Is-surfactants katjoniċi huma prinċipalment derivattivi ta' amini organiċi li fihom in-nitroġenu. Peress li l-atomu tan-nitroġenu fil-molekuli tagħhom fih par wieħed ta' elettroni, jista' jingħaqad mal-idroġenu fil-molekuli tal-aċidu permezz ta' bonds tal-idroġenu, u b'hekk il-grupp amino jġorr ċarġ pożittiv. Għalhekk, juru attività tal-wiċċ tajba biss f'mezzi aċidużi; f'mezzi alkalini, għandhom it-tendenza li jippreċipitaw u jitilfu l-attività tal-wiċċ tagħhom. Minbarra s-surfactants katjoniċi li fihom in-nitroġenu, hemm ukoll porzjon żgħir ta' surfactants katjoniċi li fihom elementi bħal kubrit, fosfru u arseniku.
1. Status ta' żvilupp
Is-surfactants katjoniċi ilhom ma jintużaw ħafna fl-industrija, u d-domanda għalihom ilha tikber b'rata mgħaġġla minn sena għal sena. Madankollu, minħabba li l-applikazzjonijiet ewlenin tagħhom huma f'użi speċjali bħal funġiċidi, sustanzi li jrattbu l-fibri, u aġenti antistatiċi, l-użu tagħhom huwa relattivament inqas meta mqabbel mas-surfactants anjoniċi u mhux joniċi.
Is-surfactants katjoniċi ġeneralment għandhom proprjetajiet tajbin bħal emulsifikazzjoni, tixrib, ħasil, sterilizzazzjoni, trattib, antistatiku, u kontra l-korrużjoni. Minħabba l-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet speċjali tagħhom, għandhom potenzjal tajjeb ta' żvilupp. Hekk kif l-ambitu tal-applikazzjonijiet industrijali u ċivili jkompli jespandi, il-varjetajiet u d-domanda tagħhom se jkomplu jiżdiedu.
2. Klassifikazzjoni
Il-biċċa l-kbira tas-surfactants katjoniċi b'valur kummerċjali huma derivattivi ta' komposti organiċi tan-nitroġenu, fejn iċ-ċarġ pożittiv jinġarr minn atomi tan-nitroġenu. Hemm ukoll xi tipi ġodda ta' surfactants katjoniċi fejn iċ-ċarġ pożittiv jinġarr minn atomi bħal fosfru, kubrit, jodju, u arseniku. Skont l-istruttura kimika tas-surfactants katjoniċi, jistgħu jinqasmu prinċipalment f'erba' kategoriji: tip ta' melħ tal-amina, tip ta' melħ tal-ammonju kwaternarju, u tip eteroċikliku.
Surfactants katjoniċi tat-tip melħ tal-amina huma terminu ġenerali għal surfactants tal-melħ tal-amina primarja, melħ tal-amina sekondarja, u melħ tal-amina terzjarja. Il-proprjetajiet tagħhom huma estremament simili, u ħafna prodotti huma taħlitiet ta' amini primarji u amini sekondarji. Dan it-tip ta' surfactant huwa prinċipalment melħ iffurmat minn amini grassi u aċidi inorganiċi, u jinħall biss f'soluzzjonijiet aċidużi. Taħt kundizzjonijiet alkalini, l-imluħa tal-amina jirreaġixxu faċilment mal-alkali biex jiffurmaw amini ħielsa, li jnaqqas is-solubilità tagħhom, u b'hekk jillimita l-ambitu tal-applikazzjoni tagħhom sa ċertu punt.
Tip ta' melħ tal-ammonju kwaternarju
Surfactants katjoniċi tat-tip melħ tal-ammonju kwaternarju huma l-aktar tip importanti ta' surfactants katjoniċi, bi proprjetajiet u metodi ta' preparazzjoni differenti minn dawk tat-tip melħ tal-amina. Surfactants bħal dawn jistgħu jinħallu kemm f'soluzzjonijiet aċidużi kif ukoll alkalini, għandhom serje ta' proprjetajiet eċċellenti, u għandhom kompatibilità tajba ma' tipi oħra ta' surfactants. Għalhekk, għandhom firxa relattivament wiesgħa ta' applikazzjonijiet.
Htip eteroċikliku
Iċ-ċrieki eteroċikliċi li jinsabu fil-molekuli tas-surfactant katjoniċi huma prinċipalment dawk li fihom in-nitroġenu bħal ċirku tal-morfolina, ċirku tal-piridina, ċirku tal-imidazole, ċirku tal-piperazina u ċirku tal-kinolina.
3. Sintesi
Ir-reazzjoni ewlenija għas-sinteżi tas-surfactants katjoniċi hija r-reazzjoni ta' N-alkilazzjoni. Fost dawn, ir-reazzjoni li fiha l-amini terzjarji jirreaġixxu ma' aġenti alkilanti biex jiffurmaw melħ tal-ammonju kwaternarju tissejjaħ ukoll reazzjoni ta' kwaternizzazzjoni.
