英文名:cationic surface active agent ;用途用作織物柔軟劑、油漆油墨印刷助劑、抗靜電劑、殺菌劑、瀝青乳化劑。概述生產(chǎn)陽離子表面活性劑所用的原料: 硫酸二甲酯 。
陽離子表面活性劑其分子溶于水發(fā)生電離后,與親油基相連的親水基是帶陽電荷的。親油基一般是長碳鏈烴基。親水基絕大多數(shù)為含氮原子的陽離子,少數(shù)為含硫或磷原子的陽離子。分子中的陰離子不具有表面活性,通常是單個(gè)原子或基團(tuán),如氯、溴、醋酸根離子等。陽離子表面活性劑帶有正電荷,與陰離子表面活性劑所帶的電荷相反,兩者配合使用一般會(huì)形成沉淀,喪失表面活性。它能和非離子表面活性劑配合使用。分類陽離子表面活性劑在水溶液中電離時(shí)生成的表面活性離子帶正電荷,其疏水基與陰離子表面活性劑相似。陽離子表面活性劑的親水基離子中含有氮原子,根據(jù)氮原子在分子中的位置不同分為胺鹽、季銨鹽和雜環(huán)型三類。1.胺鹽胺鹽是用酸中和烷基伯胺、仲胺、叔胺或乙醇胺得到的產(chǎn)物。根據(jù)胺的不同分為脂肪胺鹽、乙醇胺鹽和聚乙烯多胺鹽。
(1)脂肪胺鹽 脂肪胺鹽是用鹽酸、甲酸、乙酸中和烷基伯胺、仲胺和叔胺得到的產(chǎn)物,如:
60~70℃
c12h25nh2+ch3cooh========c12h25nh+3·ch3coo-
(2)乙醇胺鹽 是酸與一、二、三乙醇胺反應(yīng)的產(chǎn)物,如
r—n(ch2ch20h)2+hcl===[r--nh(ch2ch20h)2]+c1-
(二乙醇胺)
紡織工業(yè)中常用的柔軟劑索羅明a也屬于這一’類。如索羅明a的制法為:
ch2ch20h ch2ch20h
c17hascoohd-《chach20h1c17hascooch2chzn二 —hcooh,
ch2ch20h ch2ch20h
(三乙醇胺)
ch2ch20h
/
c17h35cooch2ch2n ·hc00h(索羅明a)
\
ch2ch20h
(3)聚乙烯多胺鹽 鹵代烷與二乙三胺、三乙四胺反應(yīng)可得到不同的n—烷基多胺,如:
r—x+nh2ch2ch2nhch2ch2nh2==r— nhch2ch2nhch2ch2nh2
(二乙三胺) (n—烷基二乙三胺)
rnh2+n ch2—ch2==r—rh(ch2ch2nh).h
\/
n
h
(亞乙基亞胺) (n—烷基多乙多胺)
這些胺與酸反應(yīng)得到聚乙烯多胺鹽都是表面活性劑。
胺鹽型陽離子表面活性劑水溶性較小,在酸性介質(zhì)中較穩(wěn)定;在中性、堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生水解析出胺,通常只適合作纖維柔軟劑,不適合作洗滌劑。2.季銨鹽季銨鹽型陽離子表面活性劑通式為[ ]x-,式中r為c10~c18。長鏈烷基,rl、r2、r3 一般是甲、乙基,也可以有一個(gè)是芐基或長鏈烷基,x是氯、溴、碘或其他陰離子基團(tuán):多數(shù)情況下是氯或溴。
季銨鹽型陽離子表面活性劑是產(chǎn)量高、應(yīng)用廣的陽離子表面活性劑。一般由叔胺與醇、鹵代烴、硫酸二甲酯等烴基化試劑反應(yīng)制得。 :吡啶《》(c5h5n)也可以看成一種特殊的叔胺,通常把吡啶與鹵代烷的反應(yīng)產(chǎn)物也歸于季銨鹽中。如溴代十六烷與吡啶反應(yīng)得到的產(chǎn)物十六烷基溴化吡啶是一種常用的殺菌劑。
季銨鹽陽離子表面活性劑水溶性好,既耐酸又耐堿且大多數(shù)具有殺菌作用。由于大部分纖維表面帶負(fù)電,用季銨鹽陽離子表面活性劑可中和其電荷,因此有較好的抗靜電作用。它們能在纖維表面形成疏水油膜,降低纖維的摩擦系數(shù)使之具有柔軟、平滑的效果所以可作柔軟劑。這種表面活,生劑除可作抗靜電劑柔軟劑外,還可作護(hù)發(fā)產(chǎn)品中的頭發(fā)定型調(diào)理劑,紡織工業(yè)中的勻染固色劑。但它有使機(jī)械生銹的缺點(diǎn),價(jià)格也較貴。在清洗劑中常與非離子表面活性劑復(fù)配成殺菌、消毒清洗劑。3.雜環(huán)類陽離子表面活性劑雜環(huán)類陽離子表面活性劑可以有咪唑啉、嗎啉胍類、三嗪類衍生物等。
瞇唑啉是含有二個(gè)氮原子的五元雜環(huán)的單環(huán)化合物,如2—烷基咪唑啉,它與硫酸二甲酯肛 反應(yīng)可生成季銨鹽;如脂肪酸與二亞乙基三胺反應(yīng)生成2—烷基氨基乙基咪唑啉,得到的產(chǎn)物乙?;倥c甲酸中和或季銨化都得到陽離子表面活性劑。它們都可做纖維柔軟劑或殺菌劑。
一般陽離子表面活性劑去污力較差,因此通常不用陽離子表面活性劑作洗滌劑。但在特殊的清洗劑中如殺菌消毒洗滌劑中會(huì)加入陽離子特別是季銨鹽型陽離子表面活性劑。