Kationyske surfactants binne benammen stikstofhâldende organyske aminederivaten. Omdat it stikstofatoom yn har molekulen in iensum pear elektroanen befettet, kin it kombinearje mei de wetterstof yn soere molekulen fia wetterstofbiningen, wêrtroch't de aminogroep in positive lading draacht. Dêrom litte se allinich goede oerflakaktiviteit sjen yn soere media; yn alkaline media hawwe se de neiging om te delslaan en har oerflakaktiviteit te ferliezen. Neist stikstofhâldende kationyske surfactants is der ek in lyts diel fan kationyske surfactants dy't eleminten lykas swevel, fosfor en arseen befetsje.
1. Untwikkelingsstatus
Kationyske surfactants wurde al lange tiid net breed brûkt yn 'e yndustry, en de fraach nei harren is jier nei jier rap groeid. Omdat harren wichtichste tapassingen lykwols spesjale gebrûken binne lykas fungiciden, fezelferwekkers en antistatyske aginten, is harren gebrûk relatyf minder yn ferliking mei anionyske en net-ionyske surfactants.
Kationyske surfactants hawwe oer it algemien goede eigenskippen lykas emulgering, wietmeitsjen, waskjen, sterilisearjen, sêftmeitsjen, antistatysk meitsjen en anty-korrosje. Fanwegen har spesjale eigenskippen en tapassingen hawwe se in goed ûntwikkelingspotinsjeel. Mei de útwreiding fan it berik fan yndustriële en sivile tapassingen sil har ferskaat en fraach fierder tanimme.
2. Klassifikaasje
De measte kationyske surfactants mei kommersjele wearde binne derivaten fan organyske stikstofferbiningen, wêrby't de positive lading droegen wurdt troch stikstofatomen. Der binne ek wat nije soarten kationyske surfactants wêrby't de positive lading droegen wurdt troch atomen lykas fosfor, swevel, jodium en arseen. Neffens de gemyske struktuer fan kationyske surfactants kinne se benammen ferdield wurde yn fjouwer kategoryen: aminesâlttype, kwaternêr ammoniumsâlttype en heterosyklysk type.
Aminesâlt-type kationyske surfactants binne in algemiene term foar primêr aminesâlt, sekundêr aminesâlt en tertiêr aminesâlt surfactants. Harren eigenskippen binne tige ferlykber, en in protte produkten binne mingsels fan primêre aminen en sekundêre aminen. Dit type surfactant bestiet benammen út sâlt dy't foarme wurde troch fettige aminen en anorganyske soeren, en is allinich oplosber yn soere oplossingen. Under alkaline omstannichheden reagearje aminesâlt maklik mei alkaliën om frije aminen te foarmjen, wat harren oplosberens ferminderet, en sadwaande harren tapassingsgebiet oant in beskate mjitte beheind.
Kationyske surfactants fan it kwaternêre ammoniumsâlttype binne it wichtichste type kationyske surfactants, mei eigenskippen en tariedingsmetoaden dy't ferskille fan dy fan aminesâlttype. Sokke surfactants kinne oplosse yn sawol soere as alkalyske oplossingen, hawwe in rige poerbêste eigenskippen, en hawwe in goede kompatibiliteit mei oare soarten surfactants. Dêrom hawwe se in relatyf breed skala oan tapassingen.
Heterosyklysk type
De heterosyklyske ringen dy't befette binne yn kationyske surfactantmolekulen binne benammen stikstofhâldende ringen lykas de morfolinering, pyridinering, imidazoolring, piperazinering en kinolinering.
3. Synteze
De wichtichste reaksje foar it synthesearjen fan kationyske surfactants is de N-alkylaasjereaksje. Under harren wurdt de reaksje wêryn tertiêre aminen reagearje mei alkylearjende aginten om kwaternêre ammoniumsâlt te foarmjen ek wol kwaternisaasjereaksje neamd.
