含氟表面活性剂是一种特殊的表面活性剂，是已知表面活性剂品种当中表面活性最高的一种。它在消防、洗涤、纺织、杀菌等诸多工业领域有着广泛的应用。阳离子含氟表面活性剂是含氟表面活性剂最重要的品种之一，目前市面上常用的阳离子含氟表面活性剂是以全氟辛基磺酸(简称PFOS，分子式C8F17SO3H)或全氟辛酸(简称PFOA，分子式C8F15O2H)为起始原料，通过酰胺化生成含氟中间体，继而再引入各种亲水基团而合成的。因为PFOS和PFOA的成本低廉，所以此类表面活性剂也在工业上广泛应用。但是近期的研究表明，此类含氟表面活性剂在人和动物体内极难降解，并且有一定的毒性，会对人体的健康和生态环境造成危害。欧盟已于2008年起严格限制PFOS和PFOA类表面活性剂的使用。所以寻找合适的含氟替代品成为含氟表面活性剂研究领域的新热点。国外很多学者和公司对含氟替代品的开发已经比较成熟，但是由于其工业应用性较强，很多都是以专利的形式保护起来，公开发表和报道的很少，这就使得其他学者在借鉴研究成果方面受到了很大的限制。而国内在含氟替代品的开发上还处于起步阶段，较其他发达国家相差很远。本文研究的目的就在于合成一种新的含氟表面活性剂，并对其性能进行评价，为我国含氟替代品的研究做出实验和理论支撑。已经有文献报道表明，碳氟链的链长小于等于4的含氟表面活性剂，对环境的危害已经微乎其微。所以本文选取了全氟丁酸作为原料，分别与N,N-二甲基-1,2-乙二胺[NH2(CH2)2N(CH3)2]和N,N-二甲基-1,3-丙二胺[NH2(CH2)3N(CH3)2]反应制成两种不同的含氟中间体， N,N-二甲基乙基全氟丁酰胺[C4F7ONH(CH2)2N(CH3)2]和N,N-二甲基丙基全氟丁酰胺[C4F7ONH(CH2)3N(CH3)2]。然后两种中间体分别用盐酸酸化得到两种盐酸盐；两种中间体分别跟溴乙烷、1-溴代正丁烷、1-溴代正己烷、1-溴代正辛烷季铵化得到八种季铵盐。用单因素实验优化了中间体的合成条件。然后研究了产物的溶解性、表面张力、接触角和抑菌性。溶解性测试表明，十种产物均具有较好的溶解性能，亲水基上碳氢链长度的增加会降低此类表面活性剂的溶解性。表面张力测试结果表明，此类表面活性剂有着很好的表面活性，CMC也较低，亲水基团碳氢链的增长和中间连接基团碳氢链的增长都可以降低此类表面活性剂的表面张力和CMC。另外，八种季铵盐表面活性剂还具有良好的抗酸碱和抗盐性。在酸性环境中的表面张力变化不大，但是CMC有所降低，原因是H离子的屏蔽效应；在碱性环境中表面张力会升高，丧失部分表面活性，主要原因是OH-的影响；在外加盐环境中的表面张力基本不变，但是CMC有所降低，原因是Na离子的屏蔽效应。接触角测试结果表明此类表面活性剂在石蜡和PET表面具有良好的润湿性能。抑菌性测试表明，八种季铵盐产物还具有一定的抑菌性能，并且亲水基上碳氢链增长对抑菌性有一定的增强作用，当连接基团的碳链数目增加时，此类表面活性剂的抑菌能力增强较大。