Tensioattivu cationicu

I tensioattivi cationichi sò principalmente derivati ​​amine organiche chì cuntenenu azotu. Siccomu l'atomu d'azotu in e so molecule cuntene una coppia solitaria d'elettroni, pò cumminassi cù l'idrogenu in e molecule d'acidu per mezu di ligami d'idrogenu, pruvucendu chì u gruppu aminu porti una carica pusitiva. Dunque, mostranu una bona attività superficiale solu in ambienti acidi; in ambienti alcalini, tendenu à precipità è perde a so attività superficiale. In più di i tensioattivi cationichi chì cuntenenu azotu, ci hè ancu una piccula parte di tensioattivi cationichi chì cuntenenu elementi cum'è u zolfu, u fosforu è l'arsenicu.

1. Statu di sviluppu

I tensioattivi cationichi ùn sò micca stati largamente usati in l'industria per un bellu pezzu, è a so dumanda hè cresciuta rapidamente annu dopu annu. Tuttavia, postu chì e so applicazioni principali sò in usi speciali cum'è fungicidi, ammorbidenti di fibre è agenti antistatici, u so usu hè relativamente menu paragunatu à i tensioattivi anionici è non ionici.

I tensioattivi cationichi anu generalmente bone proprietà cum'è emulsificazione, bagnabilità, lavaggio, sterilizzazione, addulcimentu, antistaticità è anticorrosione. Per via di e so proprietà è applicazioni speciali, anu un bon putenziale di sviluppu. Cù a espansione di u campu di l'applicazioni industriali è civili, e so varietà è a so dumanda continueranu à cresce.

2.Classificazione

A maiò parte di i tensioattivi cationichi cù valore cummerciale sò derivati ​​di cumposti d'azotu organicu, induve a carica pusitiva hè purtata da atomi d'azotu. Ci sò ancu qualchi novi tipi di tensioattivi cationichi induve a carica pusitiva hè purtata da atomi cum'è u fosforu, u zolfu, u iodu è l'arsenicu. Sicondu a struttura chimica di i tensioattivi cationichi, ponu esse principalmente divisi in quattru categurie: tipu di sale d'amina, tipu di sale d'ammoniu quaternariu è tipu eterociclicu.

Atipu di sale di mina

I tensioattivi cationici di tipu sali d'amina sò un termine generale per i tensioattivi di sali d'amina primaria, sali d'amina secundaria è sali d'amina terziaria. E so proprietà sò estremamente simili, è parechji prudutti sò miscele d'amine primarie è amine secundarie. Stu tipu di tensioattivu hè principalmente sali furmati da amine grasse è acidi inorganici, è hè solubile solu in soluzioni acide. In cundizioni alcaline, i sali d'amina reagiscenu facilmente cù l'alcali per furmà amine libere, ciò chì riduce a so solubilità, limitendu cusì u so campu d'applicazione finu à un certu puntu.

Tipu di sale d'ammoniu quaternariu

I tensioattivi cationici di tipu sale d'ammoniu quaternariu sò u tipu più impurtante di tensioattivi cationici, cù proprietà è metudi di preparazione diffirenti da quelli di u tipu sale d'ammina. Tali tensioattivi ponu dissolve si in suluzioni sia acide sia alcaline, pussedenu una seria di proprietà eccellenti è anu una bona cumpatibilità cù altri tipi di tensioattivi. Dunque, anu una gamma relativamente larga d'applicazioni.

Htipu eterociclicu

L'anelli eterociclichi cuntenuti in e molecule di tensioattivi cationici sò principalmente quelli chì cuntenenu azotu cum'è l'anellu di morfolina, l'anellu di piridina, l'anellu d'imidazolu, l'anellu di piperazina è l'anellu di chinolina.

3. Sintesi

A reazione principale per a sintesi di tensioattivi cationici hè a reazione di N-alchilazione. Trà elle, a reazione in a quale l'amine terziarie reagiscenu cù l'agenti alchilanti per furmà sali d'ammoniu quaternari hè ancu chjamata reazione di quaternizazione.

