阳离子表面活性剂(I)

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1、第五章阳离子表面活性剂§5.1阳离子表面活性剂概述§5.2阳离子表面活性剂的合成§5.3阳离子表面活性剂的应用主要内容1、掌握阳离子表面活性剂的基本性质2、掌握阳离子表面活性剂的合成方法3、了解阳离子表面活性剂的应用本章重点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。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离子和

2、非离子大得多。§5.1.1阳离子表面活性剂的分类§5.1.2阳离子表面活性剂的性质§5.1阳离子表面活性剂概述按化学结构分为：1、胺盐型2、季铵盐型R-N（CH3）3Cl3、杂环型4、鎓盐型§5.1.1阳离子表面活性剂的分类R-NH2·HCl伯胺盐CH3

3、R-N-HCl仲胺盐

4、HCH3

5、R-N+-CH3Cl-季铵盐

6、CH3CH3

7、R-N-HCl叔胺盐

8、CH3主要为含氮的有机衍生物其它含氮等的有机衍生物R-NH2·HCl伯胺盐CH3

9、R-N-HCl仲胺盐

10、HCH3

11、R-N-HCl叔胺盐

12、CH35.1.1.1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

13、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5.1.1.2季铵盐型R1

14、R2-N+-CH3X-季铵盐

15、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面活性剂中的亲水基团N原子为其它可携

16、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5.1.2阳离子表面活性剂的性质溶解性R1

17、R2-N+-CH3X-季铵盐

18、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个碳原子的易溶于水；>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的水溶性增加；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点可以衡量表面活性剂的溶解性能。临界胶束浓度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

19、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。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X.N+CH3CH3CH3C16H33季铵化反应合成方法由高级卤代烷与低级叔胺反应制得由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得通过甲醛-甲酸法制得。2.烷基链的影响1.卤离子的影响>R-Clδ-δ+5.2.1.1高级卤代烷与低级叔胺的反应R-BrR-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。高级卤代烷与低级叔胺水介质60-80oC醇介质回流十二烷基三甲基溴化铵表活剂1231-Br十六烷基三甲基

20、溴化铵表活剂1631-BrBr-溴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-石油醚溶剂加压80oC1hX-制备二甲基烷基胺的最古老的方法(20世纪60年代苏联开发），这种方法工艺简单，成本低廉，因此在工业上得到广泛的应用，占有重要的地位，但产品质量略差。5.2.1.3甲醛-甲酸法将油或脂裂解为脂肪酸和甘油，然后脂肪酸在大气压力下于280-360℃与氨反应形成脂肪酸胺皂，再脱水制成脂肪腈，最后与氢在RaneyNi催化下进行加氢反应，生成脂肪胺。原理莫尼镍催化加氢甲醇溶剂加热合成方法：将脂肪胺溶

21、于醇，在35℃下加入甲酸，然后在50℃下加入甲醛溶液，最后在80℃下回流反应数小时，反应产物中二甲基烷基胺的含量约为85%。高级烷基胺与低级卤代烷的反应石油醚溶剂加压80oC1hX-表活剂16315.2.2.1含氧原子5.2.2.2含氮原子5.2.2.3含硫原子5.2.2含杂原子的季铵盐5.2.2.1含氧原子含酰氨基的含醚基的SapamineMS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，简称：间接连接型阳离子表面活性剂