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1、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
2、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,20
3、23/4/2,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
4、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
5、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。,202
6、3/4/2,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
7、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
8、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
9、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,
