બે કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સના ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓ

કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સનો ચાર્જ એનિઓનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ કરતા વિપરીત હોય છે, તેથી કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સને ઘણીવાર "ઇનવર્સ સોપ્સ" કહેવામાં આવે છે. તેમની રાસાયણિક રચનાની દ્રષ્ટિએ, તેમની પાસે ઓછામાં ઓછું એક લાંબી-સાંકળ હાઇડ્રોફોબિક જૂથ અને એક હકારાત્મક ચાર્જ હાઇડ્રોફિલિક જૂથ હોય છે. લાંબી-સાંકળ હાઇડ્રોફોબિક જૂથો સામાન્ય રીતે ફેટી એસિડ અથવા પેટ્રોલિયમ રસાયણોમાંથી મેળવવામાં આવે છે, તેથી ફેટી એમાઇન્સ કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ માટે મહત્વપૂર્ણ કાચો માલ છે. કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સમાં મર્યાદિત ડિટરજન્સી હોય છે, પરંતુ તેમના એન્ટીબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મો અને સખત સપાટી પર શોષણ માટે આકર્ષણ ખૂબ જ અગ્રણી છે. સૌંદર્ય પ્રસાધનોમાં, તેઓ સામાન્ય રીતે વાળના કન્ડિશનર, ફૂગનાશકો, બેક્ટેરિઓસ્ટેટ્સ, સોફ્ટનર અને એન્ટિ-કેરીઝ એડિટિવ્સ વગેરે તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

૧. ફેટી એમાઇન મીઠું

ફેટી એમાઇન્સ મૂળભૂત રીતે કાર્બનિક પાયા છે. તેઓ તટસ્થ દ્રાવણમાં ચાર્જ થતા નથી, આ બિંદુએ કેશનિક સપાટી પ્રવૃત્તિનો અભાવ હોય છે, અને જ્યારે pH 7 કરતા વધારે હોય છે ત્યારે લિપોફિલિક હોય છે. અકાર્બનિક અથવા કાર્બનિક એસિડ સાથે તટસ્થીકરણ દ્વારા મેળવવામાં આવતા તૃતીયક એમાઇન્સ ક્ષારમાં પૂરતી દ્રાવ્યતા હોય છે અને તે સંપૂર્ણપણે અસરકારક કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ તરીકે ઓળખાય છે. કાર્બનિક ક્ષાર સામાન્ય રીતે અકાર્બનિક ક્ષાર કરતાં પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે. તેઓ ડિટર્જન્ટ અને ક્લીન્સર ફોર્મ્યુલેશનમાં ભાગ્યે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

નોન-ક્વાર્ટરરી એમોનિયમ સોલ્ટ કેશન્સ pH, મલ્ટિવેલેન્ટ આયનો અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે. ફેટી એમાઇન્સના ઇથોક્સિલેશન દ્વારા ઉત્પાદિત ઇથોક્સિલેટેડ એમાઇન્સ, સર્ફેક્ટન્ટ્સ છે જે pH ગોઠવણ પછી કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ સાથે સુસંગત હોઈ શકે છે અને સારી ડિટરજન્સી ધરાવે છે. જ્યારે ફેટી એમાઇન્સને સેલિસિલિક એસિડ અથવાα-ક્લોરોબેન્ઝોઇક એસિડ, તેમના એન્ટિફંગલ કાર્યને વધારી શકાય છે. ફેટી એમાઇન્સમાં ક્વાટર્નરી એમોનિયમ સંયોજનો સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ છે.

ક્વાર્ટરનરી એમોનિયમ ક્ષાર એસિડિક અથવા આલ્કલાઇન માધ્યમમાં સારી સ્થિરતા ધરાવે છે (100 થી નીચે)°C). ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારની દ્રાવ્યતા એલ્કિલ સાંકળની લંબાઈ સાથે સંબંધિત છે; સાંકળ જેટલી લાંબી હશે, પાણીમાં દ્રાવ્યતા ઓછી હશે. C16-C18 મોનોઆલ્કિલ ટ્રાઇમિથાઇલ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર પાણીમાં ઓછા દ્રાવ્ય, ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય અને બિન-ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. ડાયાલ્કિલ ડાયમિથાઇલ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર બિન-ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.

ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારના ખાસ કાર્યો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલી સપાટીઓ પર તેમના શોષણ અને તેમની બેક્ટેરિયાનાશક અને જંતુનાશક અસરોમાં રહેલ છે. એ નોંધવું અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે કે એનિઓનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ, ઓક્સાઇડ્સ, પેરોક્સાઇડ્સ, સિલિકેટ્સ, સિલ્વર નાઇટ્રેટ, સોડિયમ સાઇટ્રેટ, સોડિયમ ટાર્ટ્રેટ, બોરેક્સ, કાઓલિન, પ્રોટીન અને કેટલાક પોલિમર સાથે સંયોજન કરવાથી તેમની બેક્ટેરિયાનાશક શક્તિ ઓછી થવાની અથવા ગંદકી થવાની સંભાવના સૌથી વધુ હોય છે.

