מהם התכונות והמאפיינים של שני החומרים הפעילי שטח הקטיוניים?

חומרים פעילי שטח קטיונייםנושאים מטענים הפוכים מאלה של חומרים פעילי שטח אניוניים, ולכן הם מכונים לעתים קרובות "סבונים הפוכים". מבחינה כימית, הם מכילים לפחות מטענים ארוכים אחד‑קבוצה הידרופובית שרשרת ואחת חיובית‑קבוצה הידרופילית טעונה. הארוכה‑קבוצות הידרופוביות שרשרת נגזרות בדרך כלל מחומצות שומן או פטרוכימיקלים; לפיכך, אמינים שומניים משמשים כחומרי גלם חשובים לחומרים פעילי שטח קטיוניים. חומרים פעילי שטח קטיוניים מפגינים יכולת ניקוי מוגבלת, אך הם מתאפיינים בתכונות אנטיבקטריאליות בולטות וזיקה גבוהה לספיחה על משטחים קשים. בקוסמטיקה, הם משמשים בדרך כלל כמרככי שיער, קוטלי חיידקים, חומרים בקטריוסטטיים, מרככים ונוגדי חמצון.‑תוספים לעששת.

 

מלחי אמין שומניים

אמינים שומניים הם בסיסים אורגניים במהותם. הם אינם טעונים בתמיסות ניטרליות ואינם מראים פעילות שטח קטיונית בתנאים כאלה, והופכים לליפופיליים בערכי pH מעל 7. מלחי אמין שלישוניים המתקבלים באמצעות ניטרול עם חומצות אנאורגניות או אורגניות הם בעלי מסיסות מספקת והם מוכרים במלואם כחומרים פעילי שטח קטיוניים יעילים. מלחים אורגניים הם בדרך כלל יותר מים.‑מסיסים יותר ממלחים אנאורגניים. הם משולבים לעיתים רחוקות בתכשירי ניקוי וחומרי ניקוי.

לֹא‑מינים קטיוניים רבעוניים רגישים מאוד ל-pH, יונים רב-ערכיים ואלקטרוליטים.

אתוקסילציה של אמינים שומניים מניבה אמינים אתוקסיליים. לאחר כוונון ה-pH, חומרים פעילי שטח כאלה תואמים לחומרים פעילי שטח קטיוניים ומספקים יכולת דטרגנטית משביעת רצון.

ניטרול של אמינים שומניים עם חומצה סליצילית אוα‑חומצה כלורובנזואית יכולה לשפר את היעילות שלהם נגד פטריות.

תרכובות אמוניום רבעוניות הנגזרות מאמינים שומניים מייצגות את הסוג הנפוץ ביותר של חומרים פעילי שטח קטיוניים.

מלחי אמוניום רבעוניים מציגים יציבות טובה במדיה חומצית או בסיסית (מתחת ל-100°ג). המסיסות שלהם מתואמת עם אלקיל‑אורך שרשרת: שרשראות אלקיל ארוכות יותר מתאימות למסיסות נמוכה יותר במים. מלחי אמוניום רבעוניים מונו-אלקילטרימתיל עם C16‑שרשראות C18 מסיסות במידה מועטה במים, מסיסות בממסים פולריים, ולא מסיסות בממסים שאינם‑ממסים פולריים. מלחי אמוניום רבעוניים דיאלקילדימתיל מתמוססים בלא‑ממסים פולריים אך אינם מסיסים במים.

הפונקציות הייחודיות של מלחי אמוניום רבעוניים נובעות מספיחתם שלילית ל...‑משטחים טעונים וכן את השפעתם הבקטריאלית והמחטאת. יש להדגיש כי שילוב עם חומרים פעילי שטח אניוניים, תחמוצות, מי חמצן, סיליקטים, כסף חנקתי, נתרן ציטרט, נתרן טרטרט, בורקס, קאולין, חלבונים ופולימרים מסוימים גורם בקלות רבה יותר לפעילות בקטריקוטלית מופחתת או עכירות.

המסיסות של מלחי אמוניום אלקיליים רבעוניים תלויה בקבוצות ההידרופיליות שלהם; קבוצות הידרופיליות רבות יותר מביאות מסיסות טובה יותר במים. תכשירים אופייניים כוללים 5 תמיסות איזופרופנול באחוז משקל או 10 תמיסות מימיות באחוז משקל עם טווח pH של 6‑9. יש להם יציבות כימית מצוינת, עמידות לאור, חום, חומצות חזקות ואלקליות חזקות, ומפגינים חדירה, תכונות אנטי-סטטיות, פעילות חיידקית (אופטימלי עבור C12).‑הומולוגים של C16) וקורוזיה יוצאת דופן‑מעכב ביצועים. מלחי אמוניום רבעוניים של אלקילדיתיל מכילים שני רכיבים ארוכים‑קבוצות הידרופוביות אלקיל בשרשרת. יש להן תכונות ריכוך ואנטי-סטטיות חיוביות יחד עם יכולת בקטריצידית מתונה, לצד התנהגויות הרטבה ואמולסיה טובות. הן פחות מגרות מאשר מלחי אמוניום רביעיים אלקילטרימתיל. הן מפגינות אופי קטיוני בתנאים חומציים חלשים ויוצרות חומרים שאינם...‑מינים יוניים בתנאים ניטרליים ובסיסיים.

 

מלחי אלקיל אימידזולין

אלקיל אימידזולינים מסונתזים על ידי תגובה של חומצות שומן עם אתילן-דיאמינים שהוחלפו. לאחר חימום (בדרך כלל 220‑240°ג), האמידואתילאמין שנוצר הופך לאלקיל אימידזולין.

אלקיל אימידזולין הוא אמין שלישוני מונוציקלי אורגני ופועל כבסיס חזק למדי. כחומר פעיל שטח קטיוני טיפוסי, הוא נספג בחוזקה על חומרים שליליים.‑משטחים טעונים כגון שיער, עור, שיניים, זכוכית, נייר, סיבים, מתכות וסיליקון‑חומרים המכילים. מלחים שנוצרים עם מים‑חומצות מסיסות נוטות ליצור ג'לים בריכוזים גבוהים. מלחים של חומצה אצטית, חומצה ניקוטינית, חומצה זרחתית וחומצה גופרתית הם מים.‑מסיסים, בעוד שהארוכים שלהם‑שרשרת שומנית‑מלחי חומצה הם שמן‑מסיסים. הם מפגינים יציבות טובה באחסון תחת לחות‑תנאי הוכחה, אך משקעי גבישים עשויים להתרחש לאחר זמן רב‑אחסון לטווח ארוך או בטמפרטורות נמוכות; ניתן לשחזר את ההומוגניות על ידי חימום וערבוב. חשיפה למים או לחות גורמת להידרוליזה הדרגתית שמשנה את פונקציונליותם. חימום ממושך אפילו עד 165 מעלות°C אינו פוגע ביציבות, למרות שייתכן שינוי צבע. ראוי לציין כי אלקיל אימידזולין, כבסיס חזק למדי, גורם לגירוי משמעותי בעור ובעיניים, בעוד שלמלחי אלקיל אימידזולין יש גירוי נמוך משמעותית.