क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू मुख्यतया नाइट्रोजन युक्त जैविक एमाइन डेरिभेटिभहरू हुन्। तिनीहरूको अणुहरूमा रहेको नाइट्रोजन परमाणुमा इलेक्ट्रोनहरूको एक्लो जोडी हुने भएकोले, यो हाइड्रोजन बन्धन मार्फत एसिड अणुहरूमा रहेको हाइड्रोजनसँग मिल्न सक्छ, जसले गर्दा एमिनो समूहले सकारात्मक चार्ज बोक्छ। त्यसकारण, तिनीहरूले अम्लीय मिडियामा मात्र राम्रो सतह गतिविधि प्रदर्शन गर्छन्; क्षारीय मिडियामा, तिनीहरू अवक्षेपण गर्छन् र आफ्नो सतह गतिविधि गुमाउँछन्। नाइट्रोजन युक्त क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको अतिरिक्त, सल्फर, फस्फोरस र आर्सेनिक जस्ता तत्वहरू भएको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको सानो भाग पनि हुन्छ।
१. विकास स्थिति
लामो समयदेखि उद्योगमा क्यासनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छैन, र तिनीहरूको माग वर्ष-दर-वर्ष द्रुत गतिमा बढ्दै गएको छ। यद्यपि, तिनीहरूको मुख्य प्रयोगहरू फङ्गिसाइडहरू, फाइबर सफ्टनरहरू, र एन्टिस्टेटिक एजेन्टहरू जस्ता विशेष प्रयोगहरूमा हुने भएकाले, तिनीहरूको प्रयोग एनियोनिक र गैर-आयनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको तुलनामा तुलनात्मक रूपमा कम छ।
क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा सामान्यतया इमल्सिफिकेशन, भिजाउने, धुने, बाँझीकरण, नरम पार्ने, एन्टिस्टेटिक, र एन्टी-कोरोसन जस्ता राम्रा गुणहरू हुन्छन्। तिनीहरूको विशेष गुण र प्रयोगहरूको कारण, तिनीहरूमा राम्रो विकास क्षमता छ। औद्योगिक र नागरिक प्रयोगहरूको दायरा विस्तार हुँदै जाँदा, तिनीहरूको विविधता र माग बढ्दै जानेछ।
२.वर्गीकरण
व्यावसायिक मूल्य भएका अधिकांश क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू जैविक नाइट्रोजन यौगिकहरूका व्युत्पन्न हुन्, जहाँ सकारात्मक चार्ज नाइट्रोजन परमाणुहरूद्वारा बोकिन्छ। केही नयाँ प्रकारका क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू पनि छन् जहाँ सकारात्मक चार्ज फस्फोरस, सल्फर, आयोडिन र आर्सेनिक जस्ता परमाणुहरूद्वारा बोकिन्छ। क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको रासायनिक संरचना अनुसार, तिनीहरूलाई मुख्यतया चार वर्गमा विभाजन गर्न सकिन्छ: एमाइन नुन प्रकार, क्वाटरनरी अमोनियम नुन प्रकार, र हेटेरोसाइक्लिक प्रकार।
एमाइन नुन-प्रकारको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू प्राथमिक एमाइन नुन, माध्यमिक एमाइन नुन, र तृतीयक एमाइन नुन सर्फ्याक्टेन्टहरूको लागि सामान्य शब्द हो। तिनीहरूको गुणहरू अत्यन्तै समान छन्, र धेरै उत्पादनहरू प्राथमिक एमाइनहरू र माध्यमिक एमाइनहरूको मिश्रण हुन्। यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्ट मुख्यतया फ्याटी एमाइनहरू र अजैविक एसिडहरूद्वारा बनाइएका लवणहरू हुन्, र अम्लीय घोलहरूमा मात्र घुलनशील हुन्छन्। क्षारीय अवस्थाहरूमा, एमाइन लवणहरूले सजिलैसँग क्षारीहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर मुक्त एमाइनहरू बनाउँछन्, जसले तिनीहरूको घुलनशीलता घटाउँछ, जसले गर्दा तिनीहरूको प्रयोगको दायरा निश्चित हदसम्म सीमित हुन्छ।
