表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂详解演示文稿

表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂详解演示文稿当前第1页\共有53页\编于星期三\15点优选表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂当前第2页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述阳离子表面活性剂是具有阳离子亲水基团的表面活性剂。依据亲水基结构分类：(1)胺盐型(2)季铵盐型(3)杂环型(4)鎓盐型当前第3页\共有53页\编于星期三\15点(1)胺盐型该类产物是脂肪胺与无机酸形成的盐，只溶于酸性溶液中，在酸性条件下具有表面活性，而在碱性条件下，胺盐与碱作用生成游离胺而使其溶解度降低失去表面活性，因此它的使用范围受到一定的限制。代表品种结构式：5.1阳离子表面活性剂概述R-NH2·HCl

伯胺盐

CH3|R-N-HCl

仲胺盐|H

CH3|R-N-HCl

叔胺盐|

CH3当前第4页\共有53页\编于星期三\15点(2)季铵盐型季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。季铵盐洗涤能力差，但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。代表品种结构式：5.1阳离子表面活性剂概述

R1|R2-N+-CH3X-

|

R3当前第5页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述(3)杂环型杂环类阳离子表面活性剂是分子中除碳、氢原子外，还含有其它原子，且呈环状结构的化合物。这类表面活性剂有：吗啉型吡啶型当前第6页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述(3)杂环型咪唑啉型哌嗪型喹啉型当前第7页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述(4)鎓盐型按照携带正电荷的原子不同，如P、As、S、I等，阳离子表面活性剂还包括鏻盐、锍盐、碘鎓和鉮盐化合物等。①鏻盐化合物该类阳离子表面活性剂具有良好的杀菌性能，主要用作乳化剂、杀虫剂、杀菌剂等。此外，四羟甲基氯化鏻还具有优良的阻燃性能，可作为织物阻燃整理剂。

CH2OH|HOH2C-P+-CH2OH

Cl-

|

CH2OH当前第8页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述②锍盐化合物锍盐化合物可溶于水，具有除草、杀灭软体动物、杀菌和杀真菌等作用，是有效的杀菌剂，而且对皮肤的刺激小，因此使用性能优于传统的季铵盐化合物。

氧化锍衍生物是锍盐型阳离子表面活性剂中性能十分优异的品种，它在阴离子洗涤剂和传统的松香皂配方中均能保持良好的杀菌性。当前第9页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述③碘鎓化合物碘鎓化合物的优点是同阴离子型洗涤剂和肥皂具有较好的相容性，抗微生物效果好，而且对次氯酸盐的漂白作用有较好的稳定性。其结构通式为邻碘联苯亚碘酰联苯联苯碘鎓硫酸盐当前第10页\共有53页\编于星期三\15点5.1阳离子表面活性剂概述④鉮盐化合物鉮盐型阳离子表面活性剂的性质与鏻盐化合物近似，其化学通式为当前第11页\共有53页\编于星期三\15点第5章阳离子表面活性剂5.1阳离子表面活性剂概述5.2阳离子表面活性剂的性质5.3几种阳离子表面活性剂5.4阳离子表面活性剂的应用当前第12页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质在阳离子表面活性剂中，应用最广泛的是季铵盐型，且具有代表性，因此，这里仅讨论季铵盐型阳离子表面活性剂结构与性能的关系。(1)溶解性(g/100ml)R的碳数水中95%乙醇中1170841250～75751352811426.774.51516.174160.8562170.4872180.1052.6190.09654①随着碳链长度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趋势。

②碳原子数<15个的易溶于水，碳原子数>15个的水溶性急剧下降。当前第13页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(1)溶解性疏水性烷基的个数、链上的取代基的性质对表面活性剂的溶解性能也有影响：

①含有单个长链时(R1)，能溶于极性溶剂，但不溶于非极性溶剂；而含有两个长链时(R1，R2)，几乎不溶于水，但溶于非极性溶剂。②当烷基链上带有亲水性或不饱和基团时，能增加其水溶性。当前第14页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(2)Krafft温度点离子型表面活性剂在低温时溶解度较低，随着温度的升高溶解度增大，当达到某一温度以后其溶解度突然迅速增加，该温度即Krafft点或临界溶解温度(CST)。