Melħ tal-ammonju kwaternarju alkiliku
L-imluħa tal-ammonju kwaternarju alkil huma waħda mill-varjetajiet importanti ta' surfactants katjoniċi tat-tip melħ tal-ammonju kwaternarju, u ntużaw ħafna bħala funġiċidi, sustanzi li jrattbu l-fibri, aġenti ta' flotazzjoni minerali, emulsifikanti, eċċ. Il-karatteristika strutturali tagħhom hija li l-atomu tan-nitroġenu huwa konness ma' erba' gruppi alkil, jiġifieri, l-erba' atomi tal-idroġenu tal-jone tal-ammonju huma sostitwiti bi gruppi alkil. Normalment, wieħed jew tnejn biss minn dawn il-gruppi alkil huma gruppi alkil idrokarburiċi b'katina twila, u l-gruppi alkil li jifdal għandhom atomu tal-karbonju wieħed jew tnejn. Skont il-karatteristiċi strutturali tagħhom, hemm prinċipalment tliet metodi ta' sinteżi għall-imluħa tal-ammonju kwaternarju alkil: ippreparati bir-reazzjoni ta' alidi alkil ogħla ma' amini terzjarji aktar baxxi, ippreparati bir-reazzjoni ta' amini alkil ogħla ma' alidi alkil aktar baxxi, u ppreparati bil-metodu formaldehyde-aċidu formiku.
Imluħa tal-ammonju kwaternarji li fihom eteroatomi
L-hekk imsejħa melħ tal-ammonju kwaternarju li fihom eteroatomi hawnhekk ġeneralment jirreferu għal melħ tal-ammonju kwaternarju li fihom eteroatomi bħal O, N, u S fil-katini idrokarburiċi idrofobiċi tagħhom, jiġifieri, surfactants li fihom bonds ta' amide, bonds ta' etere, bonds ta' estere, jew bonds ta' thioether fil-gruppi lipofiliċi tagħhom. Peress li l-grupp tal-katjoni tal-ammonju kwaternarju idrofiliku u l-grupp idrofobiku tal-alkil huma konnessi permezz ta' gruppi bħal amide, ester, etere, jew thioether aktar milli jkunu marbuta direttament, xi nies jirreferu wkoll għal dawn il-melħ tal-ammonju kwaternarju bħala surfactants katjoniċi marbuta indirettament.
Imluħa tal-ammonju kwaternarji li fihom ċrieki tal-benżin
Dan it-tip ta' surfactant jintuża prinċipalment bħala batteriċida, aġent tar-ragħwa, aġent li jxarrab, u aġent li jiffissa ż-żebgħa, fost oħrajn. Fil-proċess tas-sintesi, il-metodu ewlieni għall-introduzzjoni ta' ċrieki aromatiċi huwa li jintuża l-klorur tal-benżil bħala reaġent alkilanti biex jirreaġixxi ma' amini terzjarji. Il-klorur tal-benżil jiġi ppreparat bir-reazzjoni ta' klorinazzjoni tal-katina tal-ġenb tat-toluene. Biex tiġi evitata l-klorinazzjoni fuq iċ-ċirku tal-benżin, din ir-reazzjoni hija meħtieġa li titwettaq f'kitla tal-enamel jew f'reattur tat-torri miksi bil-ħġieġ.
Imluħa tal-ammonju kwaternarji li fihom eteroċikli
Iċ-ċrieki eteroċikliċi li jinsabu fil-molekuli tal-melħ tal-ammonju kwaternarju huma prinċipalment ċirku morfolin, ċirku piperazine, ċirku pyridine, ċirku quinoline u ċirku imidazole, eċċ.
Atip ta' melħ tal-minjiera
Is-surfactants katjoniċi tat-tip melħ tal-amina jinkludu prinċipalment tliet kategoriji ewlenin: melħ tal-amina primarja tal-alkil b'katina twila, melħ tal-amina sekondarja, u melħ tal-amina terzjarja.
4. Applikazzjoni
Surfactants katjoniċi għandhom funzjonijiet tajbin bħall-isterilizzazzjoni, it-trattib,antistatiku, u proprjetajiet kontra l-korrużjoni, kif ukoll ċerti proprjetajiet emulsifikanti u li jxarrbu. Spiss jintużaw ukoll bħala katalisti tat-trasferiment tal-fażi. Madankollu, dan it-tip ta' surfactant rarament jintuża waħdu bħala deterġent. Minħabba li l-wiċċ ta' ħafna sottostrati f'soluzzjonijiet akwei, speċjalment f'soluzzjonijiet akwei alkalini, ġeneralment iġorr ċarġ negattiv. Waqt l-applikazzjoni, is-surfactant iċċarġjat b'mod pożittiv se jirranġa fuq il-wiċċ tas-sottostrat bil-gruppi idrofiliċi 'l ġewwa u l-gruppi idrofobiċi 'l barra, u b'hekk il-wiċċ tas-sottostrat isir idrofobiku, li ma jwassalx għall-ħasil u jista' saħansitra jkollu effetti negattivi. Barra minn hekk, l-oqsma ewlenin ta' applikazzjoni ta' dan it-tip ta' surfactant huma differenti minn surfactants oħra, li jintużaw biex inaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ. Minflok, jużaw il-karatteristiċi strutturali tagħhom għal applikazzjonijiet speċjali oħra.
Ħin tal-posta: 19 ta' Marzu 2026