表面活性劑應(yīng)用導(dǎo)論陽離子表面活性劑詳解演示文稿

表面活性劑應(yīng)用導(dǎo)論陽離子表面活性劑詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)優(yōu)選表面活性劑應(yīng)用導(dǎo)論陽離子表面活性劑當(dāng)前第2頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述陽離子表面活性劑是具有陽離子親水基團(tuán)的表面活性劑。依據(jù)親水基結(jié)構(gòu)分類：(1)胺鹽型(2)季銨鹽型(3)雜環(huán)型(4)鎓鹽型當(dāng)前第3頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)(1)胺鹽型該類產(chǎn)物是脂肪胺與無機(jī)酸形成的鹽，只溶于酸性溶液中，在酸性條件下具有表面活性，而在堿性條件下，胺鹽與堿作用生成游離胺而使其溶解度降低失去表面活性，因此它的使用范圍受到一定的限制。代表品種結(jié)構(gòu)式：5.1陽離子表面活性劑概述R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3當(dāng)前第4頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)(2)季銨鹽型季銨鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。季銨鹽洗滌能力差，但殺菌能力強(qiáng)，在陽離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。代表品種結(jié)構(gòu)式：5.1陽離子表面活性劑概述

R1|R2-N+-CH3X-

|

R3當(dāng)前第5頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述(3)雜環(huán)型雜環(huán)類陽離子表面活性劑是分子中除碳、氫原子外，還含有其它原子，且呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。這類表面活性劑有：嗎啉型吡啶型當(dāng)前第6頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述(3)雜環(huán)型咪唑啉型哌嗪型喹啉型當(dāng)前第7頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述(4)鎓鹽型按照攜帶正電荷的原子不同，如P、As、S、I等，陽離子表面活性劑還包括鏻鹽、锍鹽、碘鎓和鉮鹽化合物等。①鏻鹽化合物該類陽離子表面活性劑具有良好的殺菌性能，主要用作乳化劑、殺蟲劑、殺菌劑等。此外，四羥甲基氯化鏻還具有優(yōu)良的阻燃性能，可作為織物阻燃整理劑。

CH2OH|HOH2C-P+-CH2OH

Cl-

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CH2OH當(dāng)前第8頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述②锍鹽化合物锍鹽化合物可溶于水，具有除草、殺滅軟體動物、殺菌和殺真菌等作用，是有效的殺菌劑，而且對皮膚的刺激小，因此使用性能優(yōu)于傳統(tǒng)的季銨鹽化合物。

氧化锍衍生物是锍鹽型陽離子表面活性劑中性能十分優(yōu)異的品種，它在陰離子洗滌劑和傳統(tǒng)的松香皂配方中均能保持良好的殺菌性。當(dāng)前第9頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述③碘鎓化合物碘鎓化合物的優(yōu)點(diǎn)是同陰離子型洗滌劑和肥皂具有較好的相容性，抗微生物效果好，而且對次氯酸鹽的漂白作用有較好的穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)通式為鄰碘聯(lián)苯亞碘酰聯(lián)苯聯(lián)苯碘鎓硫酸鹽當(dāng)前第10頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.1陽離子表面活性劑概述④鉮鹽化合物鉮鹽型陽離子表面活性劑的性質(zhì)與鏻鹽化合物近似，其化學(xué)通式為當(dāng)前第11頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)第5章陽離子表面活性劑5.1陽離子表面活性劑概述5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)5.3幾種陽離子表面活性劑5.4陽離子表面活性劑的應(yīng)用當(dāng)前第12頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)在陽離子表面活性劑中，應(yīng)用最廣泛的是季銨鹽型，且具有代表性，因此，這里僅討論季銨鹽型陽離子表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。(1)溶解性(g/100ml)R的碳數(shù)水中95%乙醇中1170841250～75751352811426.774.51516.174160.8562170.4872180.1052.6190.09654①隨著碳鏈長度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趨勢。

②碳原子數(shù)<15個的易溶于水，碳原子數(shù)>15個的水溶性急劇下降。當(dāng)前第13頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(1)溶解性疏水性烷基的個數(shù)、鏈上的取代基的性質(zhì)對表面活性劑的溶解性能也有影響：

①含有單個長鏈時(R1)，能溶于極性溶劑，但不溶于非極性溶劑；而含有兩個長鏈時(R1，R2)，幾乎不溶于水，但溶于非極性溶劑。②當(dāng)烷基鏈上帶有親水性或不飽和基團(tuán)時，能增加其水溶性。當(dāng)前第14頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(2)Krafft溫度點(diǎn)離子型表面活性劑在低溫時溶解度較低，隨著溫度的升高溶解度增大，當(dāng)達(dá)到某一溫度以后其溶解度突然迅速增加，該溫度即Krafft點(diǎn)或臨界溶解溫度(CST)。

