阳离子表面活性剂.ppt

1、2.6阳离子表面活性剂，阳离子表面活性剂的疏水基团结构与阴离子表面活性剂相似，疏水基团与亲水基团的连接方式也相似。一是亲水基团直接连接到疏水基团上，二是亲水基团通过酯、酰胺和醚键间接连接到疏水基团上。不同之处在于，当阳离子表面活性剂溶于水中时，它们的亲水基团带正电荷。2.6.1阳离子表面活性剂的应用特性不适于洗涤一般纤维织物，固体表面带负电荷。当使用阳离子表面活性剂时，它被吸附在基质和水的表面上。由于阳离子表面活性剂和基质之间的强静电引力，亲油基团面向水相，使基质疏水，因此不适合洗涤。该溶液(1/10000-1/100000)具有明显且稀释的杀菌效果，具有杀菌效果，这是由于细菌的强吸附作用，阻

2、止了细菌的呼吸和糖酵解，并具有良好的抗静电效果。阳离子表面活性剂吸附在纤维表面时，会形成一定的阳离子表面活性剂，广泛应用于纤维柔软整理剂中，能显著降低纤维表面的摩擦系数，具有良好的柔软性和平滑性。阳离子表面活性剂不能与肥皂等阴离子表面活性剂混合，否则会导致阳离子活性物质沉淀而失效。几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物，即有机胺的衍生物。主要有季铵盐(RNR3-A)和烷基吡啶酮(RC5H5N-A)。以十六烷基三甲基氯化铵为例，表示如下：见P53表3-7，2.6.2铵型阳离子表面活性剂。所有铵阳离子表面活性剂都可以通过中和胺和酸来制备。胺盐阳离子表面活性剂的制备：有机胺(高级伯胺、仲胺和叔胺)

3、和酸(盐酸、乙酸、钾盐、氢溴酸、硫酸等)。)。有机胺的制备、中和、酸、有机氨的制备、中和、目标产物，如(十二烷基二甲基叔胺乙酸酯)，应用：可用作酸性介质中的乳化、分散和润湿剂，以及颜料粉末表面的矿物浮选剂和疏水剂。缺点：当溶液的酸碱度为7时，胺很容易从水中分离出来，从而失去其表面活性。一般来说，它根据不同的起始胺分为：高级胺盐阳离子表面活性剂；低铵盐阳离子表面活性剂。前者由高级脂肪胺与盐酸或乙酸进行中和反应制得，常用作缓蚀剂、捕集剂和防结块剂。1.高级伯胺的制备(1)脂肪酸法脂肪酸传统方法：脂肪酸与氨在0.4-0.6兆帕和300-320下反应生成脂肪酰胺，脂肪酰胺脱水生成腈，然后氢化还原：制备

4、高有机氨，氢化还原的工业工艺条件：压力2.94-6.87兆帕，温度120。少量仲胺、叔胺副产物、脂肪酸、氨和氢气直接在催化剂上反应。新工艺：一步法，催化剂，(2)脂肪醇脂肪醇和氨可以在380-400兆帕和12.16-17.23兆帕下生产伯胺。2.高级仲胺的制备在镍和钴催化剂存在下，高级醇和氨生成仲胺。注：制备条件与伯胺的不同之处在于脂肪腈首先在低温下将脂肪腈转化为伯胺，然后在铜铬催化剂上脱氢得到仲胺。卤代烷法烷基；烷基卤化物；卤代烷与氨在密闭反应器中反应，主要产物是仲胺。3.叔胺的制备叔胺是制备季铵盐的主要原料，季铵盐是一大类阳离子表面活性剂，应用广泛。伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反应制备叔胺，是

5、工业上制备叔胺的重要方法。它能在碱性催化剂中进一步反应形成聚醚链。随着分子链中聚氧乙烯含量的增加，产品的非离子性能也增加。但在水中的溶解度不会随着酸碱度的变化而变化。因此，它也被称为阳离子表面活性剂的非电离。任务1:写出二乙醇胺在碱性催化剂作用下形成聚醚链的反应机理和方程式。脂肪酸与低级胺反应制备叔胺。用这种方法制备的叔胺成本低，性能好，主要用作纤维柔软整理剂。例如，将硬脂酸和三乙醇胺加热、缩合和酯化，形成叔胺，用甲酸中和叔胺，得到索罗明(Soromine)阳离子表面活性剂。将硬脂酸与氨基乙醇胺或二乙烯三胺加热缩合，再与尿素反应，用乙酸中和，制得一种性能优良的纤维柔软剂Ancovel。作业2:

