阳离子表面活性剂开始应用课件.ppt

1、2022-12-17表面活性剂2表表 面面 活活 性性 剂剂阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂1阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂2 两性表面活性剂两性表面活性剂3非离子型非离子型离子型离子型2022-12-17表面活性剂3阳离子阳离子表面活性剂正好与表面活性剂正好与阴离子阴离子表面活性剂结构相反。表面活性剂结构相反。如图如图其亲水其亲水基一端是阳离子，故称基一端是阳离子，故称阳离子阳离子表面活性剂表面活性剂，疏水基疏水基与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。2022-12-17表面活性剂45.1 5.1 阳离子表面活性剂概述阳离子表面活性剂概述

2、1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。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，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非离子大得多。要比阴离子和非离子大得多。2022-12-17表面活性剂5R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N+-CH3Cl-季铵盐|CH3

3、 CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3主要为含氮的主要为含氮的有机衍生物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阳离子表面活性剂的分类2022-12-17表面活性剂6R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH35.1.1.1 胺盐型胺盐型该类产物是该类产物是弱酸的盐弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在酸性条件下具有表面活性，在在碱性条件下碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，胺游离出来而失去表面活性，因面使它的使用因面使它的使用受到限制受到限制。无杀菌能力无杀菌能力纤维柔软剂纤维柔软剂匀染剂匀染剂浮选剂浮选剂an 四

4、声四声2022-12-17表面活性剂75.1.1.2 季铵盐型季铵盐型 R1|R2-N+-CH3 X-季铵盐|R3季季铵铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，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。且离解为带正电荷的表面活性离子。季季铵铵盐盐洗涤能力差洗涤能力差但杀菌能力强，但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。中的地位最为重要，产量也最大。an 三声三声2022-12-17表面活性剂85.1.1.3 杂环型杂环型杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还

5、具有其它原子且呈环状结构的化合物。具有其它原子且呈环状结构的化合物。这类表面活性剂有：这类表面活性剂有：吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等2022-12-17表面活性剂95.1.1.4鎓盐型鎓盐型鎓盐类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的亲水基团N原子原子为其它可携带正电荷的元素为其它可携带正电荷的元素如：如：P、As、S、I 等时的表面活性剂。等时的表面活性剂。杀虫剂、杀虫剂、杀菌剂杀菌剂、阻燃剂、阻燃剂2022-12

6、-17表面活性剂105.1.2 阳离子表面活性剂的性质阳离子表面活性剂的性质溶解性溶解性 R1|R2-N+-CH3 X-季铵盐|R3 随着碳链长度的随着碳链长度的增加增加 其水溶性和醇溶性均呈其水溶性和醇溶性均呈下降下降趋势趋势 15个碳原子水溶性急剧个碳原子水溶性急剧下降下降 烷基链上有烷基链上有亲水亲水基团或基团或不饱和不饱和基团基团 水溶性水溶性增加增加2022-12-17表面活性剂11Krafft 温度点温度点离子型表面活性剂在低离子型表面活性剂在低温时溶度较低，随着温温时溶度较低，随着温度的升高到某一温度后度的升高到某一温度后其溶度突然迅速增加，其溶度突然迅速增加，这个温度即这个温度

7、即Krafft点。点。同系物的碳氢链越长其同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过点的温度越高，通过Krafft点可以衡量表面活性剂的溶解性能。点可以衡量表面活性剂的溶解性能。临界胶束浓度临界胶束浓度2022-12-17表面活性剂12表面活性表面活性1.同系物随其碳氢链增长同系物随其碳氢链增长 其其表面张力表面张力逐渐逐渐下降下降。2.分子结构相同时，分子结构相同时，表面张力表面张力随浓浓升高而随浓浓升高而降低降低，降到一定数值时降到一定数值时又会随升高而又会随升高而有所有所增加增加。2022-12-17表面活性剂135.2 5.2 阳离子表面活性剂的合成阳离子表面活性剂的合成主要是

8、主要是N-烷基化反应烷基化反应5.2.1 烷基季铵盐烷基季铵盐X X.N N+CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3C C1616H H3333季铵化反应季铵化反应2022-12-17表面活性剂142.烷基链的影响烷基链的影响 1.卤离子的影响卤离子的影响 R-ClR RN NX XR RX X+:R R1R R2R R3 3R R3 3R R2R R1N N+.-+5.2.1.1 高级卤代烷与低级叔胺的反应高级卤代烷与低级叔胺的反应R-BrR-I 烷基链越长烷基链越长卤代烷卤代烷的活性越弱的活性越弱 3.叔胺叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。

9、大的大的取代基取代基的空间位阻效应阻碍反应。的空间位阻效应阻碍反应。2022-12-17表面活性剂15高级卤代烷与低级叔胺高级卤代烷与低级叔胺X X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 12 2H H2 25 5N N+C C1 12 2H H2 25 5C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X水介质水介质60-80oCX X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 16 6H H3 33 3N N+C C1 16 6H H3 33 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X醇介质醇介质

10、回流回流十二烷基三甲基溴化铵十二烷基三甲基溴化铵 表活剂表活剂 1231-Br十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵 表活剂表活剂 1631-BrBr-溴溴2022-12-17表面活性剂165.2.1.2 高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应加热加热加压加压十二烷基三甲基氯化铵十二烷基三甲基氯化铵 DT 乳胶防粘剂乳胶防粘剂十六烷基三甲基氯化铵十六烷基三甲基氯化铵 CTAC 纤维柔软剂纤维柔软剂Cl-氯氯N N+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3ClClX X.N N+CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3C C1212H H2

