第五章

陽(yáng)離子表面活性劑

2023/12/61表面活性劑表面活性劑陰離子型表面活性劑1陽(yáng)離子型表面活性劑2兩性表面活性劑3非離子型離子型2023/12/62表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑正好與陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)相反。如圖其親水基一端是陽(yáng)離子，故稱陽(yáng)離子表面活性劑，疏水基與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳?xì)滏湣?023/12/63表面活性劑5.1陽(yáng)離子表面活性劑概述

1928年，陽(yáng)離子表面活性劑開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)用作殺菌劑。這類表面活性劑的產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，品種發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍口益廣泛:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑目前陽(yáng)離子表面活性劑的產(chǎn)量還比較小，但其增長(zhǎng)速度要比陰離子和非離子大得多。2023/12/64表面活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N+-CH3Cl-

季銨鹽|CH3

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3主要為含氮的有機(jī)衍生物其它含氮等的有機(jī)衍生物5.1.1陽(yáng)離子表面活性劑的分類2023/12/65表面活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH35.1.1.1胺鹽型該類產(chǎn)物是弱酸的鹽，在酸性條件下具有表面活性，在堿性條件下，胺游離出來(lái)而失去表面活性，因面使它的使用受到限制。無(wú)殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑an四聲2023/12/66表面活性劑5.1.1.2季銨鹽型

R1|R2-N+-CH3X-

季銨鹽|

R3季銨鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。季銨鹽洗滌能力差但殺菌能力強(qiáng)，在陽(yáng)離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。an三聲2023/12/67表面活性劑5.1.1.3雜環(huán)型雜環(huán)類陽(yáng)離子表面活性劑分子中，除碳、氫原子外，還具有其它原子且呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。這類表面活性劑有：?jiǎn)徇h(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌嗪環(huán)、喹啉環(huán)緩蝕劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑等2023/12/68表面活性劑5.1.1.4鎓鹽型鎓鹽類陽(yáng)離子表面活性性劑是指季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑中的親水基團(tuán)N原子為其它可攜帶正電荷的元素如：P、As、S、I等時(shí)的表面活性劑。殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、阻燃劑2023/12/69表面活性劑5.1.2陽(yáng)離子表面活性劑的性質(zhì)溶解性

R1|R2-N+-CH3X-

季銨鹽|

R3隨著碳鏈長(zhǎng)度的增加其水溶性和醇溶性均呈下降趨勢(shì)<15個(gè)碳原子的易溶于水>15個(gè)碳原子水溶性急劇下降烷基鏈上有親水基團(tuán)或不飽和基團(tuán)水溶性增加2023/12/610表面活性劑Krafft溫度點(diǎn)離子型表面活性劑在低溫時(shí)溶度較低，隨著溫度的升高到某一溫度后其溶度突然迅速增加，這個(gè)溫度即Krafft點(diǎn)。同系物的碳?xì)滏溤介L(zhǎng)其Krafft點(diǎn)的溫度越高，通過(guò)Krafft點(diǎn)可以衡量表面活性劑的溶解性能。臨界膠束濃度2023/12/611表面活性劑表面活性同系物隨其碳?xì)滏溤鲩L(zhǎng)其表面張力逐漸下降。2.分子結(jié)構(gòu)相同時(shí)，表面張力隨濃濃升高而降低，降到一定數(shù)值時(shí)又會(huì)隨升高而有所增加。2023/12/612表面活性劑5.2陽(yáng)離子表面活性劑的合成主要是N-烷基化反應(yīng)5.2.1烷基季銨鹽X.N+CH3CH3CH3C16H33季銨化反應(yīng)2023/12/613表面活性劑2.烷基鏈的影響