क्वाटरनरी अमोनियम नुन-प्रकारको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्रकारका क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू हुन्, जसका गुणहरू र तयारी विधिहरू एमाइन नुन-प्रकारका भन्दा फरक हुन्छन्। यस्ता सर्फ्याक्टेन्टहरू अम्लीय र क्षारीय दुवै घोलमा घुलनशील हुन सक्छन्, उत्कृष्ट गुणहरूको श्रृंखला हुन्छ, र अन्य प्रकारका सर्फ्याक्टेन्टहरूसँग राम्रो अनुकूलता हुन्छ। त्यसकारण, तिनीहरूसँग अनुप्रयोगहरूको अपेक्षाकृत विस्तृत दायरा छ।
Hइटेरोसाइक्लिक प्रकार
क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्ट अणुहरूमा रहेका हेटेरोसाइक्लिक रिंगहरू मुख्यतया नाइट्रोजन युक्त हुन्छन् जस्तै मोर्फोलिन रिंग, पाइरिडाइन रिंग, इमिडाजोल रिंग, पाइपेराजाइन रिंग र क्विनोलिन रिंग।
३. संश्लेषण
क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको संश्लेषणको लागि मुख्य प्रतिक्रिया N-अल्किलेसन प्रतिक्रिया हो। ती मध्ये, तृतीयक एमाइनहरूले क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू बनाउन अल्किलेटिंग एजेन्टहरूसँग प्रतिक्रिया गर्ने प्रतिक्रियालाई क्वाटरनाइजेशन प्रतिक्रिया पनि भनिन्छ।
अल्काइल क्वाटरनरी अमोनियम नुन
अल्काइल क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू क्वाटरनरी अमोनियम नुन-प्रकारको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको महत्त्वपूर्ण प्रजातिहरू मध्ये एक हो, र व्यापक रूपमा फङ्गिसाइड, फाइबर सफ्टनर, खनिज फ्लोटेशन एजेन्ट, इमल्सीफायर, आदिको रूपमा प्रयोग गरिएको छ। तिनीहरूको संरचनात्मक विशेषता भनेको नाइट्रोजन परमाणु चार अल्काइल समूहहरूसँग जोडिएको छ, अर्थात्, अमोनियम आयनका सबै चार हाइड्रोजन परमाणुहरू अल्काइल समूहहरूद्वारा प्रतिस्थापन गरिन्छ। सामान्यतया, यी अल्काइल समूहहरू मध्ये एक वा दुई मात्र लामो-श्रृंखला हाइड्रोकार्बन अल्काइल समूहहरू हुन्छन्, र बाँकी अल्काइल समूहहरूमा एक वा दुई कार्बन परमाणुहरू हुन्छन्। तिनीहरूको संरचनात्मक विशेषताहरू अनुसार, अल्काइल क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरूको लागि मुख्यतया तीन संश्लेषण विधिहरू छन्: उच्च अल्काइल हलाइडहरू तल्लो तृतीयक अमाइनहरूसँगको प्रतिक्रियाद्वारा तयार गरिन्छ, उच्च अल्काइल अमाइनहरू तल्लो अल्काइल हलाइडहरूसँगको प्रतिक्रियाद्वारा तयार गरिन्छ, र फॉर्मल्डिहाइड-फॉर्मिक एसिड विधिद्वारा तयार गरिन्छ।
हेटेरोएटमहरू भएको क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू
