PRODUCT製品紹介

フッ素系界面活性剤(サーフロン)

フッ素系界面活性剤とは

フッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤です。
フッ素系界面活性剤は、一般的な炭化水素系の界面活性剤あるいはシリコーン系の界面活性剤と比べて、より少ない添加量でより低い表面張力を発現します。すなわち、低い臨界ミセル濃度でかつ低い臨界表面張力の界面活性剤です。
それらは、フッ素原子の原子半径が水素原子のそれよりもわずかに大きいこと、また、フッ素の強い電気陰性度に由来する強い炭素-フッ素結合に伴い、形成されたパーフルオロアルキル基が、それ同士の分子間力の弱さ、他の物質との相互作用性の小ささを持つことに由来するものです。
その、低い表面張力により、フッ素系界面活性剤を加えた系は優れた濡れ性を発現します。

フッ素と水素の比較

  水素原子 フッ素原子
元素記号 H F
ファンデルワールス半径(Å) 1.2 1.35
電気陰性度 2.1 4.0
C-X結合距離(Å) 1.09 1.32
C-X結合エネルギー(CX4)(kJ/mol) 416 486

また、その表面張力の低下力は、水系だけでなく、溶剤系でも威力を発揮します。
一般的な炭化水素系の界面活性剤などでは濡れ性改良が困難な溶剤系でも、フッ素系界面活性剤の添加により、表面張力を低下させることが出来て、濡れ性・浸透性の向上が可能です。

そのような機能を持つことを生かして、フッ素系界面活性剤は多岐にわたる分野において使用されております。

水系・有機溶媒系中のイメージ図

  炭化水素系界面活性剤 フッ素系界面活性剤
水溶液系 表面に炭化水素基を配向させる。 表面にパーフルオロアルキル基を配向させる。
有機溶媒系 表面に配向出来ず溶解する。 表面にパーフルオロアルキル基を配向させる。

各種溶剤の表面張力(20℃) (単位mN/m)

溶剤 表面張力 溶剤 表面張力
72.8 ジメチルスルホキシド 43.5
メタノール 22.5 オクタン 21.6
エタノール 22.4 ジクロロメタン 27.8
酢酸エチル 24.0 シクロヘキサノン 35.2
MEK 24.5 ジエチレングリコール 45.2
トルエン 28.5 ブチルセロソルブ 26.5

水の表面張力は70を超える高い範囲にあります。
一方で一般的な有機溶剤は20~40台の表面張力です。表面張力が20台の溶媒は一般的な界面活性剤では表面張力を低下させることが出来ませんが、フッ素系界面活性剤では、表面にパーフルオロアルキル基を配向させることで、10台まで表面張力を低下させることが出来ます。

サーフロン(Surflon)の特長

サーフロン(Surflon)は、構造中にパーフルオロアルキル基を備えたフッ素系界面活性剤です。サーフロンは従来の研究では難しいとされていた低炭素数のパーフルオロアルキル基(炭素数6以下)での性能発現を、各種検討を重ねることで達成いたしました。
低炭素数のパーフルオロ構造で機能を発現させることにより、PFOAの問題をクリアしております。
サーフロンは水系、非水系、いずれにも対応できるよう品揃えをしております。どちらに対しても0.1%以下の添加量で表面張力が20mN/mを切るレベルの低表面張力を達成することができます。最も低いレベルでは、臨界表面張力として15mN/mを達成しており、これを100ppm未満の低濃度で発現します。この低い表面張力を実現することで、ぬれ性、レベリング性、浸透性、などの向上を行うことが出来ます。
水系においては、アニオン、カチオン、両性、ノニオンとそれぞれのイオン性の界面活性剤を用意いたしており、また、非水系のものもあり、豊富なラインナップを取り揃えております。
少ない添加量で機能を発現できる為、製品コストへの影響が極めて小さくなっております。

適用用途

具体的な適用例はこちらのリンク先を御覧下さい。

さまざまな業種のさまざまな組成に対して、数十~数千ppm添加することでさまざまな機能を発揮させることが主な使い方になっております。
一部では添加ではなく、表面に塗布する形、コーティングする形での使い方もございます。

フッ素系の界面活性剤を添加した形で使用される剤としては、塗料・インキ、床ワックス、水系消火薬剤、写真用乳剤、洗浄剤、レジスト、グリース、水ガラス、レンズ曇り止め、メッキ液、PTFE分散液、電解液、塩ビ・POフィルムなどさまざまです。
水系、非水系いずれに対しても、それぞれに適応した品種がございます。

また、コーティングする形のものとしては、例えば、離型剤、木材・石材の表面処理防汚、ドライクリーニング、など具体的適用例がございます。

上記用途以外でも、フッ素系界面活性剤を用いて行ってみたいことのアイディアはあるのだけど、どういった構造・品番を適用すればいいのかイメージできないというような場合はお気軽にご相談ください。

サンプルの提供について

学術関係者・企業関係者の方へは、100g詰めの無償サンプルをご用意しております。少ない添加量で機能を発揮するものである為、サンプル量は100gで十分であろうと考えておりますが、それ以上の量が必要である場合はご相談ください。
品番のご指定が難しいと感じられた場合、用途を記載の上でご相談ください。
弊社担当のものがご相談にお答えします。

サーフロン製品の一覧については、こちらのリンク先でご確認ください。

工業製品ですので個人の方へのサンプル提供出来かねますことをご容赦ください。