1.鹵離子的影響

>R-Clδ-δ+5.2.1.1高級(jí)鹵代烷與低級(jí)叔胺的反應(yīng)R-BrR-I>烷基鏈越長(zhǎng)鹵代烷的活性越弱3.叔胺的堿性越強(qiáng)，親核活性越大，越容易反應(yīng)。大的取代基的空間位阻效應(yīng)阻礙反應(yīng)。2023/12/614表面活性劑高級(jí)鹵代烷與低級(jí)叔胺水介質(zhì)60-80oC醇介質(zhì)回流十二烷基三甲基溴化銨表活劑1231-Br十六烷基三甲基溴化銨表活劑

1631-BrBr-溴2023/12/615表面活性劑5.2.1.2高級(jí)烷基叔胺與低級(jí)鹵代烷的反應(yīng)加熱加壓十二烷基三甲基氯化銨DT乳膠防粘劑十六烷基三甲基氯化銨CTAC纖維柔軟劑Cl-氯X-石油醚溶劑加壓80oC1hX-2023/12/616表面活性劑5.2.1.3甲醛-甲酸法莫尼鎳催化加氫2023/12/617表面活性劑甲醇溶劑加熱高級(jí)烷基胺與低級(jí)鹵代烷的反應(yīng)石油醚溶劑加壓80oC1hX-表活劑

16312023/12/618表面活性劑5.2.2含雜原子的季銨鹽5.2.2.1含氧原子含酰氨基的含醚基的5.2.2.2含氮原子5.2.2.3含硫原子特點(diǎn)：是親水的季銨陽(yáng)離子與烷基疏水基是通過(guò)酰胺鍵、酯鍵、醚鍵或硫醚等基團(tuán)相連接[C17H33C-NHCH2CH2N+CH3].CH3SO4-所以又叫做間接連接型陽(yáng)離子表面活性劑。2023/12/619表面活性劑5.2.3含苯環(huán)的季銨鹽氯化芐80-90oC

3h十二烷基二甲基芐基氯化銨1227

/潔爾滅/TAN1227是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作用和一定的緩蝕作用，因此廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)菌藻滋生。高級(jí)烷基叔胺與低級(jí)鹵代烷5.2.3.1

潔爾滅2023/12/620表面活性劑新潔爾滅低級(jí)叔胺與高級(jí)鹵代烷性能更為優(yōu)異的殺菌劑陽(yáng)離子活性劑1227易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、耐光、耐壓、無(wú)揮發(fā)性十二烷基二甲基芐基溴化銨但所帶離子性與陰離子表面活性劑恰好相反所以二者不能與陰離子表面活性混在一起使用，若混合，則產(chǎn)生沉淀并失去效能。2023/12/621表面活性劑5.2.3.2NTNN，N-二乙基-（3’-甲氧基苯氧乙基）芐基氯化銨5.2.3.3ZephirolM5.2.3.4Hyamine16222023/12/622表面活性劑5.2.4含雜環(huán)的季銨鹽嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌嗪環(huán)、喹啉環(huán)濕潤(rùn)劑、洗滌劑、殺菌劑、緩蝕劑、纖維柔軟劑、助染色劑、抗靜電劑、分散劑、起泡劑等2023/12/623表面活性劑5.2.5胺鹽型伯、仲、叔鹽1長(zhǎng)鏈伯胺鹽酸鹽3叔胺鹽2仲胺鹽酯鍵連接的Soromine、滲透劑、勻染劑酰胺鍵連接的Ninol、Sapamine纖維柔軟劑、固色劑纖維柔軟劑、礦物浮選劑Priminox系列2023/12/624表面活性劑5.2.5.4Alcovel阿柯維爾系列在冷水中任意稀釋，無(wú)需攪拌都可迅速溶解分散，對(duì)織物的滲透性和吸附力極強(qiáng)，有效地降低纖維表面的靜摩擦力。本品主要用于真絲、棉、麻、合成纖維以及混紡織物的柔軟整理。整理后的織物呈羊毛狀膨松、豐滿滑爽、光潔柔軟。增加通透和回彈性、防縐縮抗撕裂，手感舒適。2023/12/6