Tensioactivum cationicum

Tensioactiva cationica sunt praecipue derivata aminarum organicarum nitrogenium continentium. Cum atomus nitrogenii in moleculis eorum par electronum solitarium contineat, cum hydrogenio in moleculis acidis per vincula hydrogenii coniungi potest, quo facto grex amino onus positivum fert. Quapropter, bonam activitatem superficialem tantum in mediis acidis exhibent; in mediis alcalinis, praecipitare et activitatem superficialem amittere solent. Praeter tensioactiva cationica nitrogenium continentia, etiam parva pars tensioactivarum cationicarum elementa ut sulfur, phosphorus et arsenicum continentium invenitur.

1. Status progressionis

Tensioactiva cationica diu in industria non late adhibita sunt, et eorum postulatio anno post annum celeriter crescit. Attamen, quia eorum usus praecipui sunt in usibus specialibus, ut fungicidis, emollientibus fibrarum, et agentibus antistaticis, usus eorum relative minor est comparatus cum tensioactivis anionicis et non-ionicis.

Tensioactiva cationica plerumque bonas proprietates habent, ut emulsificationem, madefactionem, lavationem, sterilizationem, emollitionem, antistaticitatem, et anticorrosionem. Ob proprietates et usus suos speciales, bonum potentiale progressionis habent. Cum ambitus applicationum industrialium et civilium pergit expandere, varietates et postulatio eorum perget crescere.

2. Classificatio

Pleraque surfactantia cationica cum valore commerciali derivata sunt compositorum nitrogenii organici, ubi onus positivum ab atomis nitrogenii portatur. Sunt etiam nova genera surfactantium cationicorum ubi onus positivum ab atomis ut phosphoro, sulfure, iodo et arsenico portatur. Secundum structuram chemicam surfactantium cationicorum, in quattuor categorias dividi possunt: ​​genus salis aminici, genus salis ammonii quaternarii, et genus heterocyclicum.

Agenus salis fodinae

Tensioactiva cationica generis salis aminici sunt terminus generalis pro tensioactivis salis aminici primarii, salis aminici secundarii, et salis aminici tertiarii. Proprietates earum simillimae sunt, et multa producta sunt mixturae aminarum primariarum et aminarum secundariarum. Hoc genus tensioactivi praecipue ex salibus constat, ex aminis pinguibus et acidis inorganicis formatis, et solum in solutionibus acidis solubile est. Sub condicionibus alcalinis, sales aminici facile cum alcalibus reagunt ad aminas liberas formandas, quod solubilitatem earum minuit, ita ambitum applicationis earum quodammodo limitans.

Genus salis ammonii quaternarii

Tensioactiva cationica salis ammonii quaternarii inter tensioactiva cationica praecipua numerantur, proprietatibus et methodis praeparationis ab iis quae salis aminici sunt diversis. Talia tensioactiva in solutionibus tam acidis quam alcalinis dissolvi possunt, seriem proprietatum excellentium habent, et bonam compatibilitatem cum aliis generibus tensioactivorum habent. Quapropter, latam applicationum varietatem habent.

Htypus eterocyclicus

Anuli heterocyclici in moleculis surfactantis cationicis contenti plerumque nitrogenium continentes sunt, ut anulus morpholinicus, anulus pyridinicus, anulus imidazolicus, anulus piperazini, et anulus quinolinicus.

3. Synthesis

Reactio principalis ad surfactantes cationicos synthetizandos est reactio N-alkylationis. Inter eas, reactio in qua aminae tertiariae cum agentibus alkylantibus reagunt ad sales ammonii quaternarios formandos, etiam reactio quaternizationis appellatur.

Sal alkyl ammonii quaternarii

Sales alkyl ammonii quaternarii inter genera magni momenti tensioactiva cationica generis salis ammonii quaternarii numerantur, et late ut fungicida, emollientia fibrarum, agentes flotationis mineralium, emulsificantia, et cetera adhibita sunt. Proprietas structuralis eorum est atomum nitrogenii cum quattuor gregibus alkyl coniunctum esse, id est, omnes quattuor atomi hydrogenii ionis ammonii gregibus alkyl substituuntur. Solet fieri ut unus vel duo tantum ex his gregibus alkyl greges alkyl hydrocarbonici catenae longae sint, reliqui autem greges alkyl unum vel duos atomos carbonis habeant. Secundum proprietates structurales, tres praecipue methodi synthesis pro salium alkyl ammonii quaternarii existunt: per reactionem alkyl halogenidorum superiorum cum aminis tertiariis inferioribus praeparata, per reactionem alkyl aminarum superiorum cum alkyl halogenidis inferioribus praeparata, et per methodum formaldehydi-acidi formici praeparata.

Sales ammonii quaternaria heteroatomos continentia

Quae hic sales ammonii quaternariae heteroatomos continent, plerumque ad sales ammonii quaternariae referuntur, quae heteroatomos ut O, N, et S in catenis hydrophobicis continent, id est, surfactantes qui vincula amidarum, vincula aethereorum, vincula estereorum, vel vincula thioetherorum in gregibus lipophilicis continent. Cum grex cationum ammonii quaternariae hydrophilicae et grex hydrophobicus alkyl per greges ut amidum, esterem, aetherem, vel thioetherem connexi sint potius quam directe coniuncti, quidam etiam tales sales ammonii quaternariae surfactantes cationicos indirecte coniunctos appellant.

Sales ammonii quaternaria annulos benzenicos continentia

Hoc genus surfactantis praecipue adhibetur ut bactericida, spumans, madefaciens, et tincturae fixans, inter alia. In processu synthesis, methodus principalis introducendi anulos aromaticos est uti benzyli chloridi ut reagens alkylans ad reagendum cum aminis tertiariis. Benzyl chloridum praeparatur per reactionem chlorinationis catenae lateralis tolueni. Ad vitandam chlorinationem in anulo benzenico, haec reactio requiritur ut peragatur in olla smaltata vel reactore turris vitreo obducta.

Sales ammonii quaternaria heterocyclos continentia

Anuli heterocyclici in moleculis salis ammonii quaternarii contenti sunt praecipue anulus morpholinicus, anulus piperazini, anulus pyridinicus, anulus quinolinicus, anulus imidazolicus, et cetera.

Agenus salis fodinae

Tensioactiva cationica generis salis aminici tres categorias principales comprehendunt: sales aminarum primariarum alkylicarum catenae longae, sales aminarum secundarias, et sales aminarum tertiarias.

4. Applicatio

Tensioactiva cationica bonas functiones habent, ut sterilizationem, emollitionem,antistaticus...et proprietates anticorrosionis, necnon quasdam proprietates emulsificantes et humectantes. Saepe etiam ut catalysatores translationis phasium adhibentur. Attamen, hoc genus surfactantis raro solum ut detergente adhibetur. Quia superficies multorum substratorum in solutionibus aquosis, praesertim in solutionibus aquosis alcalinis, plerumque onus negativum portat. Dum applicatur, surfactans positive onustus in superficie substrati cum gregibus hydrophilicis introrsum et gregibus hydrophobicis extrorsum disponetur, superficiem substrati hydrophobicam faciens, quod lavacro non favet et etiam effectus negativos habere potest. Praeterea, principales campi applicationis huius generis surfactantis ab aliis surfactantibus differunt, quae ad tensionem superficialem minuendam adhibentur. Potius, suas proprietates structurales ad alias applicationes speciales utuntur.