Surfaktan kationik utamane turunan amina organik sing ngandhut nitrogen. Amarga atom nitrogen ing molekul-molekul kasebut ngandhut pasangan elektron bebas, mula bisa gabung karo hidrogen ing molekul asam liwat ikatan hidrogen, sing nyebabake gugus amino nggawa muatan positif. Mulane, dheweke mung nuduhake aktivitas permukaan sing apik ing media asam; ing media alkali, dheweke cenderung ngendap lan kelangan aktivitas permukaan. Saliyane surfaktan kationik sing ngandhut nitrogen, ana uga bagean cilik saka surfaktan kationik sing ngandhut unsur kayata belerang, fosfor, lan arsenik.
1. Status pangembangan
Surfaktan kationik wis suwe ora digunakake sacara wiyar ing industri, lan panjalukane saya tambah cepet saben taun. Nanging, amarga aplikasi utamane ana ing panggunaan khusus kayata fungisida, pelembut serat, lan agen antistatik, panggunaane relatif luwih sithik dibandhingake karo surfaktan anionik lan non-ionik.
Surfaktan kationik umume nduweni sipat apik kayata emulsifikasi, pembasahan, pencucian, sterilisasi, pelunakan, antistatik, lan anti-korosi. Amarga sipat lan aplikasi khusus, dheweke nduweni potensi pangembangan sing apik. Amarga ruang lingkup aplikasi industri lan sipil terus berkembang, macem-macem lan panjaluk bakal terus meningkat.
2. Klasifikasi
Umume surfaktan kationik kanthi nilai komersial minangka turunan saka senyawa nitrogen organik, ing ngendi muatan positif digawa dening atom nitrogen. Ana uga sawetara jinis surfaktan kationik anyar ing ngendi muatan positif digawa dening atom kayata fosfor, belerang, yodium, lan arsenik. Miturut struktur kimia surfaktan kationik, surfaktan kasebut bisa dipérang dadi patang kategori: jinis uyah amina, jinis uyah amonium kuaterner, lan jinis heterosiklik.
Surfaktan kationik tipe uyah amina minangka istilah umum kanggo uyah amina primer, uyah amina sekunder, lan surfaktan uyah amina tersier. Sifat-sifate padha banget, lan akeh produk sing campuran amina primer lan amina sekunder. Surfaktan jinis iki utamane uyah sing dibentuk dening amina lemak lan asam anorganik, lan mung larut ing larutan asam. Ing kahanan alkali, uyah amina gampang reaksi karo alkali kanggo mbentuk amina bebas, sing nyuda kelarutane, saengga mbatesi ruang lingkup aplikasi nganti tingkat tartamtu.
Surfaktan kationik tipe uyah amonium kuaterner minangka jinis surfaktan kationik sing paling penting, kanthi sifat lan cara persiapan sing beda karo jinis uyah amina. Surfaktan kasebut bisa larut ing larutan asam lan alkali, nduweni serangkaian sifat sing apik banget, lan nduweni kompatibilitas sing apik karo jinis surfaktan liyane. Mulane, dheweke duwe macem-macem aplikasi sing relatif jembar.
Hjinis eterosiklik
Cincin heterosiklik sing ana ing molekul surfaktan kationik utamane sing ngandhut nitrogen kayata cincin morfolin, cincin piridin, cincin imidazol, cincin piperazine lan cincin kuinolin.
3. Sintesis
Reaksi utama kanggo sintesis surfaktan kationik yaiku reaksi N-alkilasi. Antarane, reaksi ing ngendi amina tersier bereaksi karo agen alkilasi kanggo mbentuk uyah amonium kuaterner uga diarani reaksi kuaternisasi.
