Kationik səthi aktiv maddələr əsasən azot tərkibli üzvi amin törəmələridir. Molekullarındakı azot atomu tək bir cüt elektron ehtiva etdiyindən, hidrogen rabitələri vasitəsilə turşu molekullarındakı hidrogenlə birləşə bilər və bu da amin qrupunun müsbət yük daşımasına səbəb olur. Buna görə də, onlar yalnız turşu mühitində yaxşı səthi aktivlik nümayiş etdirirlər; qələvi mühitdə isə çökməyə və səthi aktivliklərini itirməyə meyllidirlər. Azot tərkibli kationik səthi aktiv maddələrə əlavə olaraq, kükürd, fosfor və arsen kimi elementlər ehtiva edən kationik səthi aktiv maddələrin kiçik bir hissəsi də mövcuddur.
1. İnkişaf statusu
Kationik səthi aktiv maddələr uzun müddətdir ki, sənayedə geniş istifadə olunmur və onlara tələbat ildən-ilə sürətlə artır. Lakin, onların əsas tətbiqləri funqisidlər, lif yumşaldıcıları və antistatik maddələr kimi xüsusi istifadə sahələrində olduğundan, onların istifadəsi anion və qeyri-ionik səthi aktiv maddələrlə müqayisədə nisbətən azdır.
Kationik səthi aktiv maddələr ümumiyyətlə emulsiya, islatma, yuma, sterilizasiya, yumşalma, antistatik və korroziyaya qarşı kimi yaxşı xüsusiyyətlərə malikdir. Xüsusi xüsusiyyətləri və tətbiqlərinə görə yaxşı inkişaf potensialına malikdirlər. Sənaye və mülki tətbiqlərin əhatə dairəsi genişləndikcə, onların çeşidləri və tələbatı artmağa davam edəcək.
2. Təsnifat
Kommersiya dəyəri olan kationik səthi aktiv maddələrin əksəriyyəti üzvi azot birləşmələrinin törəmələridir və burada müsbət yük azot atomları tərəfindən daşınır. Müsbət yükün fosfor, kükürd, yod və arsen kimi atomlar tərəfindən daşındığı bəzi yeni kationik səthi aktiv maddələr növləri də mövcuddur. Kationik səthi aktiv maddələrin kimyəvi quruluşuna görə, onları əsasən dörd kateqoriyaya bölmək olar: amin duzu növü, dördüncü ammonium duzu növü və heterosiklik tip.
Amin duzu tipli kationik səthi aktiv maddələr ilkin amin duzu, ikincili amin duzu və üçüncülü amin duzu səthi aktiv maddələri üçün ümumi bir termindir. Onların xüsusiyyətləri olduqca oxşardır və bir çox məhsul ilkin aminlərin və ikincili aminlərin qarışığıdır. Bu tip səthi aktiv maddələr əsasən yağlı aminlər və qeyri-üzvi turşular tərəfindən əmələ gələn duzlardır və yalnız turşu məhlullarında həll olur. Qələvi şəraitdə amin duzları qələvilərlə asanlıqla reaksiyaya girərək sərbəst aminlər əmələ gətirir ki, bu da onların həllolma qabiliyyətini azaldır və beləliklə, onların tətbiq dairəsini müəyyən dərəcədə məhdudlaşdırır.
Dördüncü ammonium duz tipli kationik səthi aktiv maddələr, xüsusiyyətləri və hazırlama üsulları amin duz tipli səthi aktiv maddələrdən fərqli olan ən vacib kationik səthi aktiv maddələr növüdür. Bu cür səthi aktiv maddələr həm turşu, həm də qələvi məhlullarda həll ola bilər, bir sıra əla xüsusiyyətlərə malikdir və digər səthi aktiv maddələr növləri ilə yaxşı uyğunluğa malikdir. Buna görə də, onların tətbiq sahəsi nisbətən genişdir.
Heterotsiklik tip
Kationik səthi aktiv maddə molekullarında olan heterosiklik halqalar əsasən morfolin halqası, piridin halqası, imidazol halqası, piperazin halqası və xinolin halqası kimi azot tərkibli halqalardır.
3. Sintez
Kationik səthi aktiv maddələrin sintezi üçün əsas reaksiya N-alkilləşmə reaksiyasıdır. Bunların arasında üçüncül aminlərin alkilləşdirici maddələrlə reaksiyaya girərək dördüncülü ammonium duzları əmələ gətirdiyi reaksiyaya da dördüncülü reaksiya deyilir.