6、将硬脂酸和氨基乙醇胺或二乙烯三胺加热冷凝后，与尿素反应，用乙酸中和，写出方程式。不对称叔胺的制备不对称叔胺是合成季铵盐的中间体。通常，它由一个以上的C8长碳链和两个短碳链(如甲基、乙基或苄基)组成。合成路线：长碳链氯代烷烃和低碳仲烷基胺生产叔胺。反应温度为130-170，压力为1.01-4.05兆帕。制备的叔胺需要蒸馏提纯，否则颜色会很暗。由b-烯烃制备叔胺成本低，工艺先进。在镍催化剂存在下，脂肪族腈与二甲胺和氢气反应，脂肪族伯胺与甲酸和甲醛混合物反应，脂肪族伯胺或仲胺在甲醛存在下进行氢化反应，脂肪族醇与二甲胺在铜铬催化剂存在下于250 300兆帕和20.27 25.33兆帕条件下反应。2.6

7、.3季铵盐阳离子表面活性剂季铵盐和胺盐的区别季铵盐是一种强碱盐，可溶于酸性或碱性溶液中，分解成带正电荷的铵离子。胺盐是一种弱酸盐，对酸碱度敏感，但在碱性条件下不溶于水，失去表面活性。常用的烷基化剂是氯甲烷或硫酸二甲酯。它们种类繁多，产量居各种阳离子表面活性剂之首。在工业上有实用价值的季铵盐有三种：长碳链季铵盐、咪唑啉季铵盐和吡啶季铵盐。季铵盐的制备：脂肪叔胺、烷基化、季铵盐、烷基化、季铵盐、季铵盐、季铵盐、季铵盐、长碳链季铵盐、咪唑啉季铵盐、吡啶季铵盐(R1=C8C26、R2=C8C26或CH3、X=X=Cl或Br)，长碳链季铵盐是一种产量最大的阳离子表面活性剂，它是由叔胺和卤代烷反应制得的。

8、它与酸碱度无关，在酸、碱和中性介质中稳定。1.由伯胺、仲胺和叔胺制备季铵盐将氢氧化钠加入到高级脂肪胺中，在压力下与氯甲烷反应。该方法应用广泛，反应在极性溶剂(水或乙醇)中快速进行。为了提高产率，有必要确保反应物不是酸性的，因此Na2CO3、K22CO3等。应该加上。思考：1 .为什么这个反应在极性溶剂中反应很快？2.添加Na2CO3和K22CO3的目的是什么？(问题在下一类)，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

9、意：反应条件；2.低级叔胺与卤代烷反应制备季铵盐的反应条件：60-80加压。60-80、一定压力，如烷基二甲基叔胺和苄基氯。代表性产品：十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)，在中国被称为1227或杰尔曼，是一种消毒剂，也用作聚丙烯腈染色的缓凝剂。当阴离子是溴时，它是新洁尔灭，它是一种强阳离子杀菌剂。十八烷基二甲基苄基氯化铵1831:淡黄色固体，活性物质含量90.0%，游离胺含量本品性质稳定，耐光耐热，耐酸不耐碱，耐硬水和无机盐，适合长期保存。3.烷基咪唑啉脂肪酸(油酸或硬脂酸)与羟乙基乙二胺缩合制备叔胺，然后用烷化剂或其乙酸盐或磷酸盐季铵化，广泛用于纺织品柔软剂、破乳剂、防锈剂等。例如，胺220是-十七烯基羟乙基咪唑啉，油酸与氨乙基单乙醇胺在160-200下反应并脱水。烷基吡啶盐是通过吡啶与C2-C18烷基卤在130-150下反应制备的，蒸发掉水和未反应的吡啶。例如氯化十六烷基吡啶鎓和溴化十六烷基吡啶鎓可用作染色助剂和杀真菌剂。十八酰胺甲基吡啶氯化物是一种常见的纤维防水剂。思考