यहाँ हेटेरोएटमहरू भएको तथाकथित क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरूले सामान्यतया क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरूलाई जनाउँछ जसमा तिनीहरूको हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन चेनमा O, N, र S जस्ता हेटेरोएटमहरू हुन्छन्, अर्थात्, तिनीहरूको लिपोफिलिक समूहहरूमा एमाइड बन्ड, ईथर बन्ड, एस्टर बन्ड, वा थियोएथर बन्डहरू भएका सर्फ्याक्टेन्टहरू। हाइड्रोफिलिक क्वाटरनरी अमोनियम क्याशन समूह र एल्काइल हाइड्रोफोबिक समूह प्रत्यक्ष रूपमा जोडिएको हुनुको सट्टा एमाइड, एस्टर, ईथर, वा थियोएथर जस्ता समूहहरू मार्फत जोडिएका हुनाले, केही मानिसहरूले यस्ता क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरूलाई अप्रत्यक्ष रूपमा लिङ्क गरिएको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा पनि बुझाउँछन्।
बेन्जिन रिंगहरू भएको क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू
यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्ट मुख्यतया ब्याक्टेरिसाइड, फोमिङ एजेन्ट, भिजाउने एजेन्ट, र डाई फिक्सिङ एजेन्ट, आदिको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। संश्लेषण प्रक्रियामा, सुगन्धित रिंगहरू परिचय गराउने मुख्य विधि भनेको बेन्जिल क्लोराइडलाई तृतीयक एमाइनहरूसँग प्रतिक्रिया गर्न अल्किलेटिंग अभिकर्मकको रूपमा प्रयोग गर्नु हो। बेन्जिल क्लोराइड टोल्युइनको साइड-चेन क्लोरिनेशन प्रतिक्रियाद्वारा तयार गरिन्छ। बेन्जिल रिंगमा क्लोरिनेशनबाट बच्नको लागि, यो प्रतिक्रिया इनामेल केटल वा गिलास-लाइन गरिएको टावर रिएक्टरमा गर्न आवश्यक छ।
हेटेरोसाइकलहरू भएको क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू
क्वाटरनरी अमोनियम नुन अणुहरूमा रहेका हेटेरोसाइक्लिक रिंगहरू मुख्यतया मोर्फोलिन रिंग, पाइपराजाइन रिंग, पाइरिडाइन रिंग, क्विनोलिन रिंग र इमिडाजोल रिंग, आदि हुन्।
Aखानी नुनको प्रकार
एमाइन नुन-प्रकारको क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा मुख्यतया तीन प्रमुख वर्गहरू समावेश छन्: लामो-श्रृंखला अल्काइल प्राथमिक एमाइन लवण, माध्यमिक एमाइन लवण, र तृतीयक एमाइन लवण।
४. आवेदन
क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा बाँझीकरण, नरम पार्ने जस्ता राम्रो कार्यहरू हुन्छन्,एन्टिस्टेटिक, र एन्टी-क्रोसन गुणहरू, साथै केही इमल्सिफाइङ र भिजाउने गुणहरू। तिनीहरू प्रायः चरण स्थानान्तरण उत्प्रेरकको रूपमा पनि प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्ट विरलै डिटर्जेन्टको रूपमा एक्लै प्रयोग गरिन्छ। किनभने जलीय घोलहरूमा धेरै सब्सट्रेटहरूको सतह, विशेष गरी क्षारीय जलीय घोलहरूमा, सामान्यतया नकारात्मक चार्ज बोक्छ। प्रयोगको क्रममा, सकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको सर्फ्याक्टेन्टले सब्सट्रेट सतहमा हाइड्रोफिलिक समूहहरू भित्र र हाइड्रोफोबिक समूहहरू बाहिर व्यवस्थित गर्नेछ, जसले सब्सट्रेट सतहलाई हाइड्रोफोबिक बनाउँछ, जुन धुने अनुकूल छैन र नकारात्मक प्रभाव पनि हुन सक्छ। थप रूपमा, यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्टको मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रहरू अन्य सर्फ्याक्टेन्टहरू भन्दा फरक छन्, जुन सतह तनाव कम गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसको सट्टा, तिनीहरूले अन्य विशेष अनुप्रयोगहरूको लागि आफ्नो संरचनात्मक विशेषताहरू प्रयोग गर्छन्।
पोस्ट समय: मार्च-१९-२०२६