防水防油的“氟”
氟原子是仅次于氢的最小原子,是元素周期表中电负性最大的原子,氟原子作为取代基可以非常明显的改变分子结构的物理、化学以及生物性能。由于C—F键的键能大,氟原子取代聚合物主链或者支链上的氢原子后,使得聚合物表面自由能降低,当固体表面自由能比液滴的表面自由能低时,材料就会起到防水防油的效果,两者的表面自由能差越大,液滴就越容易变成圆的,就不会渗透材料到内部,含氟防水防油剂就是依靠全氟基团在表面的密切规则排列来降低固体表面自由能。
氟系防水防油剂率先由美国 的3M 公司研发,后续杜邦、大金、旭硝子等公司也相继研制出了比较优异的含氟防水防油剂。由于氟原子独特的性质,使得含氟防水防油剂能在不改变原有触感、通气性和保暖性等的基础上,赋予基材表面憎水、憎油和防污等功能,并且碳化含氟烷基(Rf基)剂是表面自由能最低的物质,含有全氟烷基[CF3-(CF2)n~]成分的含氟系处理剂表面自由能仅为10mJ/m3,涂在布料等固体表面上,不但水、牛奶、果汁、咖啡等水性液体,就连酒精、汽油等高渗透液体也很难透过。因此,在纺织面料、纸张、皮革、地毯以及其他建筑材料等领域得到了迅速的推广与广泛的应用。