Garam amonium kuaterner alkil
Garam amonium kuaterner alkil minangka salah sawijining jinis surfaktan kationik jinis uyah amonium kuaterner sing penting, lan wis digunakake sacara wiyar minangka fungisida, pelembut serat, agen flotasi mineral, pengemulsi, lan liya-liyane. Fitur strukturalé yaiku atom nitrogen kaiket karo patang gugus alkil, yaiku, kabeh patang atom hidrogen saka ion amonium diganti karo gugus alkil. Biasane, mung siji utawa loro gugus alkil iki sing minangka gugus alkil hidrokarbon rantai dawa, lan gugus alkil sing isih ana duwe siji utawa loro atom karbon. Miturut karakteristik struktural, ana telung cara sintesis kanggo garam amonium kuaterner alkil: disiapake kanthi reaksi alkil halida sing luwih dhuwur karo amina tersier sing luwih endhek, disiapake kanthi reaksi alkil amina sing luwih dhuwur karo alkil halida sing luwih endhek, lan disiapake kanthi metode formaldehida-asam format.
Uyah amonium kuaterner sing ngandhut heteroatom
Uyah amonium kuaterner sing ngandhut heteroatom ing kene umume nuduhake uyah amonium kuaterner sing ngandhut heteroatom kayata O, N, lan S ing rantai hidrokarbon hidrofobik, yaiku, surfaktan sing ngandhut ikatan amida, ikatan eter, ikatan ester, utawa ikatan tioeter ing gugus lipofilik. Amarga gugus kation amonium kuaterner hidrofilik lan gugus hidrofobik alkil disambungake liwat gugus kayata amida, ester, eter, utawa tioeter tinimbang disambungake langsung, sawetara wong uga nyebutake uyah amonium kuaterner kasebut minangka surfaktan kationik sing disambungake ora langsung.
Uyah amonium kuaterner sing ngandhut cincin benzena
Surfaktan jinis iki utamane digunakake minangka bakterisida, agen pembusa, agen pembasah, lan agen pengikat pewarna, lan liya-liyane. Ing proses sintesis, cara utama kanggo ngenalake cincin aromatik yaiku nggunakake benzil klorida minangka reagen alkilasi kanggo reaksi karo amina tersier. Benzil klorida disiapake kanthi reaksi klorinasi rantai samping toluena. Kanggo nyegah klorinasi ing cincin benzena, reaksi iki kudu ditindakake ing ketel enamel utawa reaktor menara berlapis kaca.
Uyah amonium kuaterner sing ngandhut heterosiklik
Cincin heterosiklik sing ana ing molekul uyah amonium kuaterner utamane cincin morfolin, cincin piperazine, cincin piridin, cincin kuinolin lan cincin imidazol, lan liya-liyane.
Ajinis uyah tambang
Surfaktan kationik tipe uyah amina utamane kalebu telung kategori utama: uyah amina primer alkil rantai panjang, uyah amina sekunder, lan uyah amina tersier.
4. Aplikasi
Surfaktan kationik nduweni fungsi sing apik kayata sterilisasi, pelunakan,antistatik, lan sipat anti-korosi, uga sipat pengemulsi lan pembasahan tartamtu. Iki uga asring digunakake minangka katalis transfer fase. Nanging, jinis surfaktan iki arang digunakake dhewe minangka deterjen. Amarga permukaan akeh substrat ing larutan banyu, utamane ing larutan banyu alkali, biasane nggawa muatan negatif. Sajrone aplikasi, surfaktan sing diisi positif bakal disusun ing permukaan substrat kanthi gugus hidrofilik mlebu lan gugus hidrofobik metu, nggawe permukaan substrat hidrofobik, sing ora kondusif kanggo ngumbah lan malah bisa uga duwe efek negatif. Kajaba iku, lapangan aplikasi utama saka jinis surfaktan iki beda karo surfaktan liyane, sing digunakake kanggo nyuda tegangan permukaan. Nanging, dheweke nggunakake karakteristik struktural kanggo aplikasi khusus liyane.
Wektu kiriman: 19-Mar-2026