第五章 阳离子表面活性剂

第五章阳离子表面活性剂陈朝晖Chapter5CationicSurfactants

(c-SAA)

AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitlec-SAA在水溶液中呈现正电性，形成带正电荷的表面活性离子。工业c-SAA多是含氮化合物，如伯、仲、叔胺及其衍生物的盐和季铵盐等。有许多特殊性质，如抗静电、杀菌、缓蚀、矿物浮选、相转移催化，织物整理等。与a-SAA、n-SAA相比，使用量相对较少，占SAA市场份额10％。相对价格高。我国c-SAA的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。§5.1概况(Introduction)消毒杀菌剂匀染剂抗静电剂矿物浮选剂TEXT相转移催化剂织物柔软剂5.1.1阳离子表面活性剂的分类胺盐型鎓盐型季铵盐型杂环型是最为重要的c-SAA品种，既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，具有一系列优良的性质，而且与其他类型的SAA相容性好。十八烷基二甲基苄基氯化铵(缓染剂DC)按照携带正电荷的原子不同，c-SAA还包括鏻盐、锍盐、鉮盐和碘鎓化合物等。均具有良好的杀菌作用，碘鎓同时还具有良好的净洗作用。c-SAA的KT与SAA疏水基碳链的长度呈线性关系KT=a+bn，a,b是常数，n为碳链所含碳原子的个数，此外，也与成盐配对的离子有关。胺盐型c-SAA对pH敏感，季铵型的水溶性很好，并随着烷基碳增加呈下降趋势。有15以下烷基C的易溶于水，反之难溶。单长链烷基季铵盐溶于极性溶剂，不溶非极性溶剂，双长链烷基的几乎不溶于水，溶于非极性溶剂。c-SAA随着烷基碳链长度的增加，γ逐渐下降；分子结构相同时,在一定范围内，γ随活性剂溶液的浓度升高而降低，降低到一定数值时又随溶液浓度的升高而增加。水溶性克拉夫特点(Krafftpoint)表面活性c-SAA烷基碳链长度增加，临界胶束浓度降低。CMC刘在美,吴京峰,谈龙,等.由六氟丙烯二聚体合成阳离子表面活性剂及其性能

[J].精细化工,2005,(1):53-c-SAA的性质主要合成方法Synthesismethods1.高碳胺与低碳烷基化剂合成季铵盐2.高碳卤化物与低碳胺合成季铵盐高碳卤代烷与三甲胺、苄基二甲胺、吡啶等反应。与二甲基烷基胺反应。§5.2典型产品合成SynthesisofClassicalc-SAA溴化苄基铵(Benzalkoniumbromide)商品名新洁尔灭氯化苄铵(Benzalkoniumchloride)

商品名洁尔灭(1227)十六烷基三甲基溴化铵(1631/CTAB)

(CetyltrimethylaminiumBromide)双十八烷基二甲基氯化铵（D1821）(DisteryldimethylaminiumChloride)

合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基化反应，其中叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也叫做季铵化反应。十二烷基二甲基苯基溴化鏻鎓盐型c-SAA杂环型c-SAA作业1、c-SAA有什么特点？2、主要分类及其结构？3、1227、1631的合成？第六章两性表面活性剂陈朝晖Chapter6AmphotericSurfactants

(am-SAA)

分类特性及应用定义am-SAA是指由阴离子和阳离子所组成的SAA，即在亲水基一端阳离子和阴离子同时通过共价键连接在疏水基上的SAA。am-SAA品种较少。am-SAA大部分是羧基盐类型。其中阴离子部分是羧酸基，由胺盐构成阳离子部分叫氨基酸型am-SAA；由季铵盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型am-SAA。这类SAA具有许多独特的性质：存在等电点，在等电点溶液中呈非电离特性；大于等电点am-SAA呈a-SAA性质，小于等电点呈c-SAA性质且杀菌性很强；起泡性良好，去污力强；还具有防金属腐蚀与表面抗静电作用，复配性能好。主要作织物柔软剂、渗透剂、净洗剂、杀菌剂、抗静电剂，防蚀剂、油漆颜料分散剂，胶片乳剂铺展剂。§6.1概况(Introduction)氨基酸型Aminoacidam-SAA甜菜碱型Betaineam-SAA咪唑啉型Imidazolineam-SAA氧化胺型Amineoxideam-SAAOAE-18，十八酰胺丙基氧化胺C18H37N(CH2CH2OH)2→O烷基二甲基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱十二烷基氨基丙酸（C12H25N+H2CH2CH2COO-）N-羧甲基-N-羟基-N-羟乙基-2-十七烷基咪唑啉甜菜碱型am-SAA的KT与阴离子亲水基团类型有关，一般情况下羧酸型KT

