阳离子表面活性剂

3.4阳离子外表活性剂

(Cationicsurfactants)精选课件阳离子外表活性剂的疏水基结构和阴离子外表活性剂相似，且疏水基和亲水基的连接方式也相似，一种是亲水基直接连在疏水基上，另一种是亲水基通过酯、酰胺、醚键等形式与疏水基间接相连，所不同的是阳离子外表活性剂溶于水时，其亲水基带正电荷。精选课件阳离子外表活性剂的特点①不适用于洗涤，一般纤维织物和固体外表均带有负电荷，当使用阳离子外表活性剂时，它吸附在基质和水的外表上，由于阳离子外表活性剂与基质间具有强烈的静电引力，亲油基朝向水相，使基质疏水，因此，不适用于洗涤；②具有良好的抗静电作用，当阳离子外表活性剂吸附吸在纤维外表，形成一定向吸附膜后，中和了纤维外表的负电荷，减少了因摩擦产生的自由电子，因而，具有良好的抗静电作用；精选课件③杀菌作用显著，很稀的溶液〔1/10000-1/100000〕即有杀菌效果，这是由于细菌被强力吸附后，阻止了细菌的呼吸作用和糖解作用所致；④广泛应用于纤维的柔软整理剂，阳离子外表活性剂能显著降低纤维外表的摩擦系数，具有良好的柔软平滑性能；⑤阳离子外表活性剂不能与肥皂等阴离子外表活性剂混用，否那么将引起阳离子活性物沉淀而失效。精选课件几乎所有的阳离子外表活性剂都是含氮化合物，就是有机胺的衍生物。主要有季铵盐(RNR3+A-)、烷基吡啶翁(RC5H5N+A-)。以十六烷基三甲基氯化铵为例，表示为：阳离子外表活性剂可以作为杀菌剂，也有柔软、脱脂、破乳、抗静电作用。一般来说它不具备去污能力，不能和阴离子外表活性剂配伍使用。精选课件3.4.1胺盐型阳离子外表活性剂所有的铵盐型阳离子外表活性剂都可通过胺与酸的中和作用制得。胺盐型阳离子外表活性剂制备：有机胺〔高级伯胺、仲胺和叔胺〕与酸〔盐酸、醋酸、钾酸、氢溴酸、硫酸等〕中和制得。精选课件精选课件例如：

〔十二烷基二甲基叔胺醋酸盐〕应用：可在酸性介质中作乳化、分散、润湿剂，也用作矿物浮选剂、颜料粉末外表憎水剂。缺点：当溶液pH＞7时，胺易从水中游离析出，从而失去外表活性精选课件一般按起始胺的不同分为:高级胺盐型阳离子外表活性剂;低级铵盐型阳离子外表活性剂。前者多由高级脂肪胺与盐酸或醋酸进行中和反响制得，常用作缓蚀剂、捕集剂、防结块剂等。精选课件〔1〕高级伯胺的制取脂肪酸法脂肪酸与氨在0.4-0.6MPa、300-320℃下反响生成脂肪酰胺：精选课件加氢复原的工业上的工艺条件：压力2.94-6.87MPa，温度120-150℃。如果碱用量达0.5%，反响压力可在1.22-1.42MPa下进行。精选课件脂肪酸、氨和氢直接在催化剂上反响的新工艺：脂肪醇法

