Page 130 - 《精细化工》2020年第6期

·1196· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

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表征数据如下： HNMR(600 MHz, DMSO-d 6), δ: 7.00 结合以上数据分析可知，本研究成功合成了
(tt, J = 50.3, 5.6 Hz, 2H, HCF 2 —), 4.29〔p, J = 4.9 Hz, 2,3-双八氟戊烷基-1-丙醇和 BOFPGS。
1H, —OCH 2 (CHCH 2 —)O—〕, 4.18 ~4.13〔m, 4H, 2.2 表面张力测试
—OCH 2 (CHCH 2 —)O—〕, 3.71~3.78(ddd, J = 26.0, 测得不同浓度 BOFPGS 水溶液的表面张力，结
10.7, 4.9 Hz, 4H, —CF 2 CH 2 —)。 果见图 6。由图 6 可知，BOFPGS 的临界胶束浓度
–3
（CMC）为 4.16 × 10 mol/L，所对应的最低表面
张力为 22.70 mN/m。相较于已报道八氟戊醇的表面
活性剂（γ = 24~29 mN/m） [8-10] ，其表面活性具有
一定的提升。原因是分子中碳氟链数目增加，使链
间分子作用力增大，疏水性增强，从而使表面活性
得到提升 [15] 。

图 3 BOFPGS 的核磁共振氢谱图
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Fig. 3 HNMR spectrum of BOFPGS

图 4 为 BOFPGS 的核磁共振氟谱图。数据如下：
19 FNMR(400 MHz, DMSO-d 6), δ: –122.54 ~–122.60 (t,
b
a
J = 10.7 Hz, F ), –125.68 ~–125.72(t, J = 8.4 Hz, F ),
d
c
–130.26~–130.29(m, F ), –137.29~–137.36(m, F )。

图 6 BOFPGS 水溶液的表面张力与浓度关系曲线
Fig. 6 Surface tension of BOFPGS in aqueous solutions

根据表面张力和浓度的关系曲线，使用吉布斯
吸附等温线〔方程（1）〕计算出表面活性剂分子吸附
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在气液界面的最大表面过剩浓度（Г max, mol/m ） [16] 。
 1     
 max      （1）
 2.303RT    lgc T 
式中：R 为摩尔气体常数，为 8.314 J/(mol∙K)；T 是

热力学温度，为 298 K；c 为表面活性剂浓度，mol/L；
图 4 BOFPGS 的核磁共振氟谱图
Fig. 4 19 FNMR spectrum of BOFPGS γ 是表面活性剂在水溶液的表面张力，mN/m。
每个分子的最小表面积（A min ）可由公式（2）
图 5 为 BOFPGS 的质谱图，数据如下：MS（API）: 计算得出 [12] 。
–
–
C 13 H 11 O 3 F 16 SO 3 [M–H] 的质荷比理论值为 599.00，  14
实测值为 599.0。 A min  10 （2）
A
N  m a x
式中：N A 为阿伏伽德罗常数，为 6.02×10²³。
临界胶束浓度时的标准吉布斯自由能由公式
（3） [17] 计算得出。

 G mic  RlnT   CMC   （3）
 55.5 
根据以上公式，计算出 BOFPGS 的表面活性数
据，结果如表 1 所示。由表 1 可知，BOFPGS 具有
与其他全氟烷基类表面活性剂相当的表面活性。由
于 BOFPGS 分子尾端是 HCF 2 —基团，并不是以全

图 5 BOFPGS 的质谱图 氟碳链作为疏水基，使其表面张力比全氟辛酸
Fig. 5 MS spectrum of BOFPGS （PFOA）稍高。但 BOFPGS 具有更低的临界胶束