Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը հիմնականում ազոտ պարունակող օրգանական ամինային ածանցյալներ են: Քանի որ դրանց մոլեկուլներում ազոտի ատոմը պարունակում է միայնակ զույգ էլեկտրոններ, այն կարող է միանալ թթվային մոլեկուլների ջրածնի հետ ջրածնային կապերի միջոցով, ինչի արդյունքում ամինո խումբը կրում է դրական լիցք: Հետևաբար, դրանք լավ մակերեսային ակտիվություն են ցուցաբերում միայն թթվային միջավայրում. հիմնային միջավայրում դրանք հակված են նստվածք տալու և կորցնելու իրենց մակերեսային ակտիվությունը: Ազոտ պարունակող կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերից բացի, կա նաև կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի փոքր մասը, որը պարունակում է այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են ծծումբը, ֆոսֆորը և մկնդեղը:
1. Զարգացման կարգավիճակ
Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը երկար ժամանակ լայնորեն չեն օգտագործվել արդյունաբերության մեջ, և դրանց պահանջարկը տարեցտարի արագորեն աճում է: Այնուամենայնիվ, քանի որ դրանց հիմնական կիրառությունը հատուկ նպատակներով է, ինչպիսիք են ֆունգիցիդները, մանրաթելերի մեղմացուցիչները և հակաստատիկ նյութերը, դրանց օգտագործումը համեմատաբար ավելի քիչ է անիոնային և ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի համեմատ:
Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը, որպես կանոն, ունեն լավ հատկություններ, ինչպիսիք են էմուլգացումը, թրջումը, լվացումը, ստերիլիզացումը, փափկեցումը, հակաստատիկությունը և հակակոռոզիոն հատկությունները: Իրենց հատուկ հատկությունների և կիրառությունների շնորհիվ դրանք ունեն զարգացման լավ ներուժ: Արդյունաբերական և քաղաքացիական կիրառությունների շրջանակի շարունակական ընդլայնմանը զուգընթաց, դրանց տեսակներն ու պահանջարկը կշարունակեն աճել:
2. Դասակարգում
Առևտրային արժեք ունեցող կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի մեծ մասը օրգանական ազոտային միացությունների ածանցյալներ են, որտեղ դրական լիցքը կրում են ազոտի ատոմները: Կան նաև կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի մի քանի նոր տեսակներ, որտեղ դրական լիցքը կրում են ատոմները, ինչպիսիք են ֆոսֆորը, ծծումբը, յոդը և մկնդեղը: Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի քիմիական կառուցվածքի համաձայն՝ դրանք կարելի է հիմնականում բաժանել չորս կատեգորիայի՝ ամինային աղի տեսակ, քառորդային ամոնիումային աղի տեսակ և հետերոցիկլիկ տեսակ:
Ամինային աղի տիպի կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը ընդհանուր անվանում են առաջնային ամինային աղ, երկրորդային ամինային աղ և երրորդային ամինային աղի մակերևութային ակտիվ նյութերի համար: Դրանց հատկությունները չափազանց նման են, և շատ արտադրանքներ առաջնային և երկրորդային ամինների խառնուրդներ են: Այս տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութը հիմնականում ճարպային ամիններից և անօրգանական թթուներից առաջացող աղեր են և լուծելի է միայն թթվային լուծույթներում: Ալկալային պայմաններում ամինային աղերը հեշտությամբ փոխազդում են ալկալիների հետ՝ առաջացնելով ազատ ամիններ, ինչը նվազեցնում է դրանց լուծելիությունը, այդպիսով որոշակիորեն սահմանափակելով դրանց կիրառման շրջանակը:
Քառորդական ամոնիումային աղի տեսակ
Քառորդական ամոնիումային աղի տիպի կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի ամենակարևոր տեսակն են, որոնց հատկություններն ու պատրաստման մեթոդները տարբերվում են ամինային աղի տիպի մակերևութային ակտիվ նյութերի հատկություններից և պատրաստման մեթոդներից: Նման մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են լուծվել ինչպես թթվային, այնպես էլ ալկալային լուծույթներում, ունեն մի շարք գերազանց հատկություններ և լավ համատեղելիություն ունեն այլ տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութերի հետ: Հետևաբար, դրանք ունեն համեմատաբար լայն կիրառման շրջանակ:
Hէտերոցիկլիկ տիպ
Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութի մոլեկուլներում պարունակվող հետերոցիկլիկ օղակները հիմնականում ազոտ պարունակող են, ինչպիսիք են մորֆոլինային օղակը, պիրիդինային օղակը, իմիդազոլի օղակը, պիպերազինային օղակը և քինոլինային օղակը։
3. Սինթեզ
Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի սինթեզի հիմնական ռեակցիան N-ալկիլացման ռեակցիան է: Դրանց թվում այն ռեակցիան է, որի ժամանակ երրորդային ամինները փոխազդում են ալկիլացնող նյութերի հետ՝ առաջացնելով քառորդային ամոնիումային աղեր:
