阳离子表面活性剂开始应用课件.ppt
2023/4/2,1,表面活性剂,第 五 章 阳离子表面活性剂,2023/4/2,表面活性剂,2,表 面 活 性 剂,非离子型,离子型,2023/4/2,表面活性剂,3,阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图其亲水基一端是阳离子，故称阳离子表面活性剂，疏水基与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。,2023/4/2,表面活性剂,4,5.1 阳离子表面活性剂概述,1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围口益广泛:,杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂,目前阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。,2023/4/2,表面活性剂,5,R-NH2HCl伯胺盐,CH3|R-N-HCl仲胺盐|H,CH3|R-N+-CH3Cl-季铵盐|CH3,CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3,主要为含氮的有机衍生物,其它含氮等的有机衍生物,5.1.1 阳离子表面活性剂的分类,2023/4/2,表面活性剂,6,R-NH2HCl伯胺盐,CH3|R-N-HCl仲胺盐|H,CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3,5.1.1.1 胺盐型,该类产物是弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，因面使它的使用受到限制。,无杀菌能力,纤维柔软剂匀染剂浮选剂,an 四声,2023/4/2,表面活性剂,7,5.1.1.2 季铵盐型,R1|R2-N+-CH3 X-季铵盐|R3,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。,an 三声,2023/4/2,表面活性剂,8,5.1.1.3 杂环型,杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还具有其它原子且呈环状结构的化合物。这类表面活性剂有：吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环,缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等,2023/4/2,表面活性剂,9,5.1.1.4鎓盐型,鎓盐类阳离子表面活性性剂是指季铵盐阳离子表面活性剂中的亲水基团N原子为其它可携带正电荷的元素如：P、As、S、I 等时的表面活性剂。,杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂,2023/4/2,表面活性剂,10,5.1.2 阳离子表面活性剂的性质,溶解性,R1|R2-N+-CH3 X-季铵盐|R3,随着碳链长度的增加 其水溶性和醇溶性均呈下降趋势,15个碳原子水溶性急剧下降,烷基链上有亲水基团或不饱和基团 水溶性增加,2023/4/2,表面活性剂,11,Krafft 温度点,离子型表面活性剂在低温时溶度较低，随着温度的升高到某一温度后其溶度突然迅速增加，这个温度即Krafft点。,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。,临界胶束浓度,2023/4/2,表面活性剂,12,表面活性,同系物随其碳氢链增长 其表面张力逐渐下降。,2.分子结构相同时，表面张力随浓浓升高而降低，降到一定数值时又会随升高而有所增加。,2023/4/2,表面活性剂,13,5.2 阳离子表面活性剂的合成,主要是N-烷基化反应,5.2.1 烷基季铵盐,季铵化反应,2023/4/2,表面活性剂,14,2.烷基链的影响,1.卤离子的影响,R-Cl,5.2.1.1 高级卤代烷与低级叔胺的反应,R-Br,R-I,烷基链越长卤代烷的活性越弱,3.叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。,大的取代基的空间位阻效应阻碍反应。,2023/4/2,表面活性剂,15,高级卤代烷与低级叔胺,十二烷基三甲基溴化铵 表活剂 1231-Br,十六烷基三甲基溴化铵 表活剂 1631-Br,Br-溴,2023/4/2,表面活性剂,16,5.2.1.2 高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应,加热,加压,十二烷基三甲基氯化铵 DT 乳胶防粘剂,十六烷基三甲基氯化铵 CTAC 纤维柔软剂,Cl-氯,X-,2023/4/2,表面活性剂,17,5.2.1.3 甲醛-甲酸法,莫尼镍催化加氢,2023/4/2,表面活性剂,18,高级烷基胺与低级卤代烷的反应,表活剂 1631,2023/4/2,表面活性剂,19,5.2.2 含杂原子的季铵盐,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,C17H33C-NHCH2CH2 N+CH3.CH3SO4-,所以又叫做间接连接型阳离子表面活性剂。,2023/4/2,表面活性剂,20,5.2.3 含苯环的季铵盐,氯化苄,80-90oC 3h,十二烷基二甲基苄基氯化铵,1227/洁尔灭/TAN,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，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。,高级烷基叔胺与低级卤代烷,5.2.3.1 洁尔灭,2023/4/2,表面活性剂,21,新洁尔灭,低级叔胺与高级卤代烷,性能更为优异的杀菌剂,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,十二烷基二甲基苄基溴化铵,但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反,所以二者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。,2023/4/2,表面活性剂,22,5.2.3.2 NTN,N，N-二乙基-（3-甲氧基苯氧乙基）苄基氯化铵,5.2.3.3 Zephirol M,5.2.3.4 Hyamine 1622,2023/4/2,表面活性剂,23,5.2.4 含杂环的季铵盐,吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环,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,2023/4/2,表面活性剂,24,5.2.5 胺盐型,伯、仲、叔盐,1 长链伯胺盐酸盐,3 叔胺盐,2 仲胺盐,酯键连接的Soromine、渗透剂、匀染剂酰胺键连接的 Ninol、Sapamine 纤维柔软剂、固色剂,纤维柔软剂、矿物浮选剂,Priminox 系列,2023/4/2,表面活性剂,25,5.2.5.4 Alcovel 阿柯维尔系列,在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对织物的渗透性和吸附力极强，有效地降低纤维表面的静摩擦力。本品主要用于真丝、棉、麻、合成纤维以及混纺织物的柔软整理。整理后的织物呈羊毛状膨松、丰满滑爽、光洁柔软。增加通透和回弹性、防绉缩抗撕裂，手感舒适。,2023/4/2,表面活性剂,26,5.2.6 咪唑啉盐,煤的运输,固体流态化,2023/4/2,表面活性剂,27,5.3 阳离子表面活性剂的应用,5.3.1 消毒杀菌,5.3.2 腈纶匀染剂,5.3.3 抗静电剂,5.3.4 矿物浮选剂,5.3.5 相转移催化剂,5.3.6 织物柔软剂,
