阳离子表面活性剂的合成与应用
表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂

CH3
CH3
CH3 C CH2 C
CH3
CH3
CH3
+
OCH2CH2OCH2CH2 N
CH2
CH3
· Cl-
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
季铵盐分子中所含得主要就是吗啉环、 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。
Krafft 点= a + bn
a,b --常数;n --碳链所含碳原子得个数。 依此式:碳链越长,n值越大,则Krafft点越高,溶解度越
低。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系 同系物得碳氢链越长其Krafft点得温度越高。通过
Krafft点可以衡量表面活性剂得溶解性能。
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐 ①含有吗啉环得季铵盐
+ C16H33 N
O· HCl · (SO3OCH3)-
CH3
N-甲基-N-十六烷基吗啉甲基硫酸酯盐
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
①含有吗啉环得季铵盐
+ RN
O· Cl-
R
吗啉季铵盐可作为润湿剂、洗净剂、杀菌剂以及润滑剂组分。
阳离子表面活性剂得Krafft点就是表征其在水溶液中 溶解性能得特征指标:
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。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用

阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用摘要:综合介绍了阴-阳离子表面活性剂复配体系在各种物化性能的增效效应,例如降低表面张力的效能、表面张力的效率、降低临界胶束浓度的能力、改善表面吸附的能力,以及这些增效效应在去污、增溶、泡沫、润湿、乳化等方面的应用。
讨论了提高阴-阳离子表面活性剂之间的可配伍性之对策,诸如采用非等摩尔比复配、在离子型表面活性剂中引入聚氧乙烯链及加入非离子或两性表面活性剂进行调节等手段以优化配方性能和提高综合经济效益。
总结了阴—阳离子表面活性剂复配体系用于洗涤用品的可行性配方技术,即采取无机助剂、水溶性有机高聚物或非离子表面活性剂包裹阳离子表面活性剂的措施。
关键词:阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂;复配体系;增效效应;研究;应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在cmc时的表面张力γcmc比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂C8H17N(CH3)3Br(以下用C8N表示)与阴离子表面活性剂C8H17SO4Na(以下用C8S表示)等摩尔复配体系的γcmc比两纯组分各自的γcmc低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2mN/m,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14mN/m和11mN/m)。
硬脂酰胺基Gemini阳离子表面活性剂的合成及应用

印 染 助 剂
T XrI E I AUXI I L ARI S E
V 1 8 No7 o. . 2
J12 l u. 0I
硬 脂 酰胺 基 G m n 阳 离子表 面 活性剂 的 e ii 合成 及 应 用
陶文彩 ,卢翠萍
(. 1 张家港科道化学有限公 司, 江苏张家港 2 5 1 ;2 南通天助化 工有 限公 司, 江苏南通 2 6 0 ) 16 3 . 24 0
一
溶剂, 得到浅黄色固体状硬脂酰胺基 G mn 阳离子表 ei i
面活性 剂 . 应 式如 下 : 反
+ CI CH2 CH2 OCH2 2 CH: C1 — — — +
C3 H
CH3
C H 3
CH3
