Երկու կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի հատկությունները և բնութագրերը

Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի լիցքը հակառակ է անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի լիցքին, ուստի կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը հաճախ անվանում են «հակադարձ օճառներ»։ Իրենց քիմիական կառուցվածքի առումով դրանք ունեն առնվազն մեկ երկար շղթայով հիդրոֆոբ խումբ և մեկ դրական լիցքավորված հիդրոֆիլ խումբ։ Երկար շղթայով հիդրոֆոբ խմբերը սովորաբար ստացվում են ճարպաթթուներից կամ նավթային քիմիկատներից, ուստի ճարպային ամինները կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի կարևոր հումք են։ Կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերն ունեն սահմանափակ լվացող հատկություններ, բայց դրանց հակաբակտերիալ հատկությունները և կոշտ մակերեսների վրա ադսորբցիայի հակումը բավականին ակնառու են։ Կոսմետիկայի մեջ դրանք սովորաբար օգտագործվում են որպես մազերի կոնդիցիոներներ, ֆունգիցիդներ, բակտերիոստատիկներ, փափկեցնող միջոցներ և կարիեսի դեմ հավելումներ և այլն։

1. Ճարպային ամինային աղ

Ճարպային ամինները, ըստ էության, օրգանական հիմքեր են։ Դրանք չեզոք լուծույթներում լիցքավորված չեն, այս պահին զուրկ են կատիոնային մակերեսային ակտիվությունից և լիպոֆիլ են, երբ pH-ը մեծ է 7-ից։ Անօրգանական կամ օրգանական թթուներով չեզոքացման միջոցով ստացված երրորդային ամինային աղերը բավարար լուծելիություն ունեն և լիովին ճանաչվում են որպես արդյունավետ կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր։ Օրգանական աղերը, որպես կանոն, ավելի լուծելի են ջրում, քան անօրգանական աղերը։ Դրանք հազվադեպ են օգտագործվում լվացող և մաքրող միջոցների բանաձևերում։

Ոչ քառորդական ամոնիումային աղերի կատիոնները շատ զգայուն են pH-ի, բազմարժեք իոնների և էլեկտրոլիտների նկատմամբ: Ճարպային ամինների էթօքսիլացման միջոցով ստացված էթօքսիլացված ամինները մակերևութային ակտիվ նյութեր են, որոնք կարող են համատեղելի լինել կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի հետ pH-ի կարգավորումից հետո և ունեն լավ լվացող հատկություններ: Երբ ճարպային ամինները չեզոքացվում են սալիցիլաթթվով կամα-քլորբենզոյաթթու, դրանց հակասնկային գործառույթը կարող է ուժեղացվել: Քառորդական ամոնիումային միացությունները ճարպային ամինների շարքում կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի ամենատարածված տեսակն են:

Քառորդական ամոնիումային աղերը լավ կայունություն ունեն թթվային կամ ալկալային միջավայրերում (100-ից ցածր)°Գ) Չորրորդական ամոնիումային աղերի լուծելիությունը կապված է ալկիլային շղթայի երկարության հետ. որքան երկար է շղթան, այնքան ցածր է լուծելիությունը ջրում: C16-C18 մոնոալկիլ տրիմեթիլ քառորդական ամոնիումային աղերը վատ են լուծվում ջրում, լուծելի են բևեռային լուծիչներում և անլուծելի են ոչ բևեռային լուծիչներում: Դիալկիլ դիմեթիլ քառորդական ամոնիումային աղերը լուծելի են ոչ բևեռային լուծիչներում և անլուծելի են ջրում:

Քառորդական ամոնիումային աղերի հատուկ գործառույթները կայանում են բացասական լիցքավորված մակերեսների վրա դրանց ադսորբցիայի և մանրէասպան ու ախտահանիչ ազդեցությունների մեջ։ Չափազանց կարևոր է նշել, որ անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի, օքսիդների, պերօքսիդների, սիլիկատների, արծաթի նիտրատի, նատրիումի ցիտրատի, նատրիումի տարտրատի, բորաքսի, կաոլինի, սպիտակուցների և որոշ պոլիմերների հետ խառնուրդը, ամենայն հավանականությամբ, կնվազեցնի դրանց մանրէասպան ուժը կամ կառաջացնի պղտորություն։

