1.1、防水防油機(jī)理

從表面化學(xué)分析，要使液體（包括水、油、油性污垢等）不能潤(rùn)濕固體表面纖維，則固體的臨界表面張力必須小于液體，也就是θ＞90°，液體不能潤(rùn)濕固體表面；反之θ＜90°，固體表面被潤(rùn)濕。

含氟整理劑之所以具有優(yōu)異的防水、防油、防污的性能，是因?yàn)楹韯┛墒贡徽砜椢锉砻婢哂蟹浅５偷谋砻鎻埩Γ粌H低于水，而且低于各種有機(jī)液體，因而使其具有防水防油性。

如圖1所示。有機(jī)硅系列防水劑結(jié)構(gòu)中Si—O主鍵上接有甲基（—CH3），因而其不具備防油性。

圖2中展示了，含氟防水防油劑通過降低纖維表面張力，達(dá)到優(yōu)異的防水防油效果。如通常棉的臨界表面張力為γc≈200 mN/m，而常溫下水、果汁、油的表面張力分別為72、50、30mN/m，所以棉很容易被以上液體潤(rùn)濕。經(jīng)過含氟整理劑處理后，棉纖維表面張力下降至約10 mN/m，呈現(xiàn)出良好的防水防油性。而無氟防水劑本身的表面張力比較高，只能防水或者防部分水溶性液體（如牛奶、果汁等），達(dá)不到防油的效果。

1.2、防水防油劑的結(jié)構(gòu)

含氟防水防油劑是由一種或幾種氟代單體和一種或幾種非氟單體共聚而成。氟代單體一般為含氟烷基丙烯酸酯單體，提供防水、防油性；非氟單體則提供聚合物成膜性、柔軟性、耐洗性、交聯(lián)性等。

如圖3，其代表性結(jié)構(gòu)示意。其中功能基團(tuán)為含氟防水防油劑的主體，提供防水防油性；成膜基團(tuán)賦予成膜性、柔軟性；耐久基團(tuán)可賦予與纖維的接合性（特別是滌綸、尼龍）、耐磨性、耐洗滌性；交聯(lián)基團(tuán)根據(jù)自交聯(lián)和與纖維的交聯(lián),形成強(qiáng)韌的皮膜后，賦予耐久性等目的。

1.3、易去污機(jī)理

如圖4，從表面化學(xué)因素分析，要使油污易去除，紡織品必須有低的γwf（水-織物相的界面張力）和較高的γo（f油-織物相的界面張力），即紡織品必須具有高的親水性能。

根據(jù)以上原理，為解決在空氣與水中易去污性和防水防油性的相互矛盾，要求整理劑應(yīng)含有防水性部分和親水性部分兩種性質(zhì)截然不同的結(jié)構(gòu)成分，從而使整理織物在空氣和水中表現(xiàn)出不同的界面特征，以滿足空氣中防水防油而水中又具有高親水性。

圖5為含氟易去污劑的主要結(jié)構(gòu)含氟易去污整理劑分子中既含有防水防油基團(tuán)——全氟烷基丙烯酸酯聚合物，又含有親水基團(tuán)——聚氧乙烯鏈等。織物經(jīng)整理后全氟烷基鏈段定向排列在纖維表面，排斥水性和油性污物，使其不易沾污。如果織物被污物沾附，在水洗液洗滌時(shí),親水性鏈段定向排列在纖維與液體的界面上，吸引水分子，提高其易去污性能（也叫Filp-Flop，反轉(zhuǎn)凈洗效應(yīng)）。織物水洗后烘干，親水鏈段脫水，氟烷鏈段重回其主導(dǎo)地位，再度呈現(xiàn)良好的防水防油性能。

圖6為含氟易去污整理劑在空氣和水中的表面變化。

含氟易去污整理劑按功能可分為：易去污（Stain Release），三防易去污（Dual Action）和親水易去污（Hydrophilic Stain Release）。