Катиондук беттик активдүү заттар негизинен азот камтыган органикалык амин туундулары болуп саналат. Алардын молекулаларындагы азот атому бир жуп электронду камтыгандыктан, ал кислота молекулаларындагы суутек менен суутек байланыштары аркылуу биригип, амино тобунун оң зарядга ээ болушуна алып келет. Ошондуктан, алар кислоталуу чөйрөдө гана жакшы беттик активдүүлүктү көрсөтөт; щелочтуу чөйрөдө алар чөкмөгө түшүп, беттик активдүүлүгүн жоготот. Азот камтыган катиондук беттик активдүү заттардан тышкары, күкүрт, фосфор жана мышьяк сыяктуу элементтерди камтыган катиондук беттик активдүү заттардын бир аз бөлүгү да бар.
1. Өнүгүү абалы
Катиондук беттик активдүү заттар көптөн бери өнөр жайда кеңири колдонулбай келет жана аларга болгон суроо-талап жыл сайын тездик менен өсүп жатат. Бирок, алардын негизги колдонулушу фунгициддер, була жумшартуучу каражаттар жана антистатикалык агенттер сыяктуу атайын колдонууларда болгондуктан, алардын колдонулушу аниондук жана иондук эмес беттик активдүү заттарга салыштырмалуу азыраак.
Катиондук беттик активдүү заттар, адатта, эмульсияга айландыруу, нымдоо, жуу, стерилдөө, жумшартуу, антистатикалык жана коррозияга каршы касиеттерге ээ. Алардын өзгөчө касиеттери жана колдонулушуна байланыштуу, алар жакшы өнүгүү потенциалына ээ. Өнөр жай жана жарандык колдонуу чөйрөсү кеңейген сайын, алардын түрлөрү жана суроо-талап өсө берет.
2. Классификация
Коммерциялык баалуулугу бар катиондук беттик активдүү заттардын көпчүлүгү органикалык азот кошулмаларынын туундулары болуп саналат, мында оң заряд азот атомдору тарабынан ташылат. Ошондой эле, оң заряд фосфор, күкүрт, йод жана мышьяк сыяктуу атомдор тарабынан ташылат. Катиондук беттик активдүү заттардын химиялык түзүлүшүнө ылайык, аларды негизинен төрт категорияга бөлүүгө болот: амин тузунун түрү, төртүнчү аммоний тузунун түрү жана гетероциклдик түрү.
Амин тузу тибиндеги катиондук беттик активдүү заттар - бул биринчилик амин тузу, экинчилик амин тузу жана үчүнчүлүк амин тузу беттик активдүү заттарынын жалпы аталышы. Алардын касиеттери өтө окшош жана көптөгөн продуктылар биринчилик аминдер менен экинчилик аминдердин аралашмасы болуп саналат. Бул типтеги беттик активдүү зат негизинен майлуу аминдер жана органикалык эмес кислоталар тарабынан пайда болгон туздардан турат жана кислоталуу эритмелерде гана эрийт. Щелочтуу шарттарда амин туздары щелочтор менен оңой реакцияга кирип, эркин аминдерди пайда кылат, бул алардын эригичтигин төмөндөтөт, ошентип, алардын колдонулуу чөйрөсүн белгилүү бир деңгээлде чектейт.
Төртүнчү аммоний тузу тибиндеги катиондук беттик активдүү заттар катиондук беттик активдүү заттардын эң маанилүү түрү болуп саналат, алардын касиеттери жана даярдоо ыкмалары амин тузу тибиндеги беттик активдүү заттардыкынан айырмаланат. Мындай беттик активдүү заттар кислоталуу жана щелочтуу эритмелерде эрийт, бир катар эң сонун касиеттерге ээ жана башка беттик активдүү заттар менен жакшы шайкеш келет. Ошондуктан, алардын колдонулуш чөйрөсү салыштырмалуу кеңири.
Hэтероциклдик түрү
Катиондук беттик активдүү заттардын молекулаларындагы гетероциклдик шакекчелер негизинен азот камтыган морфолин шакекчеси, пиридин шакекчеси, имидазол шакекчеси, пиперазин шакекчеси жана хинолин шакекчеси болуп саналат.
3. Синтез
Катиондук беттик активдүү заттарды синтездөөнүн негизги реакциясы - N-алкилдөө реакциясы. Алардын арасында үчүнчү аминдер алкилдөөчү агенттер менен реакцияга кирип, төртүнчү аммоний туздарын пайда кылган реакция дагы кватернизация реакциясы деп аталат.
