[发明专利]一种枝杈型含氟非离子表面活性剂的制备方法及其应用

说明书

（一）技术领域

  本发明涉及一种枝杈型含氟非离子表面活性剂聚乙二醇单甲醚[4-全氟-(1,3-二甲基-2-异丙基-1-丁烯氧基)]苯磺酸酯的合成及其应用。

（二）背景技术

含氟表面活性剂的合成始于第二次世界大战期间，美国3M公司采用电解氟化技术于1951年成功合成了第一支含氟表面活性剂，经过50多年的发展，含氟表面活性剂的合成和应用均取得了长足的进步，继电解氟化法生产氟表面活性剂以后，相继出现了氟烯烃调聚法，氟烯烃齐聚法生产含氟表面活性剂的工艺。随后美国西欧日本等国家和地区相继开发此类产品美国杜邦、英国ICI、法国Atochem、德国Hoechst和Bayer、瑞士Ciba-Geigy以及日本旭硝子、大金和Neos等公司拥有80％以上的市场。3M公司是其中最大的制造商。

我国含氟表面活性剂的合成，始于上世纪60年代末70年代初，经过近40年的发展，研究单位主要是中科院有机化学研究所和上海氟有机材料研究所，生产厂家主要有武汉市长江化工厂等，从事含氟表面活性剂基础理论研究的主要是北京大学化学与分子工程学院胶体化学研究室。同国外相比，我国含氟表面活性剂，无论在生产能力上，还是在合成研究，应用研究上都比较薄弱。

随着国际、国内市场的需求日益增大，含氟表面活性剂性能优异，技术含量高，附加值大，引起国内外研究者的极大兴趣，新型分子结构不断涌现，同时含氟表面活性剂的应用也渐渐突破了传统领域。具有双碳氟链、碳氟碳氢杂化双链、双亲水链、多亲水链等新型含氟表面活性剂及含氟表面活性剂合成中间体相继被报道，因此，作为碳氢表面活性剂的绿色替代品，功能性含氟表面活性剂的研究目具有较大的发展空间，既是科学技术的深入，又能带来巨大的经济和社会效益。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供一种枝杈型含氟非离子表面活性剂聚乙二醇单甲醚[4-全氟-(1,3-二甲基-2-异丙基-1-丁烯氧基)]苯磺酸酯的合成及其应用研究，本发明具有优异的表面活性及应用前景。

本发明的结构式如下：

其中：n= 6～30的整数

包括：MPEG-400，MPEG-500，MPEG-600，MPEG-750，MPEG-850，MPEG-1000，MPEG-1100 ，MPEG-1200，MPEG-1300， MPEG 1900，MPEG-2000，MPEG 5000，

     上述枝杈型含氟非离子表面活性剂的制备方法，包括下述步骤：

以4-全氟-(1,3-二甲基-2-异丙基-1-丁烯氧基)苯磺酰氯为原料与聚乙二醇单甲醚反应，得到相应的枝杈型含氟非离子表面活性剂。

反应方程式为：

本发明化合物（1）是通过4-全氟-(1,3-二甲基-2-异丙基-1-丁烯氧基)苯基醚与磺酰化试剂在适合的温度、溶剂、催化剂和一定的物质的量比下反应而制备的。

本发明的实质性特点可以从下述实施例子中得以实现，但这些实施例子仅作为说明，而不是对本发明进行限制。

(四) 附图说明

附图1. 实施例1的水溶液表面张力和浓度对数曲线

附图2 实施例1,2,3的泡沫体积与浓度曲线

附图3实施例1,2,3水溶液的泡沫破裂半衰期随浓度对数的变化曲线

（五）具体实施方法

实施例1：在100mL的四口烧瓶中加入50 mL 乙腈，无水碳酸钾0.97g（0.05mol），4-全氟-(1,3-二甲基-2-异丙基-1-丁烯氧基)苯磺酰氯31.2 g（0.05mol），搅拌加热至回流，缓慢滴加30.0 g（0.05mol）聚乙二醇单甲醚（MPEG-600），约30 min，继续反应5 h。反应结束后，过滤除去残渣后，减压除去溶剂，得到淡黄色粘稠状液体，其0.01%水溶液的表面张力 (γ_CMC)为18.8 mN/m（纯净水表面张力71.0 mN/m）。