Ալկիլ քառորդական ամոնիումային աղերի լուծելիությունը կապված է հիդրոֆիլ խմբերի հետ. որքան շատ են հիդրոֆիլ խմբերը, այնքան լավ է լուծելիությունը ջրում: Իզոպրոպանոլի 5% զանգվածային մասը կամ 10% զանգվածային մասը ջրային լուծույթն ունի pH 6-9: Դրանք ունեն լավ քիմիական կայունություն, լույսի, ջերմության, ուժեղ թթուների և ուժեղ ալկալիների նկատմամբ դիմադրողականություն, ինչպես նաև թափանցելիություն, հակաստատիկ հատկություններ, մանրէասպան ազդեցություն (որտեղ C12-C16-ը ամենաարդյունավետն է) և կոռոզիայի գերազանց կանխարգելում: Ալկիլ դիմեթիլ քառորդական ամոնիումային աղերը որպես հիդրոֆոբ խմբեր ունեն երկու երկար շղթայով ալկիլային խմբեր, որոնք ցուցաբերում են լավ փափկություն, հակաստատիկ հատկություններ, որոշակի մանրէասպան ունակություն, ինչպես նաև լավ թրջող և էմուլգացնող ազդեցություն: Դրանք ավելի քիչ գրգռիչ են, քան ալկիլ տրիմեթիլ քառորդական ամոնիումային աղերը, ցուցաբերում են կատիոնային հատկություններ թույլ թթուների ազդեցության տակ և առաջացնում են ոչ իոնային միացություններ չեզոք և ալկալային պայմաններում:

2. Ալկիլ իմիդազոլինի աղ

Ալկիլ իմիդազոլինը ճարպաթթուների և տեղակալված էթիլենդիամինների ռեակցիայից առաջացող արգասիք է: Ամիդ էթիլամինը ստացվում է տաքացնելով (սովորաբար 220~240°C-ում):℃) վերածվում է ալկիլ իմիդազոլինի։

Ալկիլ իմիդազոլինը օրգանական մոնոցիկլիկ երրորդային ամին է և միջին ուժեղության հիմք է։ Այն տիպիկ կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ է, որը կարող է ամուր ադսորբվել բացասական լիցքավորված մակերեսների վրա, ինչպիսիք են մազերը, մաշկը, ատամները, ապակին, թուղթը, մանրաթելերը, մետաղները և սիլիցիում պարունակող նյութերը։ Ջրում լուծվող թթուների հետ առաջացած աղերը բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում հակված են գելեր առաջացնելու։ Ացետատները, նիկոտինատները, ֆոսֆատները և սուլֆատները ջրում լուծվող են, մինչդեռ դրանց երկար շղթայով ճարպաթթուների աղերը՝ յուղում լուծվող։ Այն լավ կայունություն ունի խոնավության դիմացկուն պայմաններում պահպանման ժամանակ, սակայն բյուրեղները կարող են նստվածք առաջացնել երկարատև պահպանումից կամ ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում պահպանումից հետո, և այն կարող է վերադառնալ միատարր վիճակի՝ տաքացնելիս և խառնելիս։ Ջրի կամ խոնավության հետ շփումը աստիճանաբար կհանգեցնի հիդրոլիզի՝ փոխելով դրա գործառույթները։ Երկարատև տաքացումը, նույնիսկ երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 165°C։℃, չի ազդի դրա կայունության վրա, բայց գույնը կփոխվի։ Հարկ է նշել, որ քանի որ ալկիլ իմիդազոլինը միջին ուժեղության հիմք է, այն խիստ գրգռում է մաշկը և աչքերը, մինչդեռ ալկիլ իմիդազոլինի աղերը զգալիորեն նվազեցնում են գրգռվածությունը։