[发明专利]一种环境友好含氟高分子表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明涉及含氟高分子表面活性剂技术领域，具体涉及一种环境友好高分子表面活性剂及其制备方法，其结构为：其制备方法为：将质量比为1∶20～20∶1的聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸磺酸酯、丙烯酰氨基磺酸或上述三种试剂的任意两种组合和丙烯酸氟酯溶解于溶剂中，搅拌加热至50℃～90℃，滴加以上原料总质量1％～10％的引发剂，保温反应6h～24h后，除去溶剂，即得环境友好高分子表面活性剂。本发明提供的一种环境友好高分子表面活性剂具有环境友好、表面活性可调控等优点。本发明提供的制备方法简单、条件温和、易于工业化开发，成本低。

技术领域

本发明涉及含氟高分子表面活性剂技术领域，具体涉及一种环境友好含氟高分子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，具有固定的亲水疏水基，在溶液的表面能定向排列，具有吸附、分散和凝聚、润湿和反润湿、乳化和破乳、胶束和反胶束、起泡和消泡以及囊泡、增溶、柔软等优异性能，广泛应用于日常生活、工农业生产和国防科技等领域，素有“工业味精”之称。

常规的表面活性剂，其疏水基是碳氢烃基，即碳氢表面活性剂。在实际使用中，人们发现常规的表面活性剂往往不能满足某些方面的特殊要求或存在一定的不足之处，因此，含有氟、硅、磷、硼等元素的特种表面活性剂逐渐引起了人们的关注。含氟表面活性剂(氟碳表面活性剂)作为特种表面活性剂中重要的一类，是指碳氢表面活性剂碳氢链上的氢原子全部或部分被氟原子取代，形成以氟碳链为疏水基的一类表面活性剂。氟碳键的特殊结构赋予了含氟表面活性剂具有常规表面活性剂不可比拟的性质：高表面活性、高化学稳定性、高耐热稳定性以及氟碳链既憎水又憎油的特性。研究表明，氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一类，其水溶液的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度时的表面张力(γ_cmc)都远低于碳氢表面活性剂。

含氟表面活性剂由于其优异的性能而被广泛地应用于各种领域，包括生物医学、消防应用、化妆品等。其中应用最广泛、表面活性最强的含氟表面活性剂主要是全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)以及其衍生物。研究表明，这类含氟表面活性剂具有极高的化学稳定性，甚至可以耐受强酸、强碱、强氧化剂。然而，具有如此优异性能的含氟表面活性剂却有着非常致命的缺陷：生物毒性、难降解、生物积累、甚至还有远距离环境迁移的可能性。比如PFOS在人体内的“半排出时间”长达8.7年，不但会造成呼吸系统的伤害，甚至会导致新生婴儿死亡。斯德哥尔摩公约已将其列为持久有机污染物(POPs，Persistent OrganicPollutants)；2006年12月12日欧洲议会正式发布了对PFOS的禁令(《关于限制全氟辛烷磺酸使用及销售的指令》2006/122/EEC)；美国环境保护署(EPA)颁布了2010～2015年PFOAStewardship Program，逐步禁止生产、销售和使用PFOS/PFOA类含氟表面活性剂。因此，研制全新的环境友好含氟表面活性剂以全面取代现有的PFOS/PFOA类含氟表面活性剂，已成为迫在眉睫的问题之一，具有十分重要的意义。

目前PFOS/PFOA替代品的研发思路主要分为四类：短氟碳链、引入弱位点、构造新型氟碳表面活性剂结构(双子或杂双子结构)、氟碳链支链化。研究表明，氟碳链中引入支链是合成PFOA替代品的有效策略。

目前，氟碳支链的制备方法主要是六氟丙烯齐聚法，其产物主要是低分子量的含氟表面活性剂。与低分子量的表面活性剂相比，高分子表面活性剂具有许多优点，如：良好的增稠作用、乳化作用、分散作用、增溶作用等。国内外对高分子表面活性剂虽然有较多研究，但含氟高分子表面活性剂的报道并不多，少量的报道集中于直链含氟高分子表面活性剂。因此，如何合成环境友好的梳型含氟高分子表面活性剂是目前亟待解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新的、环境友好、梳型含氟高分子表面活性剂。

本发明的另一目的是提供制备上述新的、环境友好、梳型含氟高分子表面活性剂的方法。