高性能的氟素化合物，能夠賦予合成纖維和天然纖維以優(yōu)異的拒水、拒油性能，并具有良好的耐水洗性。

理化性質外觀．．．．灰白色乳液

固含量．．．30%固體

62%水

8%丙二醇

電荷．．．．弱陽離子

（3）含氟聚合物結構與功能3有機氟防水劑第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天日本旭硝子AsahiguardAG-710單體：全氟烷基乙撐（甲基）丙烯酸酯混合物共聚（3）含氟聚合物結構與功能3有機氟防水劑第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4存在的幾個問題（1）全氟辛烷磺酸（PFOS）面臨禁用：長氟碳鏈具有惰性、廢物持久性、遷移性和累積性，存在生物體和環(huán)境污染。（2）我國每年需求含氟拒水整理劑萬噸以上。市場和技術都被國外3M、大金等公司壟斷。防水整理劑面臨的問題（3）國內氟化工水平限制，氟單體品種少、價格高第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4存在的幾個問題（1）PFOS禁用問題（2）開發(fā)低溫烘燥型整理劑（3）易去污型整理劑（4）無毒、無污染品種；環(huán)保、低危險型產(chǎn)品，如旭硝子將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頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（1）解決PFOS禁用問題全氟辛烷磺?；衔?PFOS)禁用問題:定義為分子式為C8F17SO3Y的所有含氟化合物長氟鏈持久性極強，具有惰性、廢物持久性、遷移性和累積性，以及多種毒性PFOS微生物不降解，在硫酸中煮1h不分解;PFOS鉀鹽經(jīng)49d50oC水解（Ph=1.5~11）不降解，PFOS鉀鹽在25oC下半衰期大于41a毒害肝臟，破壞中樞神經(jīng)，影響脂肪代謝我國一般人群中血清里含PFOS為男(40.7μL/L)和女(45.4μL/L），高于美日的20~30μL/L水平4存在的幾個問題第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天美國環(huán)保局提出在2006年出臺的《有毒物質控制法》中，將183種帶有大于6個碳原子或更長碳鏈的全氟烴基化合物納入該法案的規(guī)定范圍聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署有機污染物審查委員會已經(jīng)認定全氟辛烷磺?；衔?PFOS)符合持久性有機污染物標準歐盟議會發(fā)布限制PFOS的2006/122/EC官方法令。2008年7月全面禁止。（1）解決PFOS禁用問題4存在的幾個問題第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天控制PFOS含量低于0.005%尋求短氟鏈聚合物，實現(xiàn)紡織品功能整理助劑及降解產(chǎn)物不含全氟辛烷磺?；衔铮≒FOS）的替代品開發(fā)

幾種短氟鏈拒水劑品種：

3M公司的PM-3622

旭硝子AG-E061（1）解決PFOS禁用問題4存在的幾個問題第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（2）開發(fā)低溫烘燥型氟整理劑目前大都需要高溫烘燥4存在的幾個問題第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天低溫時氟烷基不規(guī)整排列（2）開發(fā)低溫烘燥型氟整理劑高溫烘燥后氟烷基排列規(guī)整4存在的幾個問題第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（3）開發(fā)易去污型氟整理劑4存在的幾個問題第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5課題組研究（1）芳香橋型氟烷基整理劑第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（1）芳香橋型氟烷基整理劑5課題組研究第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（2）偕多氟烷基型整理劑5課題組研究第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共36頁，2024年