Krafft點(diǎn)是離子型表面活性劑單體、膠束和未溶解的表面活性劑固體共存的三相點(diǎn)。陽離子表面活性劑的Krafft點(diǎn)是表征其在水溶液中溶解性能的特征指標(biāo)：

Krafft點(diǎn)越高，表面活性劑越難溶，溶解度越低；Krafft點(diǎn)越低，表面活性劑越易溶，溶解度越高。當(dāng)前第15頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(2)Krafft溫度點(diǎn)

①Krafft點(diǎn)與疏水碳鏈長度的關(guān)系通常，Krafft點(diǎn)與表面活性劑疏水基碳鏈的長度呈線性關(guān)系，并可表示為：

Krafft點(diǎn)＝a+bna，b--常數(shù)；n--碳鏈所含碳原子的個數(shù)。依此式：碳鏈越長，n值越大，則Krafft點(diǎn)越高，溶解度越低。當(dāng)前第16頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(2)Krafft溫度點(diǎn)

①Krafft點(diǎn)與疏水碳鏈長度的關(guān)系

同系物的碳?xì)滏溤介L其Krafft點(diǎn)的溫度越高。通過Krafft點(diǎn)可以衡量表面活性劑的溶解性能。當(dāng)前第17頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(2)Krafft溫度點(diǎn)

②Krafft點(diǎn)與成鹽的配對陰離子的關(guān)系如，配對陰離子對十六烷基吡啶Krafft點(diǎn)的影響：

配對陰離子XKrafft點(diǎn)/℃Cl17Br28I45

按照Cl、Br、I的次序，表面活性劑的Krafft點(diǎn)溫度升高，由此可知，其溶解性能將按此順序依次降低。當(dāng)前第18頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(3)表面張力季銨鹽型表面活性劑烷基碳數(shù)與表面張力的規(guī)律：R的碳數(shù)γ(0.1%溶液)γ(0.01%溶液)867.572.3964.372.21060.671.91153.970.91247.668.71343.667.11443.662.41543.553.91643.543.71743.243.21843.043.41943.043.6①隨著烷基碳鏈長度的增加，表面活性劑的表面張力逐漸下降。表中：γ-表面張力，mN/m當(dāng)前第19頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(3)表面張力分子結(jié)構(gòu)相同時，表面張力與溶液的濃度有關(guān):溶液濃度(mol/L)γ(mN/m)0.00269.80.00559.40.0141.30.02538.00.0431.30.0535.00.135.6②分子結(jié)構(gòu)相同時，溶液濃度升高，表面張力逐漸降低；溶液濃度升高到一定值時(如0.04mol/L)之后，表面張力反而略有升高。當(dāng)前第20頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(4)臨界膠束濃度CMC季銨鹽型表面活性劑烷基碳數(shù)與CMC的規(guī)律：①隨著烷基碳數(shù)增加，臨界膠束濃度CMC降低。CMC：1.5×10-2mol/LCMC：7.8×10-3mol/L當(dāng)前第21頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)(4)臨界膠束濃度CMC季銨鹽型表面活性劑烷基碳數(shù)與CMC的規(guī)律：②同系物隨其碳?xì)滏溤鲩L，臨界膠束濃度CMC降低。CMC：3.5×10-3mol/LCMC：9.2×10-4mol/L當(dāng)前第22頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)第5章陽離子表面活性劑5.1陽離子表面活性劑概述5.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)5.3幾種陽離子表面活性劑5.4陽離子表面活性劑的應(yīng)用當(dāng)前第23頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(1)烷基季銨鹽醇介質(zhì)回流十二烷基三甲基溴化銨，表活劑1231-Br，殺菌劑、抗靜電劑、直接染料固色劑。十六烷基三甲基溴化銨，表活劑1631-Br，殺菌劑、織物柔軟劑。Br-

溴水介質(zhì)60-80oC當(dāng)前第24頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑X-石油醚溶劑加壓80oC1hX-十二烷基三甲基氯化銨，乳膠防粘劑DT，主要用于乳膠防粘和殺菌。十六烷基三甲基氯化銨，纖維柔軟劑CTAC。Cl-

氯(1)烷基季銨鹽加熱加壓當(dāng)前第25頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(2)含雜原子的季銨鹽特點(diǎn)：是親水的季銨陽離子與烷基疏水基是通過酰胺鍵、酯鍵、醚鍵或硫醚等基團(tuán)相連接，所以又稱間接連接型陽離子表面活性劑。①含氧原子含酰氨基的含醚基的表活劑SapamineMS當(dāng)前第26頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑②含氮原子當(dāng)前第27頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑③含硫原子當(dāng)前第28頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(3)含有苯環(huán)的季銨鹽①十二烷基二甲基芐基氯化銨/潔爾滅/1227/TAN80-90oC