Ալկիլ քառորդական ամոնիումային աղ
Ալկիլային չորրորդական ամոնիումային աղերը քառորդական ամոնիումային աղի տիպի կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի կարևոր տեսակներից մեկն են և լայնորեն օգտագործվել են որպես ֆունգիցիդներ, մանրաթելերի մեղմացուցիչներ, հանքային ֆլոտացիոն նյութեր, էմուլգատորներ և այլն: Դրանց կառուցվածքային առանձնահատկությունն այն է, որ ազոտի ատոմը միացված է չորս ալկիլային խմբերի հետ, այսինքն՝ ամոնիումի իոնի բոլոր չորս ջրածնի ատոմները փոխարինված են ալկիլային խմբերով: Սովորաբար, այս ալկիլային խմբերից միայն մեկը կամ երկուսը երկար շղթայով ածխաջրածնային ալկիլային խմբեր են, իսկ մնացած ալկիլային խմբերն ունեն մեկ կամ երկու ածխածնի ատոմ: Իրենց կառուցվածքային բնութագրերի համաձայն, ալկիլային չորրորդական ամոնիումային աղերի սինթեզի հիմնականում երեք մեթոդ կա՝ ստացվում են բարձր ալկիլ հալոգենիդների և ցածր երրորդական ամինների փոխազդեցությամբ, ստացվում են բարձր ալկիլ ամինների և ցածր ալկիլ հալոգենիդների փոխազդեցությամբ և ստացվում են ֆորմալդեհիդ-մրջնաթթվի մեթոդով:
Քառորդական ամոնիումային աղեր, որոնք պարունակում են հետերոատոմներ
Այստեղ այսպես կոչված քառորդական ամոնիումի աղերը, որոնք պարունակում են հետերոատոմներ, ընդհանուր առմամբ վերաբերում են քառորդական ամոնիումի աղերին, որոնք իրենց հիդրոֆոբ ածխաջրածնային շղթաներում պարունակում են հետերոատոմներ, ինչպիսիք են O, N և S-ը, այսինքն՝ մակերևութային ակտիվ նյութեր, որոնք իրենց լիպոֆիլ խմբերում պարունակում են ամիդային, եթերային, էսթերային կամ թիոեթերային կապեր: Քանի որ հիդրոֆիլ քառորդական ամոնիումի կատիոնային խումբը և ալկիլային հիդրոֆոբ խումբը միացված են ամիդի, էսթերի, եթերի կամ թիոեթերի նման խմբերի միջոցով, այլ ոչ թե ուղղակիորեն կապված, որոշ մարդիկ նման քառորդական ամոնիումի աղերը անվանում են նաև անուղղակիորեն կապված կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր:
Քառորդական ամոնիումային աղեր, որոնք պարունակում են բենզոլային օղակներ
Այս տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութը հիմնականում օգտագործվում է որպես մանրէասպան, փրփրացնող, թրջող և ներկանյութ ամրացնող միջոց, ի թիվս այլոց: Սինթեզի գործընթացում արոմատիկ օղակներ ներմուծելու հիմնական մեթոդը բենզիլ քլորիդի օգտագործումն է որպես ալկիլացնող ռեակտիվ՝ երրորդային ամինների հետ ռեակցիայի մեջ մտնելու համար: Բենզիլ քլորիդը ստացվում է տոլուոլի կողմնային շղթայի քլորացման ռեակցիայով: Բենզոլային օղակի վրա քլորացումից խուսափելու համար այս ռեակցիան անհրաժեշտ է իրականացնել էմալապատ կաթսայում կամ ապակեպատ աշտարակային ռեակտորում:
Քառորդական ամոնիումային աղեր, որոնք պարունակում են հետերոցիկլեր
Քառորդական ամոնիումի աղի մոլեկուլներում պարունակվող հետերոցիկլիկ օղակները հիմնականում մորֆոլինային օղակ են, պիպերազինային օղակ, պիրիդինային օղակ, քինոլինային օղակ և իմիդազոլային օղակ և այլն։
Aհանքի աղի տեսակ
Ամինային աղի տիպի կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը հիմնականում ներառում են երեք հիմնական կատեգորիա՝ երկար շղթայով ալկիլային առաջնային ամինային աղեր, երկրորդային ամինային աղեր և երրորդային ամինային աղեր։
4. Դիմում
Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերն ունեն լավ գործառույթներ, ինչպիսիք են ստերիլիզացումը, փափկեցումը,հակաստատիկ, և հակակոռոզիոն հատկություններ, ինչպես նաև որոշակի էմուլգացնող և թրջող հատկություններ: Դրանք նաև հաճախ օգտագործվում են որպես փուլային փոխանցման կատալիզատորներ: Այնուամենայնիվ, այս տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութը հազվադեպ է օգտագործվում որպես լվացող միջոց: Քանի որ ջրային լուծույթներում, հատկապես ալկալային ջրային լուծույթներում, շատ հիմքերի մակերեսը սովորաբար կրում է բացասական լիցք: Կիրառման ընթացքում դրական լիցքավորված մակերևութային ակտիվ նյութը հիմքի մակերեսին կդասավորվի հիդրոֆիլ խմբերով դեպի ներս, իսկ հիդրոֆոբ խմբերով՝ դեպի դուրս, հիմքի մակերեսը դարձնելով հիդրոֆոբ, ինչը չի նպաստում լվացմանը և նույնիսկ կարող է բացասական ազդեցություն ունենալ: Բացի այդ, այս տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութի հիմնական կիրառման ոլորտները տարբերվում են այլ մակերևութային ակտիվ նյութերից, որոնք օգտագործվում են մակերեսային լարվածությունը նվազեցնելու համար: Դրա փոխարեն, դրանք օգտագործում են իրենց կառուցվածքային բնութագրերը այլ հատուկ կիրառությունների համար:
Հրապարակման ժամանակը. Մարտ-19-2026