第五章 陽(yáng)離子表面活性劑

第五章陽(yáng)離子表面活性劑陳朝暉Chapter5CationicSurfactants

(c-SAA)

AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitlec-SAA在水溶液中呈現(xiàn)正電性，形成帶正電荷的表面活性離子。工業(yè)c-SAA多是含氮化合物，如伯、仲、叔胺及其衍生物的鹽和季銨鹽等。有許多特殊性質(zhì)，如抗靜電、殺菌、緩蝕、礦物浮選、相轉(zhuǎn)移催化，織物整理等。與a-SAA、n-SAA相比，使用量相對(duì)較少，占SAA市場(chǎng)份額10％。相對(duì)價(jià)格高。我國(guó)c-SAA的研發(fā)和使用起步較晚，但發(fā)展速度較快?！?.1概況(Introduction)消毒殺菌劑勻染劑抗靜電劑礦物浮選劑TEXT相轉(zhuǎn)移催化劑織物柔軟劑5.1.1陽(yáng)離子表面活性劑的分類胺鹽型鎓鹽型季銨鹽型雜環(huán)型是最為重要的c-SAA品種，既可溶于酸性溶液，又可溶于堿性溶液，具有一系列優(yōu)良的性質(zhì)，而且與其他類型的SAA相容性好。十八烷基二甲基芐基氯化銨(緩染劑DC)按照攜帶正電荷的原子不同，c-SAA還包括鏻鹽、锍鹽、鉮鹽和碘鎓化合物等。均具有良好的殺菌作用，碘鎓同時(shí)還具有良好的凈洗作用。c-SAA的KT與SAA疏水基碳鏈的長(zhǎng)度呈線性關(guān)系KT=a+bn，a,b是常數(shù)，n為碳鏈所含碳原子的個(gè)數(shù)，此外，也與成鹽配對(duì)的離子有關(guān)。胺鹽型c-SAA對(duì)pH敏感，季銨型的水溶性很好，并隨著烷基碳增加呈下降趨勢(shì)。有15以下烷基C的易溶于水，反之難溶。單長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽溶于極性溶劑，不溶非極性溶劑，雙長(zhǎng)鏈烷基的幾乎不溶于水，溶于非極性溶劑。c-SAA隨著烷基碳鏈長(zhǎng)度的增加，γ逐漸下降；分子結(jié)構(gòu)相同時(shí),在一定范圍內(nèi)，γ隨活性劑溶液的濃度升高而降低，降低到一定數(shù)值時(shí)又隨溶液濃度的升高而增加。水溶性克拉夫特點(diǎn)(Krafftpoint)表面活性c-SAA烷基碳鏈長(zhǎng)度增加，臨界膠束濃度降低。CMC劉在美,吳京峰,談龍,等.由六氟丙烯二聚體合成陽(yáng)離子表面活性劑及其性能

[J].精細(xì)化工,2005,(1):53-c-SAA的性質(zhì)主要合成方法Synthesismethods1.高碳胺與低碳烷基化劑合成季銨鹽2.高碳鹵化物與低碳胺合成季銨鹽高碳鹵代烷與三甲胺、芐基二甲胺、吡啶等反應(yīng)。與二甲基烷基胺反應(yīng)?！?.2典型產(chǎn)品合成SynthesisofClassicalc-SAA溴化芐基銨(Benzalkoniumbromide)商品名新潔爾滅氯化芐銨(Benzalkoniumchloride)

商品名潔爾滅(1227)十六烷基三甲基溴化銨(1631/CTAB)

(CetyltrimethylaminiumBromide)雙十八烷基二甲基氯化銨（D1821）(DisteryldimethylaminiumChloride)

合成陽(yáng)離子表面活性劑的主要反應(yīng)是N-烷基化反應(yīng)，其中叔胺與烷基化試劑作用，生成季銨鹽的反應(yīng)也叫做季銨化反應(yīng)。十二烷基二甲基苯基溴化鏻鎓鹽型c-SAA雜環(huán)型c-SAA作業(yè)1、c-SAA有什么特點(diǎn)？2、主要分類及其結(jié)構(gòu)？3、1227、1631的合成？第六章兩性表面活性劑陳朝暉Chapter6AmphotericSurfactants

(am-SAA)

分類特性及應(yīng)用定義am-SAA是指由陰離子和陽(yáng)離子所組成的SAA，即在親水基一端陽(yáng)離子和陰離子同時(shí)通過(guò)共價(jià)鍵連接在疏水基上的SAA。am-SAA品種較少。am-SAA大部分是羧基鹽類型。其中陰離子部分是羧酸基，由胺鹽構(gòu)成陽(yáng)離子部分叫氨基酸型am-SAA；由季銨鹽構(gòu)成陽(yáng)離子部分的叫甜菜堿型am-SAA。這類SAA具有許多獨(dú)特的性質(zhì)：存在等電點(diǎn)，在等電點(diǎn)溶液中呈非電離特性；大于等電點(diǎn)am-SAA呈a-SAA性質(zhì)，小于等電點(diǎn)呈c-SAA性質(zhì)且殺菌性很強(qiáng)；起泡性良好，去污力強(qiáng)；還具有防金屬腐蝕與表面抗靜電作用，復(fù)配性能好。主要作織物柔軟劑、滲透劑、凈洗劑、殺菌劑、抗靜電劑，防蝕劑、油漆顏料分散劑，膠片乳劑鋪展劑?！?.1概況(Introduction)氨基酸型Aminoacidam-SAA甜菜堿型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烷基二甲基甜菜堿、十二烷基乙氧基磺基甜菜堿十二烷基氨基丙酸（C12H25N+H2CH2CH2COO-）N-羧甲基-N-羥基-N-羥乙基-2-十七烷基咪唑啉甜菜堿型am-SAA的KT與陰離子親水基團(tuán)類型有關(guān)，一般情況下羧酸型KT

