普通表面活性剂分子中碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代，就成为氟表面活性剂，从而具有许多普通表面活性剂不具有或者更优的性能，引起了人们普遍的重视，显示出越来越强的生命力，广泛应用于消防、化工、农药、选矿、造纸、皮革、纺织等各个领域。

目前，表面活性剂在化工行业，乃至整个工业经济中扮演着越来越重要的角色。本文就简要叙述了氟表面活性剂在消防安全中的应用。

一、氟碳表面活性剂的性能

氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三髙”、“两憎”，即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性；它的含氟烃基既憎水又憎油。

1．低表面张力与高表面活性。

氟碳表面活性剂在很低的使用浓度下就能使液体表面张力显著降低，其效果是碳氢表面活性剂和有机硅表面活性剂所无法比拟的。氟碳表面活性剂之所以能显著降低表面张力，是因为它具有很高的表面活性。

2. 化学稳定性及热稳定性。

氟碳表面活性剂在强酸、强碱中具有优良的化学稳定性，同时它在高温下极稳定，可在300以上使用而不发生分解。氟碳表面活性剂之所以稳定，一是碳-氟（C-F）键能高；二是直链的全氟烷烃的分子骨架是一条锯齿形碳链，四周被氟原子所包围，氟原子的半径为0．072nm，比氢原子的半径稍大可有效地将C-F链保护起来，即使最小的原子也难以楔入，而且由于氟原子的电负性远远大于碳，使C—F键具有强的极性，其共用电子对强烈偏向氟原子'使氟原子带有多余负电荷形成一种负电荷保护层，而使带负电的亲核试剂南于同性电荷相斥的原因难以接近碳原子_，从而形成氟原子对碳一碳(C—C)链的有效屏蔽作用。

3．憎水憎油性。

由于氟碳化合物分子间的范德华引力小，氟碳表面活性剂在水溶液中自内部移至表面，比碳氢化合物所需的张力要小，从而导致强烈的表面吸附和很低的表面张力。也正由于氟碳链的范德华引力小，它不仅与水的亲合力小，而且与碳氢化合物的亲合力也小这就造成它不仅“憎水”，而且“憎油”的特性。利用它的这种憎水、憎油性质，用氟碳表面活性剂处理固体表面，可使固体表面抗水、抗黏、防污和防尘。故氟碳表面活性剂可以作为憎水憎油剂。

二、氟表面活性剂的合成方法

氟表面活性剂的合成一般分为3个步骤：首先合成含6-10个碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体，最后再引进各种亲水基团制成各类表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备氟表面活性剂的关键。目前，含氟烷基的工业生产方法主要有电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法3种。

1.电解氟化法

电解氟化法是将需要被氟化的有机物溶解或分散在无水氟化氢中，在低于8V的直流电流电压下进行电解，在阴极产生氢气，而有机物在阳极被氟化。在氟化过程中，只有氢原子被氟原子取代，其他官能团仍被保留。

2.氟烯烃调聚法

氟烯烃调聚法是利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得的低聚合度的含氟烷基调节物。

3.氟烯烃齐聚法

氟烯烃齐聚法是利用氟烯烃在非质子溶剂中发生齐聚反应合成了全氟烯烃齐聚物（不同相对分子质量的低聚物混合体）。氟烯烃齐聚法一般可分为四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟环氧丙烯烷齐聚法3种。

此外，还可以从氟高分子化合物制得氟高分子表面活性剂，例如工业原料氟硅橡胶经过氧化，再用亚硫酸钠开环，可制得一种阴离子型氟高分子表面活性剂。

三、氟表面活性剂在消防安全中的应用

随着业的高速发展，油类物质发生火灾的频率迅速增加，而且使用常规的泡沫灭火剂难以扑灭大火'导致这类火灾造成十分严重的损失，因此研制新型高效的灭火剂非常必要。氟表面活性剂以其独特优良的性能在灭火剂研制中有着不可替代的特殊作用舴为新型的灭火剂正日益受到重视，典型的有轻水泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、凝胶型抗溶剂灭火剂。

1.氟蛋白泡沫灭火剂

普通蛋白泡沫灭火剂中含有动物水解蛋白或植物水解蛋白庀是一种含有氨基和羧基的两性离子型高分子表面活性剂，它有降低水表面张力的作用并有良好的发泡性能，所形成的泡沫稳定性好，液膜有一定粘度度、弹性和强度。除水解蛋白外，灭火剂中一般还有防腐剂、稳定剂、防冻剂、水等。将蛋白泡沫喷射到燃烧的油类液体上时，泡沫能够覆盖在液面上，封闭燃烧表面，防止可燃液体蒸发，从而达到灭火的效果。含氟蛋白泡沫灭火剂是将普通蛋白泡沫灭火剂中加入0．005％～0．05％的阴离子型或非离子型氟表面活性剂。由于氟表面活性剂具有较高的表面活性，它可以进一步降低水溶液的表面张力，降低泡沫在液面上流动的剪切力，提高泡沫的流动性，从而提高灭火速度。其灭火速度比普通蛋白泡沫灭火剂高3～4倍。而且泡沫有自封作用，可以自行扑灭覆盖灭火剂的油面上的局部燃烧的火苗，即有较好的耐复燃性。更重要的是，用氟蛋白泡沫灭火N#b灭燃烧燃料槽或油罐中的火焰时，可以使用液下喷射新工艺：将灭火剂从油罐底部的灭火设备引入，较低的表面张力使灭火剂能够迅速上移至油类液体表面，扑灭大火。氟蛋白泡沫灭火剂还可以与干粉灭火剂同时使用，氟表面活性剂具有较好的稳泡性能，能够保证泡沫不被干粉破坏，这也是普通泡沫灭火剂无法实现的。

2. 凝胶型抗溶剂泡沫灭火剂

轻水灭火剂和氟蛋白灭火剂用于扑灭油类液体火灾时性能优越，但是对于醇、醚、酮、醛、酯、胺等极性有机溶剂引起的火灾效果较差，凝胶型抗溶剂泡沫灭火剂适合扑灭这类火灾。凝胶型抗溶剂泡沫灭火剂是以天然高分子材料藻朊酸钠、尿素和甲酸铵为基料，或以多糖类物质为基料，加入氟表面活性剂和碳氢表面活性剂组成。形成的泡沫在亲水溶剂表面形成不溶于水又不溶于有机溶剂的高分子液膜，能够延缓泡沫收缩，增加泡沫抗热能力，抵抗极性溶剂的消泡作用。可以加入的氟表面活性剂主要是两性型产品。也有报道用含硅的氟表面活性剂配成的泡沫灭火剂有抗极性有机溶剂的作用。另外，美国3M公司的一项专利报道了一种含有氟表面活性剂、碳氢表面活性剂、含氟低聚物、多糖等灭火组合物，对极性有机溶剂和非极性烷烃溶剂的火焰都具有优良的灭火性能。

目前，尽管国内外氟碳表面活性剂的市场规模还很小，但随着新型氟碳表面活性剂的开发和应用，对具有优良性能的氟碳表面活性剂的需求将进一步增长，必将对人类的生活产生不可估量的影响。其在消防安全中的应用前景也会越来越广阔。

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本文主要内容来自于：何戎(贵阳市消防支队金阳消防中队贵州贵阳550001)

文章编号：1008—925X(2011)01—0147—01

李俊国1、张光华1、张安平2(1.陕西科技大学化学与化工学院;2.陕西科技大学造纸工程学院，陕西咸阳712081)

文章编号：1001-6309(2004)01-0041-03

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