Alkil dördlük ammonium duzu
Alkil dördlük ammonium duzları dördlük ammonium duz tipli kationik səthi aktiv maddələrin vacib növlərindən biridir və funqisidlər, lif yumşaldıcıları, mineral flotasiya agentləri, emulqatorlar və s. kimi geniş istifadə edilmişdir. Onların struktur xüsusiyyəti azot atomunun dörd alkil qrupu ilə əlaqəli olmasıdır, yəni ammonium ionunun bütün dörd hidrogen atomu alkil qrupları ilə əvəz olunur. Adətən, bu alkil qruplarından yalnız biri və ya ikisi uzun zəncirli karbohidrogen alkil qruplarıdır və qalan alkil qrupları bir və ya iki karbon atomuna malikdir. Struktur xüsusiyyətlərinə görə, alkil dördlük ammonium duzları üçün əsasən üç sintez üsulu mövcuddur: ali alkil halidlərinin aşağı üçüncü aminlərlə reaksiyası ilə hazırlanmış, ali alkil aminlərinin aşağı alkil halidləri ilə reaksiyası ilə hazırlanmış və formaldehid-qarışqa turşusu üsulu ilə hazırlanmış.
Heteroatomlar ehtiva edən dördüncü ammonium duzları
Burada heteroatomlar ehtiva edən sözdə dördüncü ammonium duzları ümumiyyətlə hidrofob karbohidrogen zəncirlərində O, N və S kimi heteroatomlar ehtiva edən dördüncü ammonium duzlarına, yəni lipofil qruplarında amid rabitələri, efir rabitələri, efir rabitələri və ya tioeter rabitələri olan səthi aktiv maddələrə aiddir. Hidrofilik dördüncü ammonium kation qrupu və alkil hidrofob qrup birbaşa əlaqəli olmaq əvəzinə, amid, efir, efir və ya tioeter kimi qruplar vasitəsilə birləşdiyindən, bəzi insanlar bu cür dördüncü ammonium duzlarını dolayı yolla əlaqəli kation səthi aktiv maddələr adlandırırlar.
Benzol halqaları olan dördüncü ammonium duzları
Bu tip səthi aktiv maddə əsasən bakterisid, köpükləndirici, isladıcı və boya fiksasiyaedici kimi istifadə olunur. Sintez prosesində aromatik halqaların daxil edilməsinin əsas üsulu benzil xloriddən üçüncü dərəcəli aminlərlə reaksiyaya girmək üçün alkilləşdirici reagent kimi istifadə etməkdir. Benzil xlorid toluolun yan zəncirli xlorlaşdırma reaksiyası ilə hazırlanır. Benzol halqasında xlorlaşmanın qarşısını almaq üçün bu reaksiyanın emallı çaydanda və ya şüşə ilə örtülmüş qüllə reaktorunda aparılması tələb olunur.
Heterotsikllər ehtiva edən dördüncü ammonium duzları
Dördüncü ammonium duz molekullarında olan heterosiklik halqalar əsasən morfolin halqası, piperazin halqası, piridin halqası, kinolin halqası və imidazol halqası və s.-dir.
Amədən duzu növü
Amin duzu tipli kationik səthi aktiv maddələr əsasən üç əsas kateqoriyanı əhatə edir: uzun zəncirli alkil ilkin amin duzları, ikincil amin duzları və üçüncül amin duzları.
4. Tətbiq
Kationik səthi aktiv maddələr sterilizasiya, yumşalma kimi yaxşı funksiyalara malikdir.antistatik, və korroziyaya qarşı xüsusiyyətlərə, eləcə də müəyyən emulsiyalaşdırıcı və islatma xüsusiyyətlərinə malikdir. Onlar həmçinin tez-tez faza ötürmə katalizatorları kimi istifadə olunur. Lakin, bu tip səthi aktiv maddə nadir hallarda tək başına yuyucu vasitə kimi istifadə olunur. Çünki sulu məhlullarda, xüsusən də qələvi sulu məhlullarda bir çox substratların səthi adətən mənfi yük daşıyır. Tətbiq zamanı müsbət yüklü səthi aktiv maddə substrat səthində hidrofilik qruplar içəri, hidrofob qruplar isə xaricə doğru yerləşərək substrat səthini hidrofobik edir ki, bu da yuyulmağa əlverişli deyil və hətta mənfi təsirlərə səbəb ola bilər. Bundan əlavə, bu tip səthi aktiv maddənin əsas tətbiq sahələri səthi gərginliyi azaltmaq üçün istifadə olunan digər səthi aktiv maddələrdən fərqlidir. Bunun əvəzinə, onlar struktur xüsusiyyətlərindən digər xüsusi tətbiqlər üçün istifadə edirlər.
Yazı vaxtı: 19 Mart 2026