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1 概述
全氟己基乙基磺酸盐是一类重要的多氟烷基物质(PFAS),核心结构含全氟己基(-C6F13-)与乙基磺酸基团(-CH2CH2SO3-),具有独特的物理化学性质,其分子式通式为C8H4F13SO3·M(M为阳离子或氢离子)。化学稳定性、抗氧化性优异,在食品包装和复合印刷中,能增强包装材料的耐热性和耐湿性;兼具疏油、疏水特性。在日用品、建筑保温材料和船舶防污等方面都有广泛的应用。可以作为传统高污染——全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)的环保替代品。
2 分类
全氟己基乙基磺酸盐的种类主要按离子类型及衍生结构划分,常见品类各具特性。
最典型的是全氟己基乙基磺酸钾,外观为白色结晶粉末,水溶性良好,表面活性强,是纺织、造纸行业常用的润湿与分散剂。其他全氟己基乙基磺酸盐类还有全氟己基乙基磺酸钠、全氟己基乙基磺酸铵、全氟己基乙基磺酰氯等。
全氟己基乙基磺酸本身作为该类物质的核心基础品类,其专属性质鲜明,纯度≥98%的产品为无色液体,化学与热稳定性优异,能吸收300nm附近波长,兼具紫外吸收能力,且可作为离子液体成分,具备独特的溶解性与电导性能,表面活性突出,能有效优化体系润湿性、降低表面张力。
3 应用
3.1 电镀行业
在电镀过程中,由于产生气体的膨泡作用,不断有铬酸雾逸出,造成环境污染以及操作环境恶化,从而导致接触人员和操作人员发生恶性病变。为了防止铬酸雾从电镀槽中向空气逸出,电镀工业界曾采取过各种措施,但效果甚微。使用氟碳表面活性剂全氟烷基磺酸盐作为铬雾抑制剂,抑制铬酸雾效果良好,一举解决了镀铬电槽长期难以解决的铬酸雾污染问题。我国研制的铬雾抑制剂早在80年代就已批量生产,并在电镀厂大量使用,如上海有机氟研究所生产的PFS和中科院有机化学所研制生产的F-53,主要成分都是全氟辛基磺酸钾,上海光明电镀厂、上海电镀厂等单位使用的中科院有机化学所生产的铬雾抑制剂,试验结果表明,在电镀液中加入0.02~0.04g/dm-3即可使空气中铬雾浓度降至0.005~0.002mg/m-3,而国家规定的允许排放标准为0.05mg/m-3。
但是长氟碳链的氟碳表面活性剂如全氟辛基磺酸钾存在着生物积累和对环境危害的问题。目前,欧洲多国已经禁止使用全氟辛基磺酸盐以及全氟辛基乙基丙烯酸酯等长氟碳链的表面活性剂,而使用容易分解的短氟碳链聚合物代替。全氟己基乙基磺酸盐作为短氟碳链聚合物的代表,不仅具有与全氟辛基磺酸盐同样的铬雾抑制效果,而且容易分解,因而畅销国内外。
3.2 涂料行业
全氟己基乙基磺酸盐作为PFOS/PFOA的环保替代型氟表面活性剂,在涂料中应用广泛,核心依托其优异的表面改性与功能强化能力,适配水性、溶剂型、UV固化及高固含等多类涂料体系。在表面性能改性方面,它可将涂料表面张力降至20 mN/m以下,有效改善对塑料、经硅烷处理金属等低表面能基材的润湿与铺展性,减少缩孔、桔皮、针孔等施工缺陷,显著提升涂层平整度与光泽均匀度,在高固含及无溶剂涂料中效果尤为突出。同时,其分子中全氟己基可提供强效疏水疏油性,磺酸基保障在涂料体系中的良好分散与界面锚固,固化后形成致密氟碳膜,实现“荷叶效应”,适用于建筑外墙、交通工具外壳、海洋设备等需长效防污的场景,与纳米SiO2、TiO2复配后,还能进一步增强涂层自清洁耐久性。在防腐与耐候涂料领域,凭借全氟碳链耐高温、化学惰性强的特性,可提升涂层耐酸碱、耐盐雾、耐紫外线老化能力,增强对金属基材的附着力与屏蔽性,适配海洋工程、化工设备等严苛腐蚀环境。
3.3 日用品行业
全氟己基乙基磺酸盐作为含氟表面活性剂,凭借“三高两憎”特性及优异表面活性,在清洗剂领域曾有特定潜在应用,同时因其强环境持久性已引发严格管控。在工业及专用清洗剂中,它可显著降低体系表面张力至20 mN/m以下,提升水基清洗剂对油污的渗透性与乳化力,适配金属、塑料等材质的无泡喷淋除油场景,有效清除顽固油脂且抑制泡沫过多影响工艺。由于在清洗后会形成一层不可见的单分子层,帮助表面的再次润湿,可以降低表面在高湿环境中“起雾”的倾向。此外,在精密电子清洗剂中,可辅助移除微粒与油脂且不易留残,适配高端清洁需求。在纺织品护理中,可作为防水防油助剂添加到织物处理剂中,提升衣物、地毯等日用品的抗污性能,减少污渍附着。
4 产品介绍
格物致新材料有限公司推出含氟化合物系列产品——全氟己基乙基磺酸、全氟己基乙基磺酸钾、全氟己基乙基磺酸钠、全氟己基乙基磺酸铵和全氟己基乙基磺酰氯。可作为含氟表面活性剂、化学反应引发剂、医药中间体、电镀中间体等。
