氟的独特性能很大程度上依赖于疏水基的氟碳链结构,因此含氟经常应用于传统的所不能应用的特殊领域。现将含氟的特殊性能叙述如下。
1.1 良好的热稳定性和化学稳定性
氟原子电负性大、直径小,C—F键能高、键长短,C—C键因氟原子的屏蔽作用而得到保护,以及稳定性很高的全氟烷基的存在,使其保持高度的稳定性,因而使氟碳具有很高的热稳定性,耐酸性、高浓度碱性和强氧化剂等化学性能稳定;而在这些介质中无氟的是无法使用的。
氟可以在300℃以上条件下使用,如在硼砂玻璃上将全氟烷基羧酸加热到400℃,并无明显分解,但加热到550℃会分解出全氟烯烃及其它产物如氟化氢、二氧化碳等。而相应的全氟烷基羧酸盐较其相应全氟烷基羧酸易受热而分解,热分解温度在150~400℃范围。无水状态下的全氟烷基磺酸热稳定性较好,如无水全氟辛基磺酸加热到400℃,3h后才有少量分解产物被仪器检测出来,加热到500℃才会大量分解。全氟烷基磺酸盐热稳定性也较好,单比相应的全氟烷基磺酸稍差一点。
1.2 高表面活性
由于含氟具有特别低的表面自由能,因此它与大多数有机溶剂都缺乏亲合性,使它在有机溶剂中具有很高的表面活性能。而氟碳链之间较弱的相互作用使含氟在水中也呈现很高的表面活性。
由于含氟的高表面活性,使其在实际应用中使用浓度很低,用量很少。含氟可与很多不含氟的配合使用。由于协同效应,不仅增强使用效果,而且使含氟的使用总量降低。无论成膜材料使用的是乳胶,分散体或者是水还原性树脂,还是无溶剂或者溶剂性树脂,含氟的使用浓度为0.05%左右即可达到很好的使用效果,几乎可以应用于所有的配方体系。
1.3 优良的憎水、憎油性
由于含氟中的全氟碳链,C—F键的键能大,极化率小,键距短。碳氢链刚直无柔顺性,内聚能小,与极性分子的作用力弱,显示出明显的憎水憎油性。因此赋予含氟{zy1}的憎水、憎油性。