第二章阳离子表面活性剂

第二章阳离子表面活性剂2、6、1阳离子表面活性剂得应用特点①不适用于洗涤一般纤维织物和固体表面均带有负电荷,当使用阳离子表面活性剂时,她吸附在基质和水得表面上,由于阳离子表面活性剂与基质间具有强烈得静电引力,亲油基朝向水相,使基质疏水,因此,不适用于洗涤;电荷相吸电荷相斥洗涤去污作用无洗涤去污作用③杀菌作用显著很稀得溶液(1/10000-1/100000)即有杀菌效果,这就是由于细菌被强力吸附后,阻止了细菌得呼吸作用和糖解作用所致②具有良好得抗静电作用当阳离子表面活性剂吸附吸在纤维表面,形成一定向吸附膜后,中和了纤维表面得负电荷,减少了因摩擦产生得自由电子,因而,具有良好得抗静电作用;④广泛应用于纤维得柔软整理剂阳离子表面活性剂能显著降低纤维表面得摩擦系数,具有良好得柔软平滑性能;⑤阳离子表面活性剂不能与肥皂等阴离子表面活性剂混用,否则将引起阳离子活性物沉淀而失效。几乎所有得阳离子表面活性剂都就是含氮化合物,即有机胺得衍生物。主要有季铵盐(RNR3+A-)、烷基吡啶翁(RC5H5N+A-)。以十六烷基三甲基氯化铵为例,表示为:见书P53表3-72、6、2胺盐型阳离子表面活性剂

ammoniumcationicsurfacants所有得铵盐型阳离子表面活性剂都可通过胺与酸得中和作用制得。胺盐型阳离子表面活性剂制备:有机胺(高级伯胺、仲胺和叔胺)与酸(盐酸、醋酸、钾酸、氢溴酸、硫酸等)制得。有机胺制备中和酸Preparationoforganicammonium

neutralizationtargetproduct目标产物9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流E、g

(十二烷基二甲基叔胺醋酸盐)

应用:可在酸性介质中作乳化、分散、润湿剂,也用作矿物浮选剂、颜料粉末表面憎水剂。缺点:当溶液pH＞7时,胺易从水中游离析出,从而失去表面活性一般按起始胺得不同分为:高级胺盐型阳离子表面活性剂;低级铵盐型阳离子表面活性剂。前者多由高级脂肪胺与盐酸或醋酸进行中和反应制得,常用作缓蚀剂、捕集剂、防结块剂等。1、高级伯胺得制取

(1)脂肪酸法fattyacid传统法:脂肪酸与氨在0、4-0、6MPa、300-320℃下反应生成脂肪酰胺,脱水生成腈,再加氢还原:Preparationofhighorganicammonium

加氢还原得工业上得工艺条件:压力2、94-6、87MPa,温度120-150℃。少量仲胺,叔胺副产物脂肪酸、氨和氢直接在催化剂上反应得:新工艺:一步法catalyst(2)脂肪醇法fattyalcohol脂肪醇和氨在380-400℃、12、16-17、23MPa下,可制得伯胺。2、高级仲胺得制取①脂肪醇法高级醇和氨在镍、钴催化剂下生成仲胺。注意:制备条件与伯胺得区别②脂肪腈法fattynitrile

首先将脂肪腈在低温下转化为伯胺,然后在铜铬催化剂下脱氢,得到仲胺。③卤代烷法

alkylogen;alkylhalide;haloalkane

卤代烷和氨在密闭得反应器中反应,主要产物为仲胺。3、高级叔胺得制备叔胺就是制取季铵盐得主要原料,季铵盐就是阳离子表面活性剂中得一个大类,用途较广。①伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反应制备叔胺此为工业上制备叔胺得重要方法:在碱性催化剂可进一步反应,生成聚醚链。分子链中随着聚氧乙烯含量得增加,产物得非离子性也增加;但在水中得溶解度却不随pH值得变化而改变。故也称为阳离子表面活性剂得非离子化。作业1:写出二乙醇胺在碱性催化剂作用下生成聚醚链得反应机理及方程式。②脂肪酸与低级胺反应制取叔胺由此法制得得叔胺,成本低,性能好,大多用于纤维柔软整理剂。如硬脂酸和三乙醇胺加热缩合酯化,形成叔胺,再用甲酸中和,得到索罗明(Soromine)A型阳离子表面活性剂。用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亚乙基三胺加热缩合后再与尿素作用,经醋酸中和后,可制得优良得纤维柔软剂阿科维尔(Ancovel)。作业2:写出用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亚乙基三胺加热缩合后再与尿素作用,经醋酸中和后,制阿科维尔(Ancovel)得方程式。③非对称叔胺得制备非对称叔胺就是合成季铵盐得中间体。通常她就是由一个C8以上长碳链和两个短碳链(如甲基、乙基或苄基等)组成。合成路线:a长碳链氯代烷与低碳得烷基仲胺生成叔胺。反应温度130-170℃,压力1、01-4、05MPa,制得叔胺需蒸馏纯化,否则色泽很深。b

α-烯烃制取叔胺此法成本低,较为先进。C脂肪腈与二甲胺、氢在镍催化剂下反应d脂肪伯胺与甲酸、甲醛混合物反应

e脂肪伯胺或仲胺在甲醛存在下加氢反应

f脂肪醇与二甲胺反应反应条件为铜铬催化剂,250-300℃,20、27-25、33MPa。2、6、3季铵盐型阳离子表面活性剂

季铵盐与胺盐得区别:季铵盐就是强碱得盐,无论在酸性还就是碱性溶液中均可溶解,并解离成带正电荷得铵根离子。胺盐为弱酸得盐,对pH较为敏感,在碱性条件下则游离成不溶于水得胺,而失去表面活性。常用得烷化剂为氯甲烷或硫酸二甲酯。她们得种类繁多,产量在各类阳离子表面活性剂中占首位。在工业上有实用价值得季铵盐有下列三种类型:长碳链季铵盐,咪唑啉季铵盐吡啶季铵盐。季铵盐制备:脂肪叔胺烷基化季铵盐tertiaryaminealkylationquaternaryammoniumsalt

tertiaryamine

长碳链季铵盐咪唑啉季铵盐吡啶季铵盐(R1=C8～C26,R2=C8～C26或CH3,X=X=Cl或Br

)

长碳链季铵盐就是阳离子表面活性剂中产量最大得一类,由叔胺与卤代烷反应制得:不受pH影响,在酸、碱及中性介质中均稳定。1、由伯胺、仲胺、叔胺制取季铵盐高级脂肪胺中加入氢氧化钠,加压下与氯甲烷反应制得。此法为广泛使用得方法,反应在极性溶剂(水或乙醇)中进行较为迅速。为提高产率,必须保证反应物不呈酸性,因此要加入Na2CO3、K22CO3等。思考:1、该反应为什么在极性溶剂中反应迅速?2、加入Na2CO3、K22CO3得目得就是什么？(下节课提问)如十二烷基三甲基氯化铵(防粘剂DT或1231),合成如下:代表产品:十二烷基三甲基溴化铵(阳离子表面活性剂1231);十八烷基三甲基氯化铵(阳离子表面活性剂1831);十六烷基三甲基溴化铵(阳离子表面活性剂1631)。

注意:反应条件

2、低级叔胺与卤代烷反应制取季铵盐反应条件