આલ્કિલ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારની દ્રાવ્યતા હાઇડ્રોફિલિક જૂથો સાથે સંબંધિત છે; જેટલા વધુ હાઇડ્રોફિલિક જૂથો હશે, પાણીમાં દ્રાવ્યતા એટલી જ સારી હશે. આઇસોપ્રોપેનોલના 5% માસ અપૂર્ણાંક અથવા 10% માસ અપૂર્ણાંક જલીય દ્રાવણનો pH 6-9 હોય છે. તેમાં સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, પ્રકાશ, ગરમી, મજબૂત એસિડ અને મજબૂત આલ્કલીનો પ્રતિકાર હોય છે, અને તેમાં અભેદ્યતા, એન્ટિસ્ટેટિક ગુણધર્મો, બેક્ટેરિયાનાશક અસરો (C12-C16 સૌથી અસરકારક છે), અને ઉત્તમ કાટ નિષેધ હોય છે. આલ્કિલ ડાયમિથાઇલ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારમાં હાઇડ્રોફોબિક જૂથો તરીકે બે લાંબા-સાંકળ આલ્કિલ જૂથો હોય છે, જે સારી નરમાઈ, એન્ટિસ્ટેટિક ગુણધર્મો, ચોક્કસ બેક્ટેરિયાનાશક ક્ષમતા, તેમજ સારી ભીનાશ અને પ્રવાહી મિશ્રણ અસરો દર્શાવે છે. તેઓ આલ્કિલ ટ્રાઇમિથાઇલ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર કરતાં ઓછા બળતરાકારક હોય છે, નબળા એસિડ હેઠળ કેશનિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, અને તટસ્થ અને આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં બિન-આયોનિક સંયોજનો બનાવે છે.

2. આલ્કિલ ઇમિડાઝોલિન મીઠું

આલ્કિલ ઇમિડાઝોલિન એ ફેટી એસિડ અને અવેજીકૃત ઇથિલેનેડિયામાઇન્સની પ્રતિક્રિયા દ્વારા બનેલ ઉત્પાદન છે. એમાઇડ ઇથિલેમાઇન ગરમ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે (સામાન્ય રીતે 220~240 પર)℃) એલ્કિલ ઇમિડાઝોલિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

આલ્કિલ ઇમિડાઝોલિન એક કાર્બનિક મોનોસાયક્લિક તૃતીય એમાઇન છે અને તે મધ્યમ-મજબૂત આધાર છે. તે એક લાક્ષણિક કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ છે જે વાળ, ત્વચા, દાંત, કાચ, કાગળ, તંતુઓ, ધાતુઓ અને સિલિકોન-ધરાવતા પદાર્થો જેવી નકારાત્મક ચાર્જવાળી સપાટીઓ પર નિશ્ચિતપણે શોષી શકાય છે. પાણીમાં દ્રાવ્ય એસિડથી બનેલા ક્ષાર ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં જેલ બનાવે છે. એસીટેટ્સ, નિકોટિનેટ, ફોસ્ફેટ્સ અને સલ્ફેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે તેમના લાંબા-સાંકળ ફેટી એસિડ ક્ષાર તેલમાં દ્રાવ્ય હોય છે. ભેજ-પ્રૂફ પરિસ્થિતિઓમાં તેમાં સારી સંગ્રહ સ્થિરતા હોય છે, પરંતુ લાંબા ગાળાના સંગ્રહ પછી અથવા ઓછા-તાપમાન વાતાવરણમાં સંગ્રહ કર્યા પછી સ્ફટિકો અવક્ષેપિત થઈ શકે છે, અને જ્યારે ગરમ અને હલાવવામાં આવે છે ત્યારે તે એકસમાન સ્થિતિમાં પાછા આવી શકે છે. પાણી અથવા ભેજ સાથે સંપર્ક ધીમે ધીમે હાઇડ્રોલિસિસનું કારણ બનશે, તેના કાર્યોમાં ફેરફાર કરશે. લાંબા ગાળાની ગરમી, જ્યારે તાપમાન 165 સુધી વધે છે ત્યારે પણ℃, તેની સ્થિરતાને અસર કરશે નહીં, પરંતુ રંગ બદલાશે. એ નોંધવું યોગ્ય છે કે આલ્કિલ ઇમિડાઝોલિન મધ્યમ-મજબૂત આધાર હોવાથી, તે ત્વચા અને આંખો માટે ખૂબ જ બળતરાકારક છે, જ્યારે આલ્કિલ ઇમિડાઝોલિન ક્ષાર બળતરામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.