Alkyl kwaternêr ammoniumsâlt
Alkyl kwaternêre ammoniumsâlt is ien fan 'e wichtige farianten fan kationyske surfactants fan it kwaternêre ammoniumsâlttype, en is in soad brûkt as fungiciden, fezelsweakers, minerale flotaasjemiddels, emulgatoren, ensfh. Harren strukturele skaaimerk is dat it stikstofatoom ferbûn is mei fjouwer alkylgroepen, dat wol sizze, alle fjouwer wetterstofatomen fan it ammoniumion binne ferfongen troch alkylgroepen. Meastentiids binne mar ien of twa fan dizze alkylgroepen langekettige koalwetterstofalkylgroepen, en de oerbleaune alkylgroepen hawwe ien of twa koalstofatomen. Neffens harren strukturele skaaimerken binne der benammen trije syntezemetoaden foar alkyl kwaternêre ammoniumsâlt: taret troch de reaksje fan hegere alkylhalogeniden mei legere tertiêre aminen, taret troch de reaksje fan hegere alkylaminen mei legere alkylhalogeniden, en taret troch de formaldehyde-mierensoermetoade.
Kwaternêre ammoniumsâlten mei heteroatomen
De saneamde kwaternêre ammoniumsâlten dy't heteroatomen befetsje, ferwize hjir oer it algemien nei kwaternêre ammoniumsâlten dy't heteroatomen lykas O, N en S befetsje yn har hydrofobe koalwetterstofketens, dat binne surfactants dy't amidebiningen, etherbiningen, esterbiningen of thioetherbiningen befetsje yn har lipofile groepen. Om't de hydrofile kwaternêre ammoniumkationgroep en de alkylhydrofobe groep ferbûn binne fia groepen lykas amide, ester, ether of thioether ynstee fan direkt keppele te wêzen, ferwize guon minsken ek nei sokke kwaternêre ammoniumsâlten as yndirekt keppele kationyske surfactants.
Kwaternêre ammoniumsâlten mei benzeenringen
Dit type surfactant wurdt benammen brûkt as in bakteriside, skommiddel, bevochtigingsmiddel en kleurstoffixearmiddel, ûnder oaren. Yn it syntezeproses is de wichtichste metoade foar it ynfieren fan aromatyske ringen it brûken fan benzylchloride as in alkylearjend reagens om te reagearjen mei tertiêre aminen. Benzylchloride wurdt taret troch de sydketenchloreringsreaksje fan tolueen. Om chlorering op 'e benzeenring te foarkommen, moat dizze reaksje útfierd wurde yn in emaljeketel of in glêzen toerreaktor.
Kwaternêre ammoniumsâlten dy't heterocycles befetsje
De heterosyklyske ringen dy't befette binne yn kwaternêre ammoniumsâltmolekulen binne benammen morfolinering, piperazinering, pyridinering, kinolinering en imidazoolring, ensfh.
Amyn sâlt type
Kationyske surfactants fan it aminesâlt-type omfetsje benammen trije haadkategoryen: lange-keten alkyl primêre aminesâlten, sekundêre aminesâlten en tertiêre aminesâlten.
4. Applikaasje
Kationyske surfactants hawwe goede funksjes lykas sterilisaasje, sêftmeitsjen,antistatysk, en anty-korrosje-eigenskippen, lykas bepaalde emulgearjende en bevochtigjende eigenskippen. Se wurde ek faak brûkt as faze-oerdrachtkatalysatoren. Dit type surfactant wurdt lykwols selden allinnich brûkt as in detergent. Omdat it oerflak fan in protte substraten yn wetterige oplossingen, benammen yn alkalyske wetterige oplossingen, meastentiids in negative lading draacht. Tidens tapassing sil de posityf laden surfactant op it substraatoerflak pleatst wurde mei de hydrofile groepen nei binnen en de hydrofobe groepen nei bûten, wêrtroch it substraatoerflak hydrofoob wurdt, wat net geunstich is foar waskjen en sels negative effekten kin hawwe. Derneist binne de wichtichste tapassingsfjilden fan dit type surfactant oars as oare surfactants, dy't brûkt wurde om oerflakspanning te ferminderjen. Ynstee dêrfan brûke se har strukturele skaaimerken foar oare spesjale tapassingen.
Pleatsingstiid: 19 maart 2026