低，硫酸酯及磺酸型的高。无机盐加入使am-SAA的KT降低。水溶性受到pH变化的影响。对于am-SAApH=等电点时溶解度最低，小于等电点时随pH增加呈下降趋势，大于等电点时随pH增加呈上升趋势。am-SAA等电点：氨基酸型pH=2-4.5，咪唑啉型pH=7，甜菜碱型pH更复杂。am-SAA随着烷基碳链长度的增加，γ显著下降，LSDR增加。水溶性克拉夫特点(Krafftpoint)表面活性甜菜碱型am-SAA临界胶束浓度与碳链长度的关系：logCMC=A-BN。氨基酸型am-SAA临界胶束浓度随pH值升高而升高。CMC6.2am-SAA的性质表6-1甜菜碱型活性剂的等电点活性剂结构RC12C18C12C18C8C10C12等电点5.1～6.14.8～6.84.7～7.54.6～7.65.5～9.56.1～9.56.7～9.5图6-1水溶性与pH值的关系钙皂分散力（LSDR,limesoapdisporsingrate）或钙皂分散性是指100g油酸钠在硬度为333mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量氨基酸型Aminoacidam-SAA甜菜碱型Betaineam-SAA咪唑啉型Imidazolineam-SAA十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）、-烷基三甲基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、磺酸盐甜菜碱十八烷基二甲基甜菜碱十二烷基二羟乙基甜菜碱§6.3典型产品合成SynthesisofClassicalam-SAA氧化胺型Amineoxideam-SAA作业1、am-SAA有什么特点？2、主要分类及其结构？3、BS-12的合成？第七章其它表面活性剂陈朝晖Chapter7OtherSurfactants

§7.1氟烃SAA(FluorocarbonSAA)SAA碳氢链中的氢原子部分或全部被氟原子取代，形成的一类新型SAA---氟烃SAA。氢原子可以部分被氟原子取代，也可全部被氟原子取代，后者称为全氟表面活性剂。例如：1高表面活性2高热稳定性3高化学稳定性4两憎氟烃SAA有极高的表面活性，其水溶液的γ可低至15mN/m以下(8~12个碳原子最佳，甚至可低到12mN/m)，这是其它类型SAA所远不及的。氟烃SAA具有高熔点、高Krafft点和在溶剂中溶解度底、耐高温的特点。氟烃SAA耐强酸、强碱，强氧化剂，在浓硫酸､浓硝酸中不分解｡其分解温度高达420℃。全氟烃SAA同时具有既疏水又疏油的性质，不但能降低水的γ，而且也能降低液态碳氢化合物的γ。§7.1.1氟烃SAA的基本特性§7.2有机硅SAA(SiliconeSAA)亲油基由聚硅烷或聚硅氧烷组成的表面活性剂，润滑性好，柔软性好，用于高级织物的整理剂，还是公认的最优消泡剂。二甲聚硅氧烷，又名二甲硅酮，n=200～3001季铵盐含硅SAA的杀菌能力强，配成稀溶液就能杀死各种细菌，例如革兰氏阴性细菌、葡萄球菌、真菌等。2硅氧烷SAA具有化妆品配方要求的润滑性、光泽、调理性、耐水性和特殊触感等特性在这一领域应用前景好。3大多用于洗发剂、护发素和调理香波中。它们能改善头发的梳理性、光泽和触感。§7.3

高分子SAA(PolymerSAA)天然或合成分子量在数千以上的水溶性聚合物为高分子SAA，多用作乳化和分散剂，如蛋白质，纤维素、淀粉衍生物，聚乙烯醇