Krafft点是离子型表面活性剂单体、胶束和未溶解的表面活性剂固体共存的三相点。阳离子表面活性剂的Krafft点是表征其在水溶液中溶解性能的特征指标：

Krafft点越高，表面活性剂越难溶，溶解度越低；Krafft点越低，表面活性剂越易溶，溶解度越高。当前第15页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(2)Krafft温度点

①Krafft点与疏水碳链长度的关系通常，Krafft点与表面活性剂疏水基碳链的长度呈线性关系，并可表示为：

Krafft点＝a+bna，b--常数；n--碳链所含碳原子的个数。依此式：碳链越长，n值越大，则Krafft点越高，溶解度越低。当前第16页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(2)Krafft温度点

①Krafft点与疏水碳链长度的关系

同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高。通过Krafft点可以衡量表面活性剂的溶解性能。当前第17页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(2)Krafft温度点

②Krafft点与成盐的配对阴离子的关系如，配对阴离子对十六烷基吡啶Krafft点的影响：

配对阴离子XKrafft点/℃Cl17Br28I45

按照Cl、Br、I的次序，表面活性剂的Krafft点温度升高，由此可知，其溶解性能将按此顺序依次降低。当前第18页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(3)表面张力季铵盐型表面活性剂烷基碳数与表面张力的规律：R的碳数γ(0.1%溶液)γ(0.01%溶液)867.572.3964.372.21060.671.91153.970.91247.668.71343.667.11443.662.41543.553.91643.543.71743.243.21843.043.41943.043.6①随着烷基碳链长度的增加，表面活性剂的表面张力逐渐下降。表中：γ-表面张力，mN/m当前第19页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(3)表面张力分子结构相同时，表面张力与溶液的浓度有关:溶液浓度(mol/L)γ(mN/m)0.00269.80.00559.40.0141.30.02538.00.0431.30.0535.00.135.6②分子结构相同时，溶液浓度升高，表面张力逐渐降低；溶液浓度升高到一定值时(如0.04mol/L)之后，表面张力反而略有升高。当前第20页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(4)临界胶束浓度CMC季铵盐型表面活性剂烷基碳数与CMC的规律：①随着烷基碳数增加，临界胶束浓度CMC降低。CMC：1.5×10-2mol/LCMC：7.8×10-3mol/L当前第21页\共有53页\编于星期三\15点5.2阳离子表面活性剂的性质(4)临界胶束浓度CMC季铵盐型表面活性剂烷基碳数与CMC的规律：②同系物随其碳氢链增长，临界胶束浓度CMC降低。CMC：3.5×10-3mol/LCMC：9.2×10-4mol/L当前第22页\共有53页\编于星期三\15点第5章阳离子表面活性剂5.1阳离子表面活性剂概述5.2阳离子表面活性剂的性质5.3几种阳离子表面活性剂5.4阳离子表面活性剂的应用当前第23页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(1)烷基季铵盐醇介质回流十二烷基三甲基溴化铵，表活剂1231-Br，杀菌剂、抗静电剂、直接染料固色剂。十六烷基三甲基溴化铵，表活剂1631-Br，杀菌剂、织物柔软剂。Br-

溴水介质60-80oC当前第24页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂X-石油醚溶剂加压80oC1hX-十二烷基三甲基氯化铵，乳胶防粘剂DT，主要用于乳胶防粘和杀菌。十六烷基三甲基氯化铵，纤维柔软剂CTAC。Cl-