Sale d'ammoniu quaternariu alchilicu

I sali d'ammoniu quaternariu alchilicu sò una di e varietà impurtanti di tensioattivi cationichi di tipu sale d'ammoniu quaternariu, è sò stati largamente usati cum'è fungicidi, ammorbidenti di fibre, agenti di flottazione minerale, emulsionanti, ecc. A so caratteristica strutturale hè chì l'atomu d'azotu hè cunnessu cù quattru gruppi alchilici, vale à dì, tutti i quattru atomi d'idrogenu di l'ione ammoniu sò rimpiazzati da gruppi alchilici. Di solitu, solu unu o dui di questi gruppi alchilici sò gruppi alchilici idrocarburici à catena longa, è i gruppi alchilici rimanenti anu unu o dui atomi di carboniu. Sicondu e so caratteristiche strutturali, ci sò principalmente trè metudi di sintesi per i sali d'ammoniu quaternariu alchilicu: preparati da a reazione di alogenuri alchilici superiori cù amine terziarie inferiori, preparati da a reazione di amine alchiliche superiori cù alogenuri alchilici inferiori, è preparati da u metudu di a formaldeide-acidu formicu.

Sali d'ammoniu quaternari chì cuntenenu eteroatomi

I cusì detti sali d'ammoniu quaternari chì cuntenenu eteroatomi quì si riferiscenu generalmente à sali d'ammoniu quaternari chì cuntenenu eteroatomi cum'è O, N è S in e so catene d'idrocarburi idrofobichi, vale à dì, tensioattivi chì cuntenenu legami ammidici, legami eterei, legami esterei o legami tioeterei in i so gruppi lipofili. Siccomu u gruppu cationicu d'ammoniu quaternariu idrofilu è u gruppu alchil idrofobicu sò cunnessi per mezu di gruppi cum'è amide, estere, etere o tioetere invece di esse direttamente ligati, alcune persone si riferiscenu ancu à tali sali d'ammoniu quaternari cum'è tensioattivi cationichi indirettamente ligati.

Sali d'ammoniu quaternari chì cuntenenu anelli di benzene

Stu tipu di tensioattivu hè principalmente adupratu cum'è battericida, agente schiumogenu, agente bagnante è agente fissante di coloranti, frà altri. In u prucessu di sintesi, u metudu principale per l'introduzione di anelli aromatichi hè di utilizà u cloruru di benzile cum'è reagente alchilante per reagisce cù l'amine terziarie. U cloruru di benzile hè preparatu da a reazione di clorurazione di a catena laterale di u toluene. Per evità a clorurazione nantu à l'anellu benzenicu, sta reazione deve esse realizata in un calderone smaltatu o in un reattore à torre rivestitu di vetru.

Sali d'ammoniu quaternari chì cuntenenu eterocicli

L'anelli eterociclichi cuntenuti in e molecule di sale d'ammoniu quaternariu sò principalmente anellu di morfolina, anellu di piperazina, anellu di piridina, anellu di chinolina è anellu d'imidazolu, ecc.

Atipu di sale di mina

I tensioattivi cationici di tipu sali di amina includenu principalmente trè categurie principali: sali di amina primaria alchilica à catena longa, sali di amina secundaria è sali di amina terziaria.

4.Applicazione

I tensioattivi cationichi anu bone funzioni cum'è a sterilizazione, l'addulcimentu,antistaticu, è proprietà anticorrosione, è ancu certe proprietà emulsionanti è bagnanti. Sò ancu spessu usati cum'è catalizatori di trasferimentu di fase. Tuttavia, stu tipu di tensioattivu hè raramente adupratu solu cum'è detergente. Perchè a superficia di parechji sustrati in soluzioni acquose, in particulare in soluzioni acquose alcaline, di solitu porta una carica negativa. Durante l'applicazione, u tensioattivu caricatu pusitivamente si disposerà nantu à a superficia di u sustratu cù i gruppi idrofili versu l'internu è i gruppi idrofobichi versu l'esternu, rendendu a superficia di u sustratu idrofobica, chì ùn hè micca favurevule à u lavaggiu è pò ancu avè effetti negativi. Inoltre, i principali campi d'applicazione di stu tipu di tensioattivu sò diffirenti da altri tensioattivi, chì sò usati per riduce a tensione superficiale. Invece, utilizanu e so caratteristiche strutturali per altre applicazioni speciali.