氟表面活性劑是指烴系表面活性劑分子中烷基上的氫原子全部被氟原子所取代的化合物。這種用氟原子取代的基團(tuán)稱為全氟烷基。
與烴系表面活性劑相同，按親水基的結(jié)構(gòu)可將氟表面活性劑分為陰離子、陽(yáng)離子、兩性、非離子的表面活性劑4種。其親水基的結(jié)構(gòu)與烴系表面活性劑沒(méi)有什么不同。所以氟表面活性劑所具有的一系列特性均由全氟烷基決定。由于氟原子的電負(fù)性大，故C—F鍵具有較大的鍵能，所以碳氟鏈化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都較高。此外，氟原子的半徑比氫原子大，能將碳原子完全遮蓋起來(lái)，且范德華力小，即分子間力小。由于這些原因?qū)е氯榛鶡岱€(wěn)定性和耐試劑性能好，毒性小。由于分子間力小，表現(xiàn)出表面張力小，既疏水又疏油，摩擦系數(shù)小，不黏著，折射率小，絕緣性能高等。
氟表面活性劑的制法有電解氰化法、調(diào)聚反應(yīng)法和齊聚法。
(1)電解氰化法將有機(jī)化合物溶解于無(wú)水氫氟酸中，在5～6V低電壓進(jìn)行電解，在陽(yáng)極上生成全氟化合物。制得的全氟烷基的磷酸或羧酸，經(jīng)中和可得到陰離子表面活性劑。如將得到的酸進(jìn)行酰胺化、季銨化，可制得陽(yáng)離子表面活性劑。將環(huán)氧乙烷加成在全氟化合物上，可制得離子表面活性劑。此法簡(jiǎn)便易行，但缺點(diǎn)是副產(chǎn)物多，全氟化合物的收率很低。
(2)調(diào)聚反應(yīng)法 將構(gòu)成主鏈的單體四氟乙烯，在調(diào)聚體(如CF31、C2H5l等)存在下，使進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，生成直鏈聚合物。這種調(diào)聚物的碘部位引入親水基，即制得表面活性劑。
(3)齊聚法將四氟乙烯或六氟丙烯，在氟陰離子存在下，進(jìn)行陰離子聚合，則生成C6～C14齊聚物。在這種齊聚物的雙鍵部位引入親水基，即制成表面活性劑。該法的特點(diǎn)是采用比較廉價(jià)的單體，可定量地制得產(chǎn)品，而且易引入親水基。缺點(diǎn)是分子中的全氟烷基位于側(cè)鏈。
三種方法制得的氟表面活性劑，收率較高，副產(chǎn)物也較少，其缺點(diǎn)是難以得到單一的長(zhǎng)鏈調(diào)聚物，而且設(shè)備規(guī)模大。
氟表面活性劑具有顯著降低表面張力的能力，高耐熱、耐化學(xué)制劑的性能，故用途極為廣泛?？捎米饔皖惢馂?zāi)的滅火劑、電鍍鉻液添加劑、其他氟代烯烴的聚合用乳化劑、乳膠漆的流平劑、顏料分散劑、塑料和橡膠等表面改性劑、金屬清洗劑、泡沫滅火劑等。此外還可用作纖維和紙的防水劑、防油劑和防污劑。
氟表面活性劑不能降低水油界面張力，為改進(jìn)其水溶液的潤(rùn)濕性能，需將其與有良好降低水油界面張力的烴系表面活性劑加以復(fù)配使用。如將C8F17COONFl4氟表面活性劑與C12H25(CH3)2CH2C00-兩性表面活性劑以1：1混合，它們表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)。即能顯著地降低水溶液的表面張力，提高了潤(rùn)濕性能。