脂肪醇和氨在H2和催化剂下，在380-400℃、12.16-17.23MPa下，可制得伯胺。

精选课件〔2〕高级仲胺的制取①脂肪醇法高级醇和氨在镍、钴催化剂下生成仲胺。精选课件②脂肪腈法

首先将脂肪腈在低温下转化为伯胺，然后在铜铬催化剂下脱氢，得到仲胺。

③卤代烷法卤代烷和氨在密闭的反响器中反响，主要产物为仲胺。精选课件〔3〕高级叔胺的制备叔胺是制取季铵盐的主要原料，季铵盐是阳离子外表活性剂中的一个大类，用途较广。①伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反响制备叔胺此为工业上制备叔胺的重要方法:精选课件在碱性催化剂可进一步反响，生成聚醚链。分子链中随着聚氧乙烯含量的增加，产物的非离子性也增加；但在水中的溶解度却不随pH值的变化而改变。故也称为阳离子外表活性剂的非离子化。精选课件②脂肪酸与低级胺反响制取叔胺由此法制得的叔胺，本钱低，性能好，大多用于纤维柔软整理剂。如硬脂酸和三乙醇胺加热缩合酯化，形成叔胺，再用甲酸中和，得到索罗明〔Soromine〕A型阳离子外表活性剂。精选课件用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亚乙基三胺加热缩合后再与尿素作用，经醋酸中和后，可制得优良的纤维柔软剂阿科维尔〔Ancovel〕。精选课件③非对称叔胺的制备非对称叔胺是合成季铵盐的中间体。通常它是由一个C8以上长碳链和两个短碳链〔如甲基、乙基或苄基等〕组成。合成路线：a长碳链氯代烷与低碳的烷基仲胺生成叔胺。反响温度130-170℃，压力1.01-4.05MPa，制得叔胺需蒸馏纯化，否那么色泽很深。精选课件bα-烯烃制取叔胺此法本钱低，较为先进。c脂肪腈与二甲胺、氢在镍催化剂下反响精选课件d脂肪伯胺与甲酸、甲醛混合物反响e脂肪伯胺或仲胺在甲醛存在下加氢反响精选课件f脂肪醇与二甲胺反响，反响条件为铜铬催化剂，250-300℃，20.27-25.33MPa。精选课件3.4.2季铵盐型阳离子外表活性剂季铵盐与胺盐的区别在于它是强碱的盐，无论在酸性还是碱性溶液中均可溶解，并解离成带正电荷的铵根离子。胺盐为弱酸的盐，对pH较为敏感，在碱性条件下那么游离成不溶于水的胺，而失去外表活性。季铵盐由脂肪叔胺再进一步烷基化而成。精选课件常用的烷化剂为氯甲烷或硫酸二甲酯。它们的种类繁多，产量在各类阳离子外表活性剂中占首位。在工业上有实用价值的季铵盐有以下三种类型：长碳链季铵盐，咪唑啉季铵盐吡啶季铵盐。精选课件

长碳链季铵盐咪唑啉季铵盐吡啶季铵盐〔R1=C8～C26，R2=C8～C26或CH3，X=X=Cl或Br〕精选课件长碳链季铵盐是阳离子外表活性剂中产量最大的一类，由叔胺与卤代烷反响制得：不受pH影响，在酸、碱及中性介质中均稳定。

精选课件①由伯胺、仲胺、叔胺制取季铵盐高级脂肪胺中参加氢氧化钠，加压下与氯甲烷反响制得。此法为广泛使用的方法，反响在极性溶剂〔水或乙醇〕中进行较为迅速。为提高产率，必须保证反响物不呈酸性，因此要参加Na2CO3、K2CO3等。精选课件如十二烷基三甲基氯化铵〔防粘剂DT或1231〕，合成如下：代表产品：十二烷基三甲基溴化铵〔阳离子外表活性剂1231〕；十八烷基三甲基氯化铵〔阳离子外表活性剂1831〕；十六烷基三甲基溴化铵〔阳离子外表活性剂1631〕。精选课件②低级叔胺与卤代烷反响制取季铵盐反响条件：加压下60-80℃。精选课件如烷基二甲基叔胺与氯化苄反响制得。代表产品：十二烷基二甲基苄基氯化铵〔1227〕十八烷基二甲基苄基氯化铵〔1827〕。十二烷基二甲基苄基氯化铵国内商品明为1227或洁尔灭，是消毒杀菌剂，也用于聚丙烯腈染色的缓染剂。假设阴离子为溴时那么为新洁尔灭，是一种很强的阳离子杀菌剂。精选课件十八烷基二甲基苄基氯化铵：外观淡黄色固状物，活性物含量≥90.0%，游离胺含量≤2.0%，pH值〔10%水溶液〕4.0～8.0，性能与用途：淡黄色固状物，在水中离解产生阳离子活性基团，具有杀菌、乳化、抗静电、柔软及润肤性能，能溶于乙醇、异丙醇、乙二醇等有机溶剂。本品性质稳定，耐光和热、耐酸但不耐碱、耐硬水、耐无机盐，无挥发性，宜长期贮存。精选课件③

烷基咪唑啉盐

脂肪酸(油酸或硬脂酸)与羟乙基乙二胺缩合制得叔胺，再用烷基化试剂季铵化或其醋酸盐或磷酸盐广泛应用于纺织柔软剂、破乳剂、防锈剂等。

精选课件例如Amine220即α-十七烯基羟乙基咪唑啉，油酸与氨乙基单乙醇胺在160-200℃反响、脱水而成。精选课件④烷