Kationesch Tenside sinn haaptsächlech stickstoffhalteg organesch Aminderivater. Well den Stickstoffatom an hire Molekülen en eenzegt Elektronepaar enthält, kann en sech mam Waasserstoff a sauere Moleküle duerch Waasserstoffbindungen verbannen, wouduerch d'Aminogrupp eng positiv Ladung dréit. Dofir weisen si nëmmen a saure Medien eng gutt Uewerflächenaktivitéit op; an alkalesche Medien tendéieren si zum Ausfällen an hirer Uewerflächenaktivitéit ze verléieren. Nieft stickstoffhaltege kationeschen Tenside gëtt et och e klengen Undeel u kationeschen Tenside, déi Elementer wéi Schwefel, Phosphor an Arsen enthalen.
1. Entwécklungsstatus
Kationesch Tenside gi schonn zënter laanger Zäit net méi wäit an der Industrie benotzt, an hir Nofro wiisst vu Joer zu Joer rapid. Well hir Haaptapplikatioune speziell Zwecker wéi Fungiziden, Faserweichmacher an antistatesch Mëttel sinn, ass hire Gebrauch am Verglach mat anioneschen an net-ioneschen Tenside relativ manner.
Kationesch Tenside hunn am Allgemengen gutt Eegeschafte wéi Emulgéierung, Befeuchtung, Wäschen, Sterilisatioun, Weichmachung, Antistatik an Antikorrosioun. Wéinst hiren speziellen Eegeschaften an Uwendungen hunn si e gutt Entwécklungspotenzial. Well den Ëmfang vun industriellen an zivilen Uwendungen weider ausbreet, wäerten hir Varietéiten an Nofro weider eropgoen.
2. Klassifikatioun
Déi meescht kationesch Tenside mat kommerziellem Wäert sinn Derivater vun organesche Stickstoffverbindungen, wou déi positiv Ladung vun Stickstoffatome gedroe gëtt. Et gëtt och e puer nei Aarte vu kationesche Tenside, wou déi positiv Ladung vun Atomer gedroe gëtt, wéi Phosphor, Schwefel, Jod an Arsen. No der chemescher Struktur vu kationesche Tenside kënne se haaptsächlech a véier Kategorien agedeelt ginn: Aminsalz-Typ, quaternär Ammoniumsalz-Typ an heterocyclesch Typ.
Kationesch Tenside vum Typ Aminsalz sinn en allgemenge Begrëff fir primär Aminsalz, sekundär Aminsalz an tertiär Aminsalz-Tenside. Hir Eegeschafte sinn extrem ähnlech, a vill Produkter si Mëschunge vu primären Aminen a sekundären Aminen. Dës Zort Tenside besteet haaptsächlech aus Salzer, déi aus Fettaminen an anorganesche Säure geformt ginn, an ass nëmmen a sauer Léisunge léislech. Ënner alkalesche Bedéngungen reagéiere Aminsalzer liicht mat Alkalien a bilden fräi Aminen, wat hir Léislechkeet reduzéiert an doduerch hiren Uwendungsberäich bis zu engem gewësse Grad limitéiert.
Kationesch Tenside vum Typ Quaternär Ammoniumsalz sinn déi wichtegst Aart vu kationesche Tenside, mat Eegeschaften a Virbereedungsmethoden, déi sech vun deene vun den Aminsalz-Typ ënnerscheeden. Sou Tenside kënne sech souwuel a sauren wéi och alkalesche Léisunge léisen, hunn eng Rei vun exzellenten Eegeschaften a si gutt kompatibel mat aneren Zorte vu Tenside. Dofir hunn si e relativ breede Spektrum vun Uwendungen.
Heterozykleschen Typ
Déi heterocyclesch Réng, déi a kationesche Tensidmoleküle enthale sinn, si haaptsächlech stickstoffhalteg Réng, wéi zum Beispill de Morpholinring, de Pyridinring, den Imidazolring, de Piperazinring an de Chinolinring.
3. Synthese
Déi Haaptreaktioun fir d'Synthese vu kationeschen Tenside ass d'N-Alkylierungsreaktioun. Dorënner gëtt d'Reaktioun, bei där tertiär Amine mat Alkylierungsmëttelen reagéieren, fir quaternär Ammoniumsalzer ze bilden, och Quaternisierungsreaktioun genannt.
