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有机氟防水剂的反应机理
点击:102845 发表时间:2014-06-11
【导读】:织物是由纤维与纤维通过分子间的范德华力*以及氢键等作用力重叠交织而成,由于纤维本身是多孔性,加上纤维与纤维间的空隙,在织物表面和纤维内部存在着血多“毛细管”,很容易被液体所...
关健字:含氟防水剂 范德华力 氟碳树脂防水剂

织物是由纤维与纤维通过分子间的范德华力*以及氢键等作用力重叠交织而成,由于纤维本身是多孔性,加上纤维与纤维间的空隙,在织物表面和纤维内部存在着血多“毛细管”,很容易被液体所湿润,由表面物理化学的一般理论可知,当液体的临界表面张力大于接触面的表面能时就不会润湿。

氟是自然界中电负性最大的元素,几乎不能被激化,当碳链上的氢被氟取代之后键能增加,键长变短,氟碳键的稳定性非常好,且氟碳分子间的作用力很小,因此氟碳聚合物具有极低的表面能,有良好的防水防油性能。氟聚合物的防油整理机理就是在底材外表面形成一层薄膜,使底材的表面能显著降低,小鱼一般液体,从而表现出憎水憎油的性能。

因此当含氟聚合物在固体表面成膜后,含氟的长侧链能够在界面伸展而又定向排列,就可以发挥防水防油效果。

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*相关阅读范德华力范德华力(van der Waals' force)在化学中指分子之间非定向的、无饱和性的、较弱的相互作用力,根据荷兰物理学家约翰内斯·范德瓦耳斯命名。范德华力是一种电性引力,但它比化学键氢键弱得多,通常其能量小于5kJ/mol。分子的大小和范德华力的大小成正比。

范德华力的主要来源有三种机制:

  1. 极性分子与极性分子之间的永久偶极矩相互作用,称为“取向力”。
  2. 极性分子对非极性分子极化作用,使之产生诱导偶极矩,永久偶极矩与其诱导出的偶极矩相互作用,称为“诱导力”。
  3. 一对非极性分子本身由于电子的概率运动,可以相互配合产生一对方向相反的瞬时偶极矩,这一对瞬时偶极矩相互作用,称为“色散力”。这种机制是范德华力的主要来源,1930年由F.W.伦敦首先根据量子力学原理给出解释,因此也称为“伦敦力”。

范德华力的大小会影响物质尤其是分子晶体熔点沸点通常分子的相对分子质量越大,范德华力越大。(氧化氢)比硫化氢的相对分子质量小,因此范德华力比后者弱,但由于水分子间存在更强的氢键,熔沸点反而更高。壁虎能够在墙及各种表面上行走,便是因为脚上极细致的匙突(spatulae)和接触面产生的范德华力所致。


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