PFOA替代品研发及应用进展

摘要

PFOA不仅指全氟辛酸,还包括它的盐类,是一种人工合成而非天然存在的工业原料,可以通过电解生产获得,也可由其他C8全氟类化学品反应或降解而成.PFOA是制造含氟聚合物高性能材料的一种聚合反应基本助剂,具有耐摩擦、低介电能力、耐热性和耐化学试剂,以及低表面能等特殊性质.它们被广泛应用于各种领域,如氟聚合物和氟橡胶的生产,作为灭火泡沫的表面活性剂,以及在纺织和造纸生产中提供防水、油脂、防油或防污特性.一直以来，开发PFOA的替代品已成为整个氟化工行业的焦点，也是解决PFOA环境问题的最佳方法。 我公司研发的功能性全氟聚醚乳化剂与PFOA相比，主要有以下几个优点： 环保性 我公司研发的功能性全氟聚醚乳化剂由于其极强的表面活性能力可以以相对小的用量来辅助含氟单体的聚合，从而在聚合产品中以更低的含量存在。而且其全氟聚醚型短链化学结构决定了其具有高水溶性从而相对更容易从聚合产物中除去。因此使用功能性全氟聚醚乳化剂可以更容易制备含氟表面活性剂含量极低的含氟聚合物而更具有环保性。跟其他主流PFOA替代品类似，我公司研发的功能性全氟聚醚乳化剂具有全氟聚醚的化学结构从而具有低的生物积累性和对环境的影响。 降低成本 我公司研发的功能性全氟聚醚乳化剂的用量一般为原生产工艺中所需PFOA固体量10%～40%，但是可以达到相同或者更优的对含氟单体聚合控制的效果。试用此功能性全氟聚醚乳化剂时建议初始先按30%的用量试用，再根据工艺、产品指标等需要逐步调整加入量。一般情况下，以PFOA20%～30%的用量加入功能性全氟聚醚乳化剂能达到同样的聚合效果，例如同等或者更高的聚合物分散液的固含量和同等或者更小的平均粒径。由于相对低的用量，我公司研发的功能性全氟聚醚乳化剂虽然具有相对于PFOA较高的单价，但是总体上会依然降低聚合所需的乳化剂的直接成本约20%～30%，而且大幅度降低了后期环保处理费用。 聚合控制 特点一：提高聚合物分散液固含量。 如前所述，一般情况下以相对PFOA用量200～30%加入功能性全氟聚醚乳化剂能达到同样或者更高的聚合物分散液的固含量（20%～35%）。大量的实验证明增加功能性全氟聚醚乳化剂的用量可以得到更高的聚合物分散液的固含量。例如在偏氟乙烯和六氟乙烯的聚合中，采用相对于PFOA用量50%的功能性全氟聚醚乳化剂可以得到40%～45%高固含量的聚合物水性分散液，对比使用PFOA可得到30%～35%的固含量。另外使用功能性全氟聚醚乳化剂还可以增强高固含量的聚合物水性分散液的稳定性。 特点二：降低粒径 如前所述，一般情况下以相对PFOA用量200～30%加入功能性全氟聚醚乳化剂能控制聚合物分散液的粒径到同样或者更小。例如在偏氟乙烯和六氟乙烯的聚合中，使用PFOA或其他PFOA替代品，聚合物分散液的粒径可以比较容易地控制在200～450nm之间。使用功能性全氟聚醚乳化剂可以相对容易地控制聚合物分散液的粒径在150～250nm之间，甚至可以通过调节功能性全氟聚醚乳化剂的成分和用量将聚合物分散液的粒径控制在150nm甚至100nm之下。