11、525X-N N+C C1616H H3333CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3ClClX X.N N+CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3C C1616H H3333石油醚溶剂石油醚溶剂加压加压 80oC 1hX-2022-12-17表面活性剂175.2.1.3 甲醛甲醛-甲酸法甲酸法R RC CO OO OH HH HN N H H3 3R RC CO OO O N NH H4 4H H O O2 2360 C360 Co oO OO OC CR RN NH H2 2H H O O2 2360 C360 Co oR RC C N NH H2 22 2+R RC CH H N

12、NH H2 22 2150 C,1.38 10 Pa150 C,1.38 10 Pao ox x7 7莫尼镍催化加氢莫尼镍催化加氢2022-12-17表面活性剂18R RN NH H2 2+C C H HH HO O2 2C CH HH HO OO O2 2+甲醇溶剂甲醇溶剂加热加热R RN NC CH H3 3C CH H3 3H H2 22 2+O O+C CO O2 22 2高级烷基胺高级烷基胺与与低级卤代烷低级卤代烷的反应的反应N N+C C1616H H3333CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3ClClX X.N N+CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3C C1616H

13、 H3333石油醚溶剂石油醚溶剂加压加压 80oC 1hX-表活剂表活剂 16312022-12-17表面活性剂195.2.2 含杂原子的季铵盐含杂原子的季铵盐5.2.2.1 含氧原子含氧原子含酰氨基的含酰氨基的含醚基的含醚基的5.2.2.2 含氮原子含氮原子5.2.2.3 含硫原子含硫原子特点：特点：是亲水的季铵阳是亲水的季铵阳离子与烷基疏水基是通离子与烷基疏水基是通过过酰胺键、酯键、醚键酰胺键、酯键、醚键或硫醚或硫醚等基团相连接等基团相连接C17H33C-NHCH2CH2 N+CH3.CH3SO4-O OC C2 2H H5 5C C2 2H H5 5所以又叫做所以又叫做间接连接型间接连接

14、型阳离子表面活性剂。阳离子表面活性剂。2022-12-17表面活性剂205.2.3 含苯环的季铵盐含苯环的季铵盐氯化苄氯化苄N NCHCH3 3CHCH3 3C C1212H H2525CHCH2 2ClCl+80-90oC 3h+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2.十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基氯氯化铵化铵1227/洁尔灭洁尔灭/TAN1227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、电定的分散、渗

15、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滋生。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滋生。高级烷基叔胺与低级卤代烷高级烷基叔胺与低级卤代烷5.2.3.1 洁尔灭洁尔灭2022-12-17表面活性剂21+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2.BrBr新洁尔灭新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷低级叔胺与高级卤代烷CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2C CH H2 2C Cl lC C1212H H2525BrBr+.BrBrC C1212H H2525N NCHC

16、H3 3CHCH3 3CHCH2 2性能更为优异的杀菌剂性能更为优异的杀菌剂阳离子活性剂阳离子活性剂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十二烷基二甲基苄基溴溴化铵化铵但所带离子性与但所带离子性与阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂恰好相反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，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。则产生沉淀并失去效能。2022-12-17表面活性剂225.2.3.2 NTNN，N-二乙基二乙基-（3-甲氧基苯氧乙基）苄基氯化铵甲氧基苯氧乙基

17、）苄基氯化铵5.2.3.3 Zephirol M5.2.3.4 Hyamine 16222022-12-17表面活性剂235.2.4 含杂环的季铵盐含杂环的季铵盐吗啉环、吗啉环、吡啶环、吡啶环、咪唑环、咪唑环、哌嗪环、哌嗪环、喹啉环喹啉环湿润剂、洗涤剂、湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、缓蚀剂、杀菌剂、缓蚀剂、纤维柔软剂、助染色剂、抗静电剂、纤维柔软剂、助染色剂、抗静电剂、分散剂、起泡剂等分散剂、起泡剂等2022-12-17表面活性剂245.2.5 胺盐型胺盐型伯、仲、叔盐伯、仲、叔盐1 长链伯胺盐酸盐长链伯胺盐酸盐3 叔胺盐叔胺盐2 仲胺盐仲胺盐酯键酯键连接的连接的Soromine、渗透剂、匀染剂、渗

18、透剂、匀染剂酰胺键酰胺键连接的连接的 Ninol、Sapamine 纤维柔软剂、固色剂纤维柔软剂、固色剂纤维柔软剂、矿物浮选剂纤维柔软剂、矿物浮选剂Priminox 系列系列2022-12-17表面活性剂255.2.5.4 Alcovel 阿柯维尔系列阿柯维尔系列 在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对织物的织物的渗透性和吸附渗透性和吸附力极强，有效地降低纤维表面的力极强，有效地降低纤维表面的静摩擦力。静摩擦力。本品主要用于真丝、棉、麻、合成纤维以及混纺织物本品主要用于真丝、棉、麻、合成纤维以及混纺织物的的柔软整理柔软整理。整理后的织物呈羊毛状膨松、丰满滑爽、光洁柔软。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。增加通透和回弹性、防绉缩抗撕裂，手感舒适。2022-12-17表面活性剂265.2.6 咪唑啉盐咪唑啉盐RCNCH2CH2.HXNH煤的运输煤的运输固体流态化固体流态化2022-12-17表面活性剂275.3 5.3 阳离子表面活性剂的应用阳离子表面活性剂的应用5.3.1 消毒杀菌消毒杀菌5.3.2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂5.3.3 抗静电剂抗静电剂5.3.4 矿物浮选剂矿物浮选剂5.3.5 相转移催化剂相转移催化剂5.3.6 织物柔软剂织物柔软剂