PFOS是全氟辛烷磺酰基化合物的简称。由它合成的化学品具有超低表面张力（10-15mN/m），表现出优异的疏水性和疏油性，良好的热稳定性和化学稳定性，可用于高温、强酸、强碱等体系中；优良的相容性，可与其它化学物复配使用。由于这些特性，纺织染整行业利用它对高张表面纤维进行表面改性，达到防水、拒油，易去污作用，自20世纪60年代已用于纺织品的防水、拒油和易去污整理。

    我国纺织印染行业规模性使用PFOS防水拒油整理剂始于20世纪70年代末至80年代初。由于纺织工业近三十年的飞跃发展，这款高端含氟功能性整理剂的耗用量急剧增长。2006年我国防水拒油易去污整理剂耗用量1.1万吨以上，其中95%进口。按照在纺织品上整理剂用量计算，可以生产这类防护功能的纺织品约为12亿m2。据有关方面统计，按照近几年我国三防整理剂年消耗增长率约为10-15%，到2010年消耗量大概达到1.5万吨，可以加工14亿m2左右纺织品，以平均10元/m2单价计，将是140亿人民币产值。制成防护功能的服装，产值又将上一个更高的台阶。

    PFOS的危害和禁用

    但是，PFOS已被证明是一种有毒化学品，对人体健康和生态环境极其有害。PFOS对肝脏、神经、心血管系统、生殖系统和免疫系统的多种器官具有毒性和致癌性。动物试验证明，体内积累2mg/kg的PFOS可导致死亡。而且PFOS具有远距离环境迁移能力，污染范围十分宽广，经调查，日本东京湾、上海黄埔江的水系中都检测到PFOS的踪迹。

    随着各国对PFOS的毒理学和生态学的深入研究，经济合作与发展组织（OECD）于2002年12月在第34次化学委员会联合会议上，对PFOS发出一项风险评估报告，把它列为一种难分解的可持久性在生物体内积累的有毒化学品（PBTs）。研究表明，PFOS在生物体内积累的毒性比已列入2001年5月23日签署的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的12种含氯农药和多氯二恶英等要高数百倍和数千倍。

    鉴于PFOS对人体健康和生态环境的严重危害，欧洲议会于2006年12月12日发布限制PFOS使用的2006/122/ECOF法令，于2008年6月27日起开始实施。法令对PFOS的限量规定为：作为生产原料和制剂组份中，PFOS限量不超过0.005%(50mg/kg)，纺织品及涂层材料的限量为1μg/m2。根据这一限量，以PFOS为起始原料所制造的整理剂不可能达标，实际上就是禁用。

    该指令还指出，全氟辛酸（PFOA）被怀疑有与PFOS相似的危害性，正在对它的危险分析实验进行评估。早在2001年前后，美国环境保护局（EPA）对当时市场上出现杜邦公司的Teflou不粘锅的全氟辛酸铵的毒性评估，也会对人体和环境造成潜在危险，但是对于PFOA是怎样转移到环境中和怎样对人体健康造成危害，还没有完全证实，需要更多的科学实验来进行风险评估。目前美国EPA提出了PFOA自主削减计划，至2010年PFOA排放减少95%，2015年减少100%，即零减放。

    Oeko-Tex标准100于2009年1月8日发布2009年修订版中的4项重大修订，其中，PFOS在所有纺织品上限量为1μg /m2，PFOA在婴幼儿纺织品上限量为0.1mg/kg，其它纺织品为0.25mg/kg。

    替代品研发

    当务之急是含PFOS功能整理剂的替代品研究与开发，这项工作早在本世纪初就已经开始，要求非常明确：首先是不含PFOS（包括PFOA），同样重要的是，功能不亚于含PFOS的功能整理剂。

    2002年美国3M公司研发全氟丁基磺酸（PFBS）替代PFOS，由此生产出Scotchguard系列商品。由于氟碳链短，因此无明显持久生物积累性，短时间能随人体新陈代谢排出体外，且其降解物无毒无害，对环境无损。但这些产品与用PFOS制得的产品相比，拒油性能还有相当距离。

    全氟己烷基磺酸盐或磺酰化物（PFHS）和全氟己酸（PFHA）是目前替代PFOS的热门选题，国内的浙江巨化集团于2004年开始研究。与PFBS同样的原因，对人体和环境危害性减少。各国典型品种有：科莱恩在2006年6月德国举行的Techtextil＆Avantex展览会上推出的Nava N系列产品；日本旭硝子公司的Asahi Guard AG-E061；大金工业株式会社与美国道康宁公司的优尼恩TG-5521；德国Rudoff公司的Rucoguard AC6、AR6、AT6等。它们的防水拒油性能与PFBS相比有了很大的提高，但PFHS制得产品的拒油性还没有达到PFOS和PFOA制得产品的水平，而且应用调浆法合成PFBS或PFHS时难免混有碳链长的PFOS。通常合成PFOS时最高只能达到68%的含量，其余是低于C8或高于C8的产品。杜邦公司采用新的氟调浆物制造技术主要得到C6基产品，没有C8基成份。

    开发含硅氟整理剂是国内外研究开发的一个新的方向。含硅氟的整理剂同时具有含硅和含氟整理剂的优点。比普通的硅氧烷具有更特殊的性能，有很好的热稳定性和耐化学稳定性，以及更低的表面张力。其合成方法和普通硅氧烷相近，含氢硅油与不饱和的含氟化合物加成反应是合成含氟硅氧烷的重要方法。

    全氟硅烷的氟碳原子可调节在6个碳以下，含氟硅烷的氟碳链碳原子即使是2个或4个，也具有很好的防水和拒油效果。美国阿托费纳化学公司、德国希尔公司、日本陶氏东丽硅氧烷株式会社、日本三井化学株式会社和美国道康宁公司等生产烷氧烷的专业公司都研发了一批含氟硅整理剂。国内武汉大学、东华大学、天津工业大学、中科院化学所也都研制了一批含氟有机硅，能用于纺织品的防水、拒油整理。

    除此以外，利用低表面张力的氟碳聚合物与碳氢或硅氧烷聚合物混和达到复配增效作用，也可达到防水拒油功能。如果使用PFOS类氟碳聚合物，只要使其含量在混合物中低于0.005%，也是一种行之有效的方法。

    经历了四十余年的PFOS系列功能整理剂有其独特的性能，将其取代决非易事，随着科技发展必将得到安全的，性能优异的防水、拒油、易去污整理剂。目前也有一些无PFOS而性能与PFOS系列三防整理剂大相径庭的、鱼目混珠的产品进入市场，厂家必须谨慎选用。

    来源: 《纺织品印花》 文：陈荣圻