低，硫酸酯及磺酸型的高。無(wú)機(jī)鹽加入使am-SAA的KT降低。水溶性受到pH變化的影響。對(duì)于am-SAApH=等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低，小于等電點(diǎn)時(shí)隨pH增加呈下降趨勢(shì)，大于等電點(diǎn)時(shí)隨pH增加呈上升趨勢(shì)。am-SAA等電點(diǎn)：氨基酸型pH=2-4.5，咪唑啉型pH=7，甜菜堿型pH更復(fù)雜。am-SAA隨著烷基碳鏈長(zhǎng)度的增加，γ顯著下降，LSDR增加。水溶性克拉夫特點(diǎn)(Krafftpoint)表面活性甜菜堿型am-SAA臨界膠束濃度與碳鏈長(zhǎng)度的關(guān)系：logCMC=A-BN。氨基酸型am-SAA臨界膠束濃度隨pH值升高而升高。CMC6.2am-SAA的性質(zhì)表6-1甜菜堿型活性劑的等電點(diǎn)活性劑結(jié)構(gòu)RC12C18C12C18C8C10C12等電點(diǎn)5.1～6.14.8～6.84.7～7.54.6～7.65.5～9.56.1～9.56.7～9.5圖6-1水溶性與pH值的關(guān)系鈣皂分散力（LSDR,limesoapdisporsingrate）或鈣皂分散性是指100g油酸鈉在硬度為333mgCaCO3/L的硬水中維持分散，恰好無(wú)鈣皂沉淀發(fā)生時(shí)所需鈣皂分散劑的質(zhì)量氨基酸型Aminoacidam-SAA甜菜堿型Betaineam-SAA咪唑啉型Imidazolineam-SAA十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）、-烷基三甲基甜菜堿、烷基酰胺丙基甜菜堿、磺酸鹽甜菜堿十八烷基二甲基甜菜堿十二烷基二羥乙基甜菜堿§6.3典型產(chǎn)品合成SynthesisofClassicalam-SAA氧化胺型Amineoxideam-SAA作業(yè)1、am-SAA有什么特點(diǎn)？2、主要分類及其結(jié)構(gòu)？3、BS-12的合成？第七章其它表面活性劑陳朝暉Chapter7OtherSurfactants

§7.1氟烴SAA(FluorocarbonSAA)SAA碳?xì)滏溨械臍湓硬糠只蛉勘环尤〈?，形成的一類新型SAA---氟烴SAA。氫原子可以部分被氟原子取代，也可全部被氟原子取代，后者稱為全氟表面活性劑。例如：1高表面活性2高熱穩(wěn)定性3高化學(xué)穩(wěn)定性4兩憎氟烴SAA有極高的表面活性，其水溶液的γ可低至15mN/m以下(8~12個(gè)碳原子最佳，甚至可低到12mN/m)，這是其它類型SAA所遠(yuǎn)不及的。氟烴SAA具有高熔點(diǎn)、高Krafft點(diǎn)和在溶劑中溶解度底、耐高溫的特點(diǎn)。氟烴SAA耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，強(qiáng)氧化劑，在濃硫酸?濃硝酸中不分解?其分解溫度高達(dá)420℃。全氟烴SAA同時(shí)具有既疏水又疏油的性質(zhì)，不但能降低水的γ，而且也能降低液態(tài)碳?xì)浠衔锏摩?。?.1.1氟烴SAA的基本特性§7.2有機(jī)硅SAA(SiliconeSAA)親油基由聚硅烷或聚硅氧烷組成的表面活性劑，潤(rùn)滑性好，柔軟性好，用于高級(jí)織物的整理劑，還是公認(rèn)的最優(yōu)消泡劑。二甲聚硅氧烷，又名二甲硅酮，n=200～3001季銨鹽含硅SAA的殺菌能力強(qiáng)，配成稀溶液就能殺死各種細(xì)菌，例如革蘭氏陰性細(xì)菌、葡萄球菌、真菌等。2硅氧烷SAA具有化妝品配方要求的潤(rùn)滑性、光澤、調(diào)理性、耐水性和特殊觸感等特性在這一領(lǐng)域應(yīng)用前景好。3大多用于洗發(fā)劑、護(hù)發(fā)素和調(diào)理香波中。它們能改善頭發(fā)的梳理性、光澤和觸感?！?.3

高分子SAA(PolymerSAA)天然或合成分子量在數(shù)千以上的水溶性聚合物為高分子SAA，多用作乳化和分散劑，如蛋白質(zhì)，纖維素、淀粉衍生物，聚乙烯醇