阳离子表面活性剂(II)

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1、第5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在水溶液中呈现正电性，形成带正电荷的表面活性离子主要用途:杀菌剂、纤维柔软剂和抗静电剂等与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少我国阳离子表面活性剂的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。5.1阳离子表面活性剂概述5.1.1阳离子表面活性剂的分类5.1.1.1胺盐型是伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐表面活性剂的总称它们的性质极其相似，且很多产品是伯胺与仲胺的混合物表面活性剂类型结构通式实例伯胺盐RN

2、H2•HClC18H37NH2·HCl十八烷基胺（硬脂胺）盐酸盐仲胺盐R1NHR2•HCl(C18H37)2NH·HCl双十八烷基胺盐酸盐叔胺盐R1NR2(R3)•HClC18H37N(CH3)2·HClN,N-二甲基十八胺盐酸盐表5-1胺盐型阳离子表面活性剂主要品种及实例5.1.1.2季铵盐型是最为重要的阳离子表面活性剂品种既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，具有一系列优良的性质，而且与其他类型的表面活性剂相容性好结构通式十八烷基二甲基苄基氯化铵(缓染剂DC)5.1.1.3杂环型吗啉型吡啶型咪

3、唑型哌嗪型喹啉型5.1.1.4鎓盐型按照携带正电荷的原子不同，阳离子表面活性剂还包括鏻盐、锍盐、鉮盐和碘鎓化合物等。鏻盐化合物具有良好的杀菌性能主要用作乳化剂、杀虫剂和杀菌剂等由带有三个取代基的膦与卤代烷反应制得。十二烷基二甲基苯基溴化鏻锍盐化合物可溶于水，具有除草、杀灭软体动物、杀菌和杀真菌等作用，对皮肤的刺激小是有效的杀菌剂可通过硫醚与卤代烷反应制得氧化锍衍生物是锍盐型阳离子表面活性剂中性能十分优异的品种。碘鎓化合物同阴离子型洗涤剂和肥皂具有较好的相容性抗微生物效果好对次氯酸盐的漂白作用有较

4、好的稳定性合成：通过环合反应，将碘原子转化成为杂环的组成部分鉮盐化合物性质与鏻盐化合物近似5.1.2阳离子表面活性剂的性质5.1.2.1溶解性一般情况下水溶性很好随着烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势疏水性烷基链的个数和链上的取代基对溶解性能也有影响表5-2烷基二甲基苄基氯化铵的溶解性烷基R的碳原子数111213141516171819水中溶解度7050～755226.716.10.850.480.100.09695%乙醇中溶解度84758174.574627252.654带有C15以下烷基链

5、的活性剂易溶于水，而C15以上的则水溶性较低，难溶于水单长链烷基季铵盐能溶于极性溶剂，但不溶于非极性溶剂双长链烷基季铵盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂季铵盐的烷基含不饱和基团时，能增加它们的水溶性。5.1.2.2Krafft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

6、性能的特征指标Krafft点越高，表明该表面活性剂越难溶，溶解度越低；反之，Krafft点越低，说明该表面活性剂越容易溶解，溶解性能越好通常Krafft点与表面活性剂疏水基碳链的长度呈线性关系Krafft点＝a+bna,b是常数，n为碳链所含碳原子的个数根据上述关系式，碳链越长，n值越大，则Krafft点越高XClBrIKrafft点（℃）172845表5-3配对阴离子对十六烷基吡啶Krafft点的影响5.1.2.3表面活性随着烷基碳链长度的增加，表面张力逐渐下降R的碳数891011121314

7、15161718190.1%溶液67.564.360.653.947.643.643.643.543.543.243.043.00.01%溶液72.372.271.970.968.767.162.453.943.743.243.443.6表5-4烷基二甲基苄基氯化铵的表面张力(mN/m)分子结构相同时,在一定范围内，表面张力随活性剂溶液的浓度升高而降低，降低到一定数值时又随溶液浓度的升高而增加表5-5十六烷基三甲基氯化铵的表面张力与浓度的关系溶液浓度（mol/L）0.0020.0050.010.

8、0250.040.050.1表面张力（mN/m）69.859.441.338.031.335.035.6[C16H33－N+(CH3)3]•Cl－5.1.2.4临界胶束浓度烷基碳链长度增加，临界胶束浓度降低表面活性剂结构cmc（mol/L）[C12H25－N+(CH3)3]•Cl－1.5×10-27.8×10-3[C14H29－N+(CH3)3]•Cl－3.5×10-3[C16H33－N+(CH3)3]•Cl－9.2×10-4表5-6几种季铵盐型表面活性剂的临界胶束浓度（25℃）5.2阳离子表面