Alkyl quaternärt Ammoniumsalz
Alkyl quaternär Ammoniumsalzer sinn eng vun de wichtegste Varietéiten vu kationeschen Tenside vum Typ quaternären Ammoniumsalzer a gi wäit verbreet als Fungiziden, Faserweichmacher, Mineralflotatiounsmëttel, Emulgatoren, etc. benotzt. Hir strukturell Eegeschaft ass, datt den Stickstoffatom mat véier Alkylgruppen verbonnen ass, dat heescht, all véier Waasserstoffatome vum Ammoniumion sinn duerch Alkylgruppen ersat. Normalerweis sinn nëmmen eng oder zwou vun dësen Alkylgruppen laangketteg Kuelewaasserstoff-Alkylgruppen, an déi reschtlech Alkylgruppen hunn een oder zwee Kuelestoffatome. No hire strukturelle Charakteristiken gëtt et haaptsächlech dräi Synthesemethoden fir Alkyl quaternär Ammoniumsalzer: hiergestallt duerch d'Reaktioun vun héijen Alkylhalogeniden mat ënneschten tertiären Aminen, hiergestallt duerch d'Reaktioun vun héijen Alkylaminen mat ënneschten Alkylhalogeniden, a hiergestallt duerch d'Formaldehyd-Ambeensäure-Method.
Quaternär Ammoniumsalzer mat Heteroatomen
Déi sougenannt quaternär Ammoniumsalzer, déi Heteroatome enthalen, bezéie sech hei am Allgemengen op quaternär Ammoniumsalzer, déi Heteroatome wéi O, N an S an hiren hydrophoben Kuelewaasserstoffketten enthalen, dat heescht Tenside, déi Amidbindungen, Etherbindungen, Esterbindungen oder Thioetherbindungen an hire lipophilen Gruppen enthalen. Well déi hydrophil quaternär Ammoniumkationgrupp an déi hydrophob Alkylgrupp iwwer Gruppen wéi Amid, Ester, Ether oder Thioether verbonne sinn, anstatt direkt verbonnen ze sinn, bezéie sech verschidde Leit och op sou quaternär Ammoniumsalzer als indirekt verbonne kationesch Tenside.
Quaternär Ammoniumsalzer mat Benzolréng
Dës Zort Tensid gëtt haaptsächlech als Bakterizid, Schaumstoff, Befeuchtungsmëttel a Faarfstofffixéierungsmëttel benotzt, ënner anerem. Am Syntheseprozess ass déi wichtegst Method fir aromatesch Réng anzeféieren, Benzylchlorid als Alkyléierungsreagens ze benotzen, fir mat tertiären Aminen ze reagéieren. Benzylchlorid gëtt duerch d'Säitekettenchloréierungsreaktioun vun Toluol hiergestallt. Fir Chloréierung um Benzolrank ze vermeiden, muss dës Reaktioun an engem Emailkessel oder engem glasgefütterten Tuermreaktor duerchgefouert ginn.
Quaternär Ammoniumsalzer mat Heterocyclen
Déi heterocyclesch Réng, déi a quaternären Ammoniumsalzmoleküle enthale sinn, sinn haaptsächlech Morpholinring, Piperazinring, Pyridinring, Chinolinring an Imidazolring, etc.
AZort Salz vu Minièren
Kationesch Tenside vum Aminsalz-Typ ëmfaassen haaptsächlech dräi Haaptkategorien: laangketteg Alkyl-primär Aminsalzer, sekundär Aminsalzer an tertiär Aminsalzer.
4. Applikatioun
Kationesch Tenside hunn gutt Funktiounen wéi Sterilisatioun, Erweichung,antistatesch, an Antikorrosiounseigenschaften, souwéi bestëmmt Emulgéierungs- an Naassmachungseigenschaften. Si gi och dacks als Phasentransferkatalysatoren benotzt. Dës Zort Tensid gëtt awer selten eleng als Detergent benotzt. Well d'Uewerfläch vu ville Substrater a wässerege Léisungen, besonnesch an alkalesche wässerege Léisungen, normalerweis eng negativ Ladung dréit. Wärend der Uwendung wäert sech dat positiv geluedent Tensid op der Substratoberfläche mat den hydrophile Gruppen no bannen an den hydrophobe Gruppen no baussen arrangéieren, wouduerch d'Substratoberfläch hydrophob gëtt, wat net gëeegent ass fir ze wäschen a kann souguer negativ Auswierkungen hunn. Zousätzlech ënnerscheede sech déi wichtegst Uwendungsberäicher vun dëser Zort Tensid vun aneren Tenside, déi benotzt gi fir d'Uewerflächenspannung ze reduzéieren. Amplaz notze se hir strukturell Charakteristike fir aner speziell Uwendungen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 19. Mäerz 2026