lNH 2 ̄ 2O2 ̄ 2C H  ̄" RH2CI C C HC H 2 C cC H 2H 2 Cq C H C 2 c H+ H H, 0 0 m 加入适量硬脂酰胺丙
基 二 甲基 胺 、 (一 乙基 ) 和溶 剂 , 热 反应 , 隔 双 2氯 醚 加 间
定时间测定胺值, 并计算硬脂酰胺丙基二甲基胺 的 转化率【 , 3 当转化率不再明显变化 时, 止反应 , ] 2 8 停 脱除
d me h l n n i 2 c lr eh 1e h r s rw t r l. h p i l y t e i t c n lg s ns e rmi i t y mi a d bs( - hoo t y t e a ma e i s T e o t n h ss e h oo y wa : ( a a — a e ) a a ma s t d p o y dme h lmi ) n b 2 c re h I t e] 2 1 w i po y a o o) 3 % fn te weg t f e c in s s o rp l i ty a n : [ i 一 h0o ty) h :, ( o rp l l h 1 0 o h ih a t y — e s( J e r = s c = o r o
阳离子可聚合大分子表面活性剂的制备、性能及应用

阳离子可聚合大分子表面活性剂的制备、性能及应用阳离子可聚合大分子表面活性剂的制备、性能及应用一、引言表面活性剂是一类能够降低液体表面张力并在液体/液体或液体/固体界面上形成胶束的化合物。
阳离子可聚合大分子表面活性剂是一类具有阳离子和可聚合大分子特性的表面活性剂。
其制备、性能及应用对于实现许多工业和生活领域的需求至关重要。
二、制备1. 聚合反应阳离子可聚合大分子表面活性剂的制备通常采用聚合反应。
常用的聚合反应方法有自由基聚合法、阴离子聚合法以及阳离子聚合法。
其中,阴离子聚合法被广泛应用。
该方法利用阴离子基团与阳离子基团之间的相互作用,以及逐渐增加的阳离子基团含量,实现阳离子可聚合大分子表面活性剂的制备。
2. 表面改性制备完成的阳离子可聚合大分子表面活性剂可以通过表面改性进一步提高其性能。
常用的表面改性方法有交联改性、引入特定官能团以及添加辅助添加剂。
这些方法可以改善表面活性剂的稳定性、溶解性以及对特定目标物质的吸附能力,提高其应用的适用性。
三、性能1. 表面活性阳离子可聚合大分子表面活性剂具有较低的表面张力和良好的表面活性。
这一特性使其在液体/液体或液体/固体界面上能够形成胶束,并扩展其应用范围。
2. 溶解性由于阳离子可聚合大分子表面活性剂具有可聚合大分子结构,其溶解性能得到显著改善。
相较于常规表面活性剂,阳离子可聚合大分子表面活性剂在不同溶剂中的溶解度更高,使其在不同环境下具有更好的适应性。
3. 热稳定性阳离子可聚合大分子表面活性剂具有较高的热稳定性。
这使得它们在高温条件下能够保持较长时间的表面活性,有利于其在高温工艺中的应用。
四、应用1. 油田开发阳离子可聚合大分子表面活性剂在油田开发中广泛应用。
它们可以作为油田中地下水的驱油剂,帮助提高油井产量。
此外,它们还可以被用作油井水泥分散剂,改善井壁固结性能。
2. 染料和颜料工业阳离子可聚合大分子表面活性剂在染料和颜料工业中被广泛应用。
它们可以作为增稠剂、分散剂和乳化剂,帮助改善染料和颜料的加工性能,提高产品质量。
阳离子表面活性剂的应用

阳离子表面活性剂的其他应用一、工业循环水用杀菌剂工业用水的水质中含有多种菌类和藻类微生物,这些微生物的滋长,给换热器等设备的正常使用带来很大威胁,它使设备效能大大下降,严重时甚至使设备堵塞;腐蚀穿孔。
在强调节省能源,节省水资源的今天,这一问题已引起人们的高度重视。
理想的工业水杀菌灭藻剂应具有广谱、高效、低毒、易生物降解,对水质要求低,投料方便以及对其他水处理剂无相互干扰等特点。
但是,常用的氯气,次氯酸盐等氧化性杀菌灭藻剂,以及氯酚,二硫氰甲烷等非氧化性杀菌灭藻剂都不能达到这些要求。
因而使它们的应用范围受到很大限制,有的已被淘汰。
近年来,在为数不多的工业水杀菌灭藻剂中,季铵盐却由于它的独特优点而得到越来越广泛的应用。
国内在20世纪70年代开展了对季铵盐在工业用水的杀菌灭藻方面的应用研究。
对包括季铵盐在内的47种化合物对控制炼油厂循环冷却水中菌藻危害的效果进行了研究。
