防水防油的“氟”
氟原子是僅次于氫的最小原子,是元素周期表中電負性最大的原子,氟原子作為取代基可以非常明顯的改變分子結構的物理、化學以及生物性能。由于C—F鍵的鍵能大,氟原子取代聚合物主鏈或者支鏈上的氫原子后,使得聚合物表面自由能降低,當固體表面自由能比液滴的表面自由能低時,材料就會起到防水防油的效果,兩者的表面自由能差越大,液滴就越容易變成圓的,就不會滲透材料到內部,含氟防水防油劑就是依靠全氟基團在表面的密切規則排列來降低固體表面自由能。
氟系防水防油劑率先由美國 的3M 公司研發,后續杜邦、大金、旭硝子等公司也相繼研制出了比較優異的含氟防水防油劑。由于氟原子獨特的性質,使得含氟防水防油劑能在不改變原有觸感、通氣性和保暖性等的基礎上,賦予基材表面憎水、憎油和防污等功能,并且碳化含氟烷基(Rf基)劑是表面自由能最低的物質,含有全氟烷基[CF3-(CF2)n~]成分的含氟系處理劑表面自由能僅為10mJ/m3,涂在布料等固體表面上,不但水、牛奶、果汁、咖啡等水性液體,就連酒精、汽油等高滲透液體也很難透過。因此,在紡織面料、紙張、皮革、地毯以及其他建筑材料等領域得到了迅速的推廣與廣泛的應用。