[发明专利]一种双子型含氟表面活性剂和其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种双子型含氟表面活性剂和其制备方法及应用，以全氟聚醚醇（PFPE‑OH）与卤代烯丙基反应，引入不饱和双键；然后在铂催化下与甲基氢基二氯硅烷发生硅氢加成反应；得到的中间产物与碳镁化聚乙二醇单甲醚反应，生成全氟聚醚‑聚乙二醇‑甲基一氯硅烷（PFPE‑SiCl‑PEG）；进一步水解缩合，制得双子型含氟表面活性剂。本发明表面活性剂采用的疏水基为全氟聚醚，不但避免了常用全氟辛基磺酰胺（PFOS）和全氟辛烷磺酸（PFOA）等氟表面活性剂所采用的长碳链氟烷基难降解和累积毒性，且通过控制全氟聚醚链段分子量大小易于调控其疏水性，具有非常高的疏水效能。本发明的双子型含氟表面活性剂制备工艺简便，反应条件温和，生产仅需常规设备，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种双子型含氟表面活性剂和其制备方法及应用，属于精细化学品和助剂合成领域。

背景技术

全氟聚醚(Perfluopolyethers，PFPE)最早于20世纪60年代被发现, 是一类比较特殊的全氟高分子化合物, 其平均分子量在500～15000不等, 由于分子中不含氢元素，仅由碳、氟和氧元素组成，因此产品具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、不燃等一系列特性。

现有技术公开了一种全氟聚醚类氟碳表面活性剂及其制备方法和应用，属于高分子表面活性剂技术领域，可作为PCR法中的油相成分使用，实现在液滴式数字PCR上应用，且液滴稳定性可以得到保证，该全氟聚醚类氟碳表面活性剂具有优越的表面性能。现有技术公开了一种长链全氟聚醚表面活性剂及其制备方法为：先在反应釜中加入全氟聚醚酰氟醚、溶剂，边搅拌边加入二胺化物，加热反应釜，反应结束后冷却至室温；之后进行减压处理和柱层析提纯，最后将氯乙酸盐溶液、水加入到化合物中，加热搅拌，反应结束后获得长链全氟聚醚表面活性剂。

按照所用单体和聚合方法的不同，全氟聚醚可以分为K型、Y型、Z型、D型4种分子结构：（1）K型结构式为CF₃CF₂CF₂O[CF(CF₃)CF₂O]nCF(CF₃)COF，它是六氟环氧丙烷(HFPO)在CsF或KF等催化作用下通过阴离子聚合形成的一系列支链聚合物；（2）Y型结构式为CF₃O(C₃F₆O)m(CF₂O)nCF₃，它是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通过光氧化而形成的聚合物，分子量一般在1000～10000之间；（3）Z型结构式为CF₃(C₂F₄O)m(CF₂O)nCF₃，它是由紫外光照射下的四氟乙烯(TFE)通过光氧化作用形成的直链聚合物，分子量一般在1000～100000之间；（4）D型结构式为C₃F₇O(CF₂CF₂CF₂O)mC₂F₅，它是将四氟氧杂环丁烷的聚合产物直接氟化而得到的聚合物。

K型全氟聚醚属于酰氟齐聚物，其端基具有反应性，可以进一步反应生成各种衍生物，例如全氟聚醚羧酸（PFPE-COOH）、全氟聚醚醇（PFPE-OH）、全氟聚醚端烯烃（PFPE-C=C）等，并进一步反应合成相应的氟碳表面活性剂。另外，PFOS/PFOA是一类广受关注的新型有机污染物，具有高度的环境持久性和生物累积性。环境流行病学研究揭示了人体PFOS/PFOA暴露与多种不良健康效应之间存在高度的相关性。虽然目前对于PFOS/PFOA的毒性作用机制还不明确，但众多的动物实验表明，PFOS/PFOA具有肝毒性、内分泌干扰作用、胚胎毒性、生殖毒性、神经毒性和潜在致癌性等。

发明内容