以异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌为对象,测量杀菌率达99%以上所需各种化合物的最低浓度为准,筛选出十二烷基二甲馑苄基氯化铵(洁而灭及1227)、十六烷基三甲基溴化铵(1631)、十六烷基氯化吡啶和洗必泰等季铵盐为较理想的杀菌灭藻剂。
其中,洗必泰因价格昂贵,实际应用还有困难。
此外,季铵盐还在各种大型循环冷却水系统中用作冲击剥离剂。
这是因为它除了可以像一般杀菌灭藻剂那样杀灭表层的菌藻外,还是一种表面活性剂,它还可以渗透到菌垢层的内部,将吸附在设备器壁上的菌藻杀死,使之在水流冲刷下从壁上脱落下来。
这一特性是其他杀菌灭藻剂所不及的,生产中菌藻形成的污垢覆盖在热交换器管壁上,是引起热交换效率下降,乃至管道堵塞,腐蚀穿孔的主要因素。
工业节能上具有很大意义。
季铵盐作冲击剥离荆,其用量为一般动态用量的2~10倍。
不同工作者对五种非氧化性杀菌灭藻剂对比评定的数据略有上下,一般都显示出洁而灭的效果最好,其次是l227、Nalc07326、1231又次于前四种。
阳离子表活剂

阳离子表活剂阳离子表活剂是一类广泛应用于工业和家庭清洁产品中的化学物质。
它们在清洁剂、洗发水、洗衣粉、洗洁精等产品中起着重要的作用。
本文将介绍阳离子表活剂的定义、分类、作用机制以及在不同产品中的应用。
一、定义阳离子表活剂是指带有正电荷的表面活性剂,其分子结构中含有正离子官能团。
阳离子表活剂能够吸附在物体的表面,通过与水中负离子的作用,起到增强清洁能力、改善乳化稳定性和增强产品的附着力等作用。
常见的阳离子表活剂有季铵盐类、季胺盐类、季铵腈类等。
二、分类阳离子表活剂按照其结构和性质的不同可以分为以下几类:1. 季铵盐类:如十六烷基三甲基溴化铵,具有优良的杀菌和消毒能力,广泛应用于家庭清洁产品和医疗消毒领域。
2. 季胺盐类:如十六烷基三甲基溴化胺,具有良好的抗静电性能,常用于洗发水、护发素和柔顺剂等产品中。
3. 季铵腈类:如十六烷基三甲基腈化铵,具有优异的分散乳化性能,常用于洗涤剂和涂料中。
三、作用机制阳离子表活剂的作用机制主要分为两种:1. 吸附作用:阳离子表活剂的正离子官能团与物体表面的负离子官能团发生静电作用,使阳离子表活剂吸附在物体表面,形成一层薄膜。
这层薄膜可以降低物体表面的表面张力,使污垢与物体表面分离,从而起到清洁作用。
2. 乳化作用:阳离子表活剂可以在水中形成胶束结构,将油性物质包裹在内部,形成乳液。
这种乳化作用可以使油污和水分散均匀,便于清洗和去除。
四、应用领域阳离子表活剂广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 家庭清洁产品:阳离子表活剂可以增强清洁剂的去污能力,改善清洁效果,常见的家庭清洁产品如洗衣粉、洗洁精、洗手液等中都含有阳离子表活剂。
2. 个人护理产品:阳离子表活剂可以增强洗发水、护发素等产品的乳化稳定性,使头发更加柔顺,常见的个人护理产品中也含有阳离子表活剂。
3. 工业清洁产品:阳离子表活剂在工业清洁产品中起到重要作用,如汽车清洗剂、金属清洗剂等都含有阳离子表活剂。
阳离子表面活性剂的分类

这类表面活性剂具有较高的表面 活性和稳定性,因此广泛应用于 工业清洗、农药和石油开采等领
域。
然而,石油来源的阳离子表面活 性剂对环境的影响较大,且资源
有限。
合成阳离子表面活性剂
合成阳离子表面活性剂是通过化学合成方法制备的,如十二烷基二甲基苄基氯化铵 和十六烷基三甲基溴化铵等。
杀菌性
由于季铵盐具有杀菌作用,季铵盐型 阳离子表面活性剂通常具有一定的抗 菌性能。
刺激性
季铵盐型阳离子表面活性剂对皮肤的 刺激性相对较大,使用时需谨慎。
稳定性
季铵盐型阳离子表面活性剂具有较好 的热稳定性和化学稳定性。
04 应用领域
天然阳离子表面活性剂的应用领域
天然阳离子表面活性剂主要来源于动植物提取物,如胆汁酸 盐、蛋白质等。它们在食品、化妆品和制药等领域有广泛应 用,如乳化剂、发泡剂和润湿剂等。
按亲油基分类
烃基阳离子表面活性剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含氮阳离子表面活性剂
亲油基为烃基,如长链烷基季铵盐。
亲油基含有氮原子,如咪唑啉季铵盐。
含氧阳离子表面活性剂
亲油基含有氧原子,如醚基季铵盐。
按阳离子类型分类
单链阳离子表面活性剂
分子中只有一个阳离子基团,如氯化胆碱。
双链阳离子表面活性剂
分子中含有两个阳离子基团,如二甲基二烯丙基氯化铵。
阳离子表面活性剂的分 类
