本發明涉及表面活性劑，具體涉及生物基表面活性劑、含氟丙烯酸酯類聚合物及制備方法。

背景技術：

1、pfas(全氟和多氟烷基物質)廣泛的應用于含氟橡膠的制備、消防、農藥、選礦、造紙、皮革等多個領域，比如最常見的全氟辛酸(pfoa)和全氟辛烷磺酸(pfos)。

2、由于pfos類氟碳表面活性劑的環境問題是由于其氟碳鏈鏈長較長，難以在自然界和生物體中降解，目前全球pfos替代品研發策略主要集中于降低氟碳鏈的毒性，如降低氟碳鏈鏈長(如疏水氟碳鏈鏈長為6個碳的pfhs和4個碳的pfbs)、氟碳鏈中引入更易降解的弱位點(如偏氟乙烯低聚物中的亞甲基、六氟環氧丙烷低聚物中的醚鍵)、氟碳鏈支鏈化(如六氟丙烯的低聚物)、構造新型氟碳表面活性劑結構(如雙子表面活性劑和雜雙子表面活性劑)等方式。如cn?118955321?a所構建的表面活性劑就是通過降低含氟的總碳數來避開pfas的禁令，cn?117903346?a則是通過引入氧雜原子來增加鏈段的薄弱點，從而實現可降解表面活性劑的制備，但是都沒有從根本上解決含氟化合物所存在的有毒性以及潛在的生物積累性。

3、都是針對含氟鏈段的改性，通過縮短含氟鏈段或者增加鏈中的薄弱點來達到可降解的目的，從而避開pfas的規則，但終究還是存在生物積累性以及對人體有害性，同時大多數的表面活性劑的合成都較為復雜，步驟繁瑣。隨著環保意識的不斷完善，該類化合物已經在逐步進行管控以及禁止，無法作為乳化劑應用于橡膠的乳液聚合中。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供生物基表面活性劑及其制備方法，該生物基表面活性劑不僅無毒可降解，且具有優異的乳化能力以及降低水表面能的能力。

2、此外，本發明還提供由上述生物基表面活性劑制備的含氟丙烯酸酯類聚合物及其制備方法；生物基表面活性劑在含氟單體的乳液聚合中表現出優異的乳化效果，所得乳液的穩定性高。

3、本發明通過下述技術方案實現：

4、生物基表面活性劑，其結構式如下：

5、

6、本發明的生物基表面活性劑為非氟表面活性劑，生物基表面活性劑不僅無毒可降解，且具有優異的乳化能力以及降低水表面能的能力。

7、一種生物基表面活性劑的制備方法，將環孢素a、異丙醇、亞硫酸氫鈉溶液、有機堿和引發劑置于恒溫油浴中混合，在39-42℃下反應18-25h。

8、在一種優選方式中，有機堿至少包括三乙胺、二異丙胺和四甲基乙二胺中的一種。

9、在一種優選方式中，引發劑至少包括過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧苯甲酰和過氧化氫叔丁醇中的一種。

10、在一種優選方式中，以環孢素a的摩爾比計，亞硫酸氫鈉為2-5％；有機堿為2-8％；以環孢素的質量計，引發劑為2-15％。

11、一種生物基表面活性劑作為乳化劑在制備橡膠乳液中的應用。

12、一種含氟丙烯酸酯類聚合物，以含氟丙烯酸酯為原料，以生物基表面活性劑為乳化劑，進行聚合反應獲得；含氟丙烯酸酯至少包括丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸六氟丁酯中的一種。

13、一種含氟丙烯酸酯類聚合物的制備方法，包括以下步驟：

14、s1、將含氟丙烯酸酯、生物基表面活性劑和溶劑進行混合，獲得預乳液；

15、s2、在引發劑存在下，將步驟s1中的預乳液和溶劑混合并引發反應，得到反應液；

16、s3、將步驟s1中預乳液、引發劑和步驟s2制備的反應液進行混合，進行聚合反應，獲得含氟丙烯酸酯類聚合物。

17、在一種優選方式中，步驟s2和步驟s3中的引發劑為過硫酸鉀。

18、在一種優選方式中，步驟s1和步驟s2中的溶劑包括水。

19、本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

20、1、本發明所合成的生物基表面活性劑具有無毒、可生物降解、生態安全以及高表面活性，同時本發明生物基表面活性劑的制備方法通過使用有機堿和有機過氧化物組合的催化體系對雙鍵的加成是最有效果的，反應條件簡單易操作，適合于工業生產；具有合成步驟簡短，實際操作簡單等有優點，同時在含氟丙烯酸酯單體的聚合中表現出良好的乳化效果，其反應時間短，所得乳液穩定，可以極大的提高反應效率。

21、2、本發明所得的生物基表面活性劑的原料為通過真菌發酵所得環孢素a，原料來源符合綠色化學，生產過程中無環境污染問題。

技術特征：

1.生物基表面活性劑，其特征在于，其結構式如下：

2.如權利要求1所述的生物基表面活性劑的制備方法，其特征在于，將環孢素a、異丙醇、亞硫酸氫鈉溶液、有機堿和引發劑置于恒溫油浴中混合，在39-42℃下反應18-25h。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機堿至少包括三乙胺、二異丙胺和四甲基乙二胺中的一種。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑至少包括過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧苯甲酰和過氧化氫叔丁醇中的一種。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，以所述環孢素a的摩爾比計，亞硫酸氫鈉為2-5％；所述有機堿為2-8％；以所述環孢素的質量計，所述引發劑為2-15％。

6.如權利要求1所述的生物基表面活性劑作為乳化劑在制備橡膠乳液中的應用。

7.含氟丙烯酸酯類聚合物，其特征在于，以含氟丙烯酸酯為原料，以如權利要求1所述的生物基表面活性劑為乳化劑，進行聚合反應獲得；所述含氟丙烯酸酯至少包括丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸六氟丁酯中的一種。

8.如權利要求7所述的含氟丙烯酸酯類聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟s2和步驟s3中所述的引發劑為過硫酸鉀。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟s1和步驟s2中所述的溶劑包括水。

技術總結
本發明涉及表面活性劑技術領域，具體涉及生物基表面活性劑、含氟丙烯酸酯類聚合物及制備方法，生物基表面活性劑的結構式如下：其制備方法為將環孢素A、異丙醇、亞硫酸氫鈉溶液、有機堿和引發劑置于恒溫油浴中混合，在39?42℃下反應18?25h。本發明的生物基表面活性劑不僅無毒可降解，且具有優異的乳化能力以及降低水表面能的能力。

技術研發人員：李茂琴,王永齊,徐巧林,文龍,郭豐昱,吳錦榮
受保護的技術使用者：四川道弘新材料股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24