Алкил төртүнчү аммоний тузу
Алкил төртүнчү аммоний туздары төртүнчү аммоний туздарынын маанилүү түрлөрүнүн бири болуп саналат жана фунгициддер, була жумшартуучулар, минералдык флотация агенттери, эмульгаторлор ж.б. катары кеңири колдонулуп келет. Алардын структуралык өзгөчөлүгү - азот атому төрт алкил тобу менен байланышкан, башкача айтканда, аммоний ионунун бардык төрт суутек атому алкил топтору менен алмаштырылат. Адатта, бул алкил топторунун бири же экөөсү гана узун чынжырлуу углеводороддук алкил топтору болуп саналат, ал эми калган алкил топторунда бир же эки көмүртек атому болот. Структуралык мүнөздөмөлөрүнө ылайык, алкил төртүнчү аммоний туздарын синтездөөнүн үч негизинен үч ыкмасы бар: жогорку алкил галогениддеринин төмөнкү үчүнчү аминдер менен реакциясы менен даярдалган, жогорку алкил аминдеринин төмөнкү алкил галогениддери менен реакциясы менен даярдалган жана формальдегид-формин кислотасы ыкмасы менен даярдалган.
Гетероатомдорду камтыган төртүнчү аммоний туздары
Бул жерде гетероатомдорду камтыган төртүнчү аммоний туздары деп аталгандар, жалпысынан, гидрофобдук углеводород чынжырларында O, N жана S сыяктуу гетероатомдорду камтыган төртүнчү аммоний туздарын, башкача айтканда, липофилдик топторунда амиддик байланыштарды, эфирдик байланыштарды, эфирдик байланыштарды же тиоэфирдик байланыштарды камтыган беттик активдүү заттарды билдирет. Гидрофилдик төртүнчү аммоний катион тобу жана алкилдик гидрофобдук топ түз байланышкандын ордуна амид, эфир, эфир же тиоэфир сыяктуу топтор аркылуу байланышкандыктан, кээ бир адамдар мындай төртүнчү аммоний туздарын кыйыр түрдө байланышкан катиондук беттик активдүү заттар деп да аташат.
Бензол шакекчелерин камтыган төртүнчү аммоний туздары
Бул типтеги беттик активдүү заттар негизинен бактерицид, көбүктөндүрүүчү агент, нымдоочу агент жана боёкту бекитүүчү агент катары колдонулат. Синтез процессинде ароматтык шакекчелерди киргизүүнүн негизги ыкмасы - бензилхлоридди алкилдөөчү реагент катары колдонуу, ал үчүнчү даражадагы аминдер менен реакцияга кирет. Бензилхлорид толуолдун каптал чынжырлуу хлордоо реакциясы менен даярдалат. Бензол шакекчесинде хлордоодон качуу үчүн, бул реакция эмаль чайнекте же айнек менен капталган мунара реакторунда жүргүзүлүшү керек.
Гетероциклдерди камтыган төртүнчү аммоний туздары
Төртүнчү аммоний тузунун молекулаларында камтылган гетероциклдик шакекчелер негизинен морфолин шакекчеси, пиперазин шакекчеси, пиридин шакекчеси, хинолин шакекчеси жана имидазол шакекчеси ж.б.
Aкен тузунун түрү
Амин тузу тибиндеги катиондук беттик активдүү заттар негизинен үч негизги категорияны камтыйт: узун чынжырлуу алкил биринчилик амин туздары, экинчилик амин туздары жана үчүнчүлүк амин туздары.
4.Колдонуу
Катиондук беттик активдүү заттар стерилдөө, жумшартуу сыяктуу жакшы функцияларга ээ.антистатикалык, жана коррозияга каршы касиеттерге, ошондой эле айрым эмульгаторлук жана нымдоочу касиеттерге ээ. Алар көп учурда фазалык которуу катализаторлору катары да колдонулат. Бирок, бул типтеги беттик активдүү зат жуугуч каражат катары сейрек колдонулат. Анткени суу эритмелериндеги, айрыкча щелочтуу суу эритмелериндеги көптөгөн субстраттардын бети, адатта, терс зарядга ээ болот. Колдонуу учурунда оң заряддалган беттик активдүү зат субстраттын бетинде гидрофилдик топтор ичкери, ал эми гидрофобдук топтор сыртка карай жайгашып, субстраттын бетин гидрофобдук кылат, бул жууганга ыңгайлуу эмес жана ал тургай терс таасирин тийгизиши мүмкүн. Мындан тышкары, бул типтеги беттик активдүү заттын негизги колдонуу тармактары беттик чыңалууну азайтуу үчүн колдонулган башка беттик активдүү заттардан айырмаланат. Анын ордуна, алар өздөрүнүн структуралык мүнөздөмөлөрүн башка атайын колдонмолор үчүн колдонушат.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 19-марты