目录
Contents
• 分类依据 • 具体分类 • 各类阳离子表面活性剂的特点 • 应用领域 • 发展趋势与展望
01 分类依据
按来源分类
天然阳离子表面活性剂
来源于自然界,如植物、动物或矿物 中的天然成分,如胆汁酸盐、皂角苷 等。
3-2表面活性剂选论阳离子

表3 配对阴离子对十六烷基吡啶Krafft点的影响
C16H33 N X ·
X Krafft点(℃)
Cl 17
Br 28
I 45
表面活性
随着烷基碳链长度的增加,表面张力逐渐下降
4 烷基二甲基苄基氯化铵的表面张力(mN/m)
CH3 R N CH2 CH3 Cl ·
R的碳数 0.1%溶液 0.01%溶液
表面活性剂类型 结构通式 实例
伯胺盐
仲胺盐 叔胺盐
RNH2•HCl
R1NHR2•HCl R1NR2(R3)•HCl
C18H37NH2·HCl 十八烷基胺(硬脂胺)盐酸盐
(C18H37)2NH·HCl 双十八烷基胺盐酸盐 C18H37N(CH3)2·HCl N,N-二甲基十八胺盐酸盐
其中R=C12-C18,R1、R2=-CH3、-CH2CH3、- CH2CH2OH等,X为无机酸或有机酸。由相应的胺用盐酸、
Krafft温度点 Krafft 温度点:当达到某一温度时,表面活性剂在水 中的溶解度急剧增加,也称为临界溶解温度(C.S.T) 当表面活性剂溶液为过饱和状态时,Krafft点应是离子型表 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
甲醛-甲酸法
高级卤代烷与低级叔胺
R1
δ+ δ -
R1 R3 R N R3 R2 X ·
RX
+
N R2
C12H25Br
+
(CH3)3N
60~80℃ 水介质
醇介质 回流
C12H25 N(CH3)3
Br ·
Br ·
1231阳离子表面活性剂
C16H33Br
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阳离子表面活性剂的合成与应用
摘要:表面活性剂是具有表面活性的物质能改变物质的张力。
本文对阳离子表面
活性剂的含义、种类、用途以及在工业领域中的应用进行了详细的阐述。
关键词:阳离子表面活性剂:含义、种类、用途及应用
1.阳离子表面活性剂:
阳离子表面活性剂,是其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基。
亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子,少数为含硫或磷原子的阳离子。
分子中的阴离子不具有表面活性,通常是单个原子或基团,如氯、溴、醋酸根离子等。
阳离子表面活性剂带有正电荷,与阴离子表面活性剂所带的电荷相反,两者配合使用一般会形成沉淀,丧失表面活性。
它能和非离子表面活性剂配合使用
2,.种类:
<1>季铵盐:
季铵盐型阳离子表面活性剂通式为[ ]x-,式中R为C10~C18。
长链烷基,Rl、R2、R3 一般是甲、乙基,也可以有一个是苄基或长链烷基,X是氯、溴、碘或其他阴离子基团:多数情况下是氯或溴。
季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。
一般由叔胺与醇、卤代烃、硫酸二甲酯等烃基化试剂反应制得。
:吡啶《》(C5H5N)也可以看成一种特殊的叔胺,通常把吡啶与卤代烷的反应产物也归于季铵盐中。
如溴代十六烷与吡啶反应得到的产物十六烷基溴化吡啶是一种常用的杀菌剂。
季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好,既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。
由于大部分纤维表面带负电,用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷,因此有较好的抗静电作用。
它们能在纤维表面形成疏水油膜,降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。
这种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外,还可作护发产品中的头发定型调理剂,纺织工业中的匀染固色剂。
但它有使机械生锈的缺点,价格也较贵。