氯(1)烷基季铵盐加热加压当前第25页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(2)含杂原子的季铵盐特点：是亲水的季铵阳离子与烷基疏水基是通过酰胺键、酯键、醚键或硫醚等基团相连接，所以又称间接连接型阳离子表面活性剂。①含氧原子含酰氨基的含醚基的表活剂SapamineMS当前第26页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂②含氮原子当前第27页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂③含硫原子当前第28页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(3)含有苯环的季铵盐①十二烷基二甲基苄基氯化铵/洁尔灭/1227/TAN80-90oC

3h十二烷基二甲基苄基溴化铵/新洁尔灭当前第29页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(3)含有苯环的季铵盐①十二烷基二甲基苄基氯化铵/洁尔灭/1227/TAN

阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性。1227是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用，此外，还具有良好的发泡能力。但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反，所以不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合，则产生沉淀并失去效能。当前第30页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(3)含有苯环的季铵盐②N,N-二乙基-(3′-甲氧基苯氧乙基)苄基氯化铵/NTN

NTN是一种杀菌剂。其疏水部分含有醚基。当前第31页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(3)含有苯环的季铵盐③ZephirolMZephirolM的疏水部分含有磺酰胺基团。当前第32页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(3)含有苯环的季铵盐④Hyamine1622当前第33页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐季铵盐分子中所含的主要是吗啉环、吡啶环、咪唑啉环、哌嗪环、喹啉环，等。主要用作：

湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、缓蚀剂、纤维柔软剂、助染色剂、抗静电剂、分散剂、起泡剂，等。当前第34页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐①含有吗啉环的季铵盐N-甲基-N-十六烷基吗啉甲基硫酸酯盐当前第35页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐①含有吗啉环的季铵盐吗啉季铵盐可作为润湿剂、洗净剂、杀菌剂以及润滑剂组分。硫代吗啉季铵盐当前第36页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐①含有吗啉环的季铵盐对叔辛基苯氧乙基-N-乙基吗啉-N-乙基醚乙基硫酸酯盐该活性剂主要用作起泡剂。当前第37页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐②含有哌嗪环的季铵盐对叔辛基苯氧乙基-N-苄基哌嗪-N-乙基醚氯化物该活性剂主要用作一种杀菌剂的分散剂。当前第38页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐③含有吡啶环的季铵盐主要用作纤维防水剂，也作染色助剂和杀菌剂。氯化十二烷基吡啶氯化十六烷基吡啶溴化十六烷基吡啶氯化硬脂酰甲胺基吡啶当前第39页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐③含有吡啶环的季铵盐EmcolE-607，是一种矿物浮选剂。当前第40页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐③含有吡啶环的季铵盐VelanPFZelanPF当前第41页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐④含有喹啉环的季铵盐即含有喹啉或异喹啉环的季铵盐。主要用作杀菌剂，也可作柔软剂、润湿剂及矿物浮选剂。如IsothanQ当前第42页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐

⑤含有咪唑啉环的季铵盐结构通式：R是含8～22个碳原子的长链烷基；R′是低级烷基或苄基等。

此类表活剂主要用作优良的纤维柔软剂和平滑剂，能赋予腈纶、棉、尼龙等织物优异的柔软性，并能提高织物的使用性能。也常用作性能优异的起泡剂和直接染料固色剂。当前第43页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐

⑤含有咪唑啉环的季铵盐AlrosoptMB，是一种强力杀菌剂。当前第44页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐

⑥含有其他杂环的季铵盐含噁唑环的季铵盐。在碱性条件下易于开环形成开链季铵盐。当前第45页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(4)含杂环的季铵盐

⑥含有其他杂环的季铵盐含嘧唑环的季铵盐。结构较为稳定，不易分解。当前第46页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(5)胺盐型主要有长链烷基伯、仲、叔胺盐三大类。

①长链烷基伯胺盐酸盐主要用作纤维柔软剂和矿物浮选剂。当前第47页\共有53页\编于星期三\15点5.3几种阳离子表面活性剂(5)胺盐型主要有长链烷基伯、仲、叔胺盐三大类。

②仲胺盐目前市售商品主要是Priminox系列，结构通式为：n041424商品牌号Priminox43Priminox10Priminox20Primi