介绍
3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷（3-(Perfluoro-n-octyl) propenoxide，简称 PFOP）具有全氟长链，一端为-C₈F₁₇，具有强电负性，易形成低表面能结构；另一端为环氧基团。在多功能环氧纳米复合材料中，可以用于电磁干扰（EMI）屏蔽、超双疏性、机械强化与耐腐蚀性集成的材料领域。
3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷
用于防腐材料
NH₂@rGO 表面的氨基（N-H）与 π 共轭骨架，可与3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷分子中的 C-F 键形成弱相互作用，这种相互作用使 PFOP 分子吸附在纳米填料表面，减少填料间的范德华力与磁性吸引。含 PFOP 的 NH₂-CoNC@rGO 悬浮液可静置 12 小时无沉淀，而不含 PFOP 的 rGO 悬浮液仅数小时即出现团聚分层。同时，PFOP 使悬浮液在 5-50℃宽温度范围内保持低黏度。
3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷与 4,4'- 六氟异丙基二酚二缩水甘油醚（FAEP）复配形成 FEP 基体时，全氟长链可嵌入 FAEP 的交联网络，减少分子间空体积，增加内聚能。实验数据显示，当 PFOP:FAEP 质量比为 2:10 时，FEP 基体的拉伸强度较纯 FAEP 提升 31.4%，冲击强度提升 23.7%，且玻璃化转变温度（T₉）提高 11.4℃。
3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷的环氧基团可与 NH₂@rGO 表面的氨基发生开环反应，形成共价键（-O-NH-），同时其全氟链与 CoNC@rGO 的碳骨架形成 π-π 相互作用，使纳米填料与基体间的应力传递效率显著提升。优化后的 NH₂-CoNC@rGO₁₀-FEP 复合材料（含 PFOP）拉伸强度达 64.4 MPa，冲击强度达 33.7 kJ/m²，分别较不含 PFOP 的 rGO₁₀-FEP 提升 25.3% 和 48.7%。
防腐作用机制
3-(全氟正辛基)-1,2-环氧丙烷的全氟长链在复合材料表面富集，使表面张力降至 25 mN/m 以下（远低于水的 72.8 mN/m 和十六烷的 27.5 mN/m），为超疏液性提供基础。PFOP 辅助分散的 CoNC@rGO（含 1D CNTs）与 NH₂@rGO（2D 片层）在材料表面形成微米凸起/纳米褶皱的复合粗糙结构，可捕获大量空气口袋（空气占比 fₐ达 0.85），使水滴或油滴无法渗透表面，仅与表面少量固体区域接触。NH₂-CoNC@rGO₁₀-FEP 涂层的水接触角（WCA）达 154°，十六烷接触角（OCA）达 151°，且经 400 cm 砂纸磨损、700℃火焰灼烧 9 秒或 0.1 M HCl/NaOH 浸泡 12 小时后，WCA 与 OCA 仍保持在 140° 以上，表现出优异的机械 robustness 与化学稳定性。此外，PFOP 的全氟链化学惰性与纳米填料形成的延缓腐蚀介质渗透协同，使复合材料在 3.5 wt% NaCl 溶液中浸泡 30 天后，阻抗模量（|Z|₀.₀₁Hz）仍保持 3.16×10¹⁰ Ω・cm²，远高于纯环氧涂层（2.51×10⁹ Ω・cm²），实现长期防腐[1]。
参考文献
[1] Li K, Han L W, Wang X M, et al. MOF-derived CoNC@rGO/amine-rich@rGO/fluorinated-epoxy nanocomposites with EMI shielding, mechanical robustness, superamphiphobicity and long-term anticorrosion properties[J]. Chemical Engineering Journal, 2023, 455: 140542.