在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。
<2>杂环类阳离子表面活性剂:
杂环类阳离子表面活性剂可以有咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物等。
眯唑啉是含有二个氮原子的五元杂环的单环化合物,如2—烷基咪唑啉,它与硫酸二甲酯肛反应可生成季铵盐;如脂肪酸与二亚乙基三胺反应生成2—烷基氨基乙基咪唑啉,得到的产物乙酰化再与甲酸中和或季铵化都得到阳离子表面活性剂。
它们都可做纤维柔软剂或杀菌剂。
一般阳离子表面活性剂去污力较差,因此通常不用阳离子表面活性剂作洗涤剂。
但在特殊的清洗剂中如杀菌消毒洗涤剂中会加入阳离子特别是季铵盐型阳离子表面活性剂。
3.应用:
1. 阳离子表面活性剂主要起匀染和缓染作用,其基本原理都是延缓染料的吸附速度和减慢上染率,染料和表面活性剂对纤维表面上染座的竞争,匀染剂首先占领部分染座。
随染色的不断进行,被匀染剂占领的染座又被阳离子染料所代替,
从而使染色缓慢进行,获得匀染效果。
阳离子表面活性剂一般用于含负电荷染座的纤维的染色过程,含负电荷染座的纤维一般利用阳离子染料来进行染色。
阳离子表面活性剂和阳离子染料与纤维都有亲和作用和扩散性,对染座进行竞争,以获得匀染效果。
用阳离子表面活性剂来延缓上色,而使碱性染料对羊毛和丙烯腈系纤维染色均匀。
数据表明:当十八烷基三甲基溴化铵的浓度为0.02(mol/L)时,此两种纤维使染料吸附速率最慢,缩短烷基链长使上色速率增加。
使用阴离子染料染色时,降低离子型染料“有效”浓度的方法是应用带有与染料相反电荷的阳离子表面活性剂,它和染料生成染料.表面活性剂复合物。
为了防止产生沉淀,应加入超过化学计算量的阳离子表面活性剂或加入非离子表面活性剂,使溶解度很小的复合物分散在溶液中。
阴离子染料C.I.直接红l的吸收光谱随着阳离子表面活性剂的加入而不断变化,阳离子表面活性剂一直加到相当于染料的化学计算量,从而生成染料.阳离子表面活性剂复合物的沉淀为止。
如继续加入过量的表面活性剂,则由于复合物增溶在胶束之中,使吸收光谱不再变化。
当用阴离子染料染羊毛时,可用阳离子表面活性剂来减少羊毛尖端染色较深的问题,因为即使在纤维表面存在不均匀性的情况下,染料.表面活性剂复合物总是先吸附在纤维表面。
2.抗静电剂
具有抗静电作用的非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型表面活性剂。
常用的阳离子型有:脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季铵盐、聚氧乙烯季铵盐。
主要有抗静电剂SN,它是十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐,国外名称为卡塔纳克SN;抗静电剂TM,它是甲基三羟乙基季铵甲基硫酸酯,国外同类商品名称为泰马斯。
3.乳化剂
用作乳化剂的表面活性剂有阴离子型、阳离子型及两性型表面活性剂。
常用的阳离子型乳化剂有:脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季铵盐、聚氧乙烯季铵盐。
腈纶油剂中提供抗静电性能的一般为阳离子表面活性剂,毛型腈纶短纤维油剂中常加入阳离子表面活性剂SN或TM,因为腈纶吸湿性能差,匀染色性能差。
抗静电柔软整理剂
合成纤维和织物由于摩擦而产生静电,故在加工过程中需进行一系列抗静电处理,即使如此,成品形成后,仍不能根除产生静电的原因,所以合成纤维织物还要进行专门的抗静电处理。
在纺织工业中所用的抗静电剂分暂时性的和持久性的两类。
加工中所用的多为暂时性的,而在织物整理中用的抗静电剂为持久性的。
阳离子型抗静电整理剂用含季铵基的乙烯类聚合物[国外名称为Zelec DX(DuP),Zelec DP(DuP)]和含季铵基的丙烯酰胺。
这些整理剂由于它们会影响染料变色,一般只用于织物的后整理。
氧化胺的抗静电性、热稳定性、良好的润滑性及乳化增溶能力使其在纺织工业有一定用途。
十八烷基聚氧丙基聚氧丁基甲基氧化胺可以作为聚酰胺、聚酯纺丝油剂的抗静电抗磨损剂,十二烷基二甲基氧化胺可以做尼龙-66的染色助剂、丙烯酸碳纤维制造油剂、合成纤维抗静电剂、聚酯多股丝的松开剂等。
参考文献:
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