3h十二烷基二甲基芐基溴化銨/新潔爾滅當(dāng)前第29頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(3)含有苯環(huán)的季銨鹽①十二烷基二甲基芐基氯化銨/潔爾滅/1227/TAN

陽離子活性劑1227易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、耐光、耐壓、無揮發(fā)性。1227是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作用和一定的緩蝕作用，此外，還具有良好的發(fā)泡能力。但所帶離子性與陰離子表面活性劑恰好相反，所以不能與陰離子表面活性混在一起使用，若混合，則產(chǎn)生沉淀并失去效能。當(dāng)前第30頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(3)含有苯環(huán)的季銨鹽②N,N-二乙基-(3′-甲氧基苯氧乙基)芐基氯化銨/NTN

NTN是一種殺菌劑。其疏水部分含有醚基。當(dāng)前第31頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(3)含有苯環(huán)的季銨鹽③ZephirolMZephirolM的疏水部分含有磺酰胺基團(tuán)。當(dāng)前第32頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(3)含有苯環(huán)的季銨鹽④Hyamine1622當(dāng)前第33頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽季銨鹽分子中所含的主要是嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑啉環(huán)、哌嗪環(huán)、喹啉環(huán)，等。主要用作：

濕潤劑、洗滌劑、殺菌劑、緩蝕劑、纖維柔軟劑、助染色劑、抗靜電劑、分散劑、起泡劑，等。當(dāng)前第34頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽①含有嗎啉環(huán)的季銨鹽N-甲基-N-十六烷基嗎啉甲基硫酸酯鹽當(dāng)前第35頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽①含有嗎啉環(huán)的季銨鹽嗎啉季銨鹽可作為潤濕劑、洗凈劑、殺菌劑以及潤滑劑組分。硫代嗎啉季銨鹽當(dāng)前第36頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽①含有嗎啉環(huán)的季銨鹽對叔辛基苯氧乙基-N-乙基嗎啉-N-乙基醚乙基硫酸酯鹽該活性劑主要用作起泡劑。當(dāng)前第37頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽②含有哌嗪環(huán)的季銨鹽對叔辛基苯氧乙基-N-芐基哌嗪-N-乙基醚氯化物該活性劑主要用作一種殺菌劑的分散劑。當(dāng)前第38頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽③含有吡啶環(huán)的季銨鹽主要用作纖維防水劑，也作染色助劑和殺菌劑。氯化十二烷基吡啶氯化十六烷基吡啶溴化十六烷基吡啶氯化硬脂酰甲胺基吡啶當(dāng)前第39頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽③含有吡啶環(huán)的季銨鹽EmcolE-607，是一種礦物浮選劑。當(dāng)前第40頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽③含有吡啶環(huán)的季銨鹽VelanPFZelanPF當(dāng)前第41頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽④含有喹啉環(huán)的季銨鹽即含有喹啉或異喹啉環(huán)的季銨鹽。主要用作殺菌劑，也可作柔軟劑、潤濕劑及礦物浮選劑。如IsothanQ當(dāng)前第42頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽

⑤含有咪唑啉環(huán)的季銨鹽結(jié)構(gòu)通式：R是含8～22個碳原子的長鏈烷基；R′是低級烷基或芐基等。

此類表活劑主要用作優(yōu)良的纖維柔軟劑和平滑劑，能賦予腈綸、棉、尼龍等織物優(yōu)異的柔軟性，并能提高織物的使用性能。也常用作性能優(yōu)異的起泡劑和直接染料固色劑。當(dāng)前第43頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽

⑤含有咪唑啉環(huán)的季銨鹽AlrosoptMB，是一種強(qiáng)力殺菌劑。當(dāng)前第44頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽

⑥含有其他雜環(huán)的季銨鹽含噁唑環(huán)的季銨鹽。在堿性條件下易于開環(huán)形成開鏈季銨鹽。當(dāng)前第45頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(4)含雜環(huán)的季銨鹽

⑥含有其他雜環(huán)的季銨鹽含嘧唑環(huán)的季銨鹽。結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，不易分解。當(dāng)前第46頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(5)胺鹽型主要有長鏈烷基伯、仲、叔胺鹽三大類。

①長鏈烷基伯胺鹽酸鹽主要用作纖維柔軟劑和礦物浮選劑。當(dāng)前第47頁\共有53頁\編于星期三\15點(diǎn)5.3幾種陽離子表面活性劑(5)胺鹽型主要有長鏈烷基伯、仲、叔胺鹽三大類。

②仲胺鹽目前市售商品主要是Priminox系列，結(jié)構(gòu)通式為：n041424商品牌號Priminox43Priminox10Priminox20Primi