Surfaktanty kationowe mają przeciwny ładunek niż surfaktanty anionowe, dlatego często nazywa się je „mydłami odwrotnymi”. Ze względu na strukturę chemiczną posiadają co najmniej jedną długołańcuchową grupę hydrofobową i jedną dodatnio naładowaną grupę hydrofilową. Długołańcuchowe grupy hydrofobowe pochodzą zazwyczaj z kwasów tłuszczowych lub związków ropopochodnych, dlatego aminy tłuszczowe są ważnymi surowcami do produkcji surfaktantów kationowych. Surfaktanty kationowe mają ograniczone właściwości detergencyjne, ale ich właściwości antybakteryjne i powinowactwo do adsorpcji na twardych powierzchniach są bardzo widoczne. W kosmetyce są one powszechnie stosowane jako odżywki do włosów, fungicydy, środki bakteriostatyczne, zmiękczacze i dodatki przeciwpróchnicze itp.
1. Sól aminy tłuszczowej
Aminy tłuszczowe to zasadniczo zasady organiczne. W roztworach obojętnych nie posiadają ładunku, nie wykazując w tym momencie kationowej aktywności powierzchniowej, i stają się lipofilowe, gdy pH przekracza 7. Sole amin trzeciorzędowych otrzymywane przez neutralizację kwasami nieorganicznymi lub organicznymi charakteryzują się wystarczającą rozpuszczalnością i są w pełni uznawane za skuteczne surfaktanty kationowe. Sole organiczne są na ogół lepiej rozpuszczalne w wodzie niż sole nieorganiczne. Są rzadko stosowane w detergentach i środkach czyszczących.
Kationy soli amoniowych nieczwartorzędowych są bardzo wrażliwe na pH, jony wielowartościowe i elektrolity. Aminy etoksylowane, wytwarzane przez etoksylację amin tłuszczowych, to surfaktanty, które po dostosowaniu pH mogą być kompatybilne z surfaktantami kationowymi i charakteryzują się dobrą zdolnością piorącą. Po zneutralizowaniu amin tłuszczowych kwasem salicylowym lubα-kwas chlorobenzoesowy, którego działanie przeciwgrzybicze może zostać wzmocnione. Czwartorzędowe związki amoniowe wśród amin tłuszczowych są najszerzej stosowanym rodzajem kationowych środków powierzchniowo czynnych.
Czwartorzędowe sole amoniowe charakteryzują się dobrą stabilnością w środowisku kwaśnym lub zasadowym (poniżej 100°C).°C). Rozpuszczalność czwartorzędowych soli amoniowych jest związana z długością łańcucha alkilowego; im dłuższy łańcuch, tym niższa rozpuszczalność w wodzie. Monoalkilotrimetylo-czwartorzędowe sole amoniowe C16-C18 są słabo rozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w rozpuszczalnikach polarnych i nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych. Dialkilodimetylo-czwartorzędowe sole amoniowe są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych i nierozpuszczalne w wodzie.
Szczególne funkcje czwartorzędowych soli amoniowych polegają na ich adsorpcji na powierzchniach o ładunku ujemnym oraz działaniu bakteriobójczym i dezynfekującym. Należy pamiętać, że łączenie ich z anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi, tlenkami, nadtlenkami, krzemianami, azotanem srebra, cytrynianem sodu, winianem sodu, boraksem, kaolinem, białkami i niektórymi polimerami najprawdopodobniej osłabi ich działanie bakteriobójcze lub spowoduje zmętnienie.
Rozpuszczalność czwartorzędowych soli alkiloamoniowych jest związana z grupami hydrofilowymi; im więcej grup hydrofilowych, tym lepsza rozpuszczalność w wodzie. 5% ułamek masowy izopropanolu lub 10% ułamek masowy wodnego roztworu ma pH 6-9. Charakteryzują się one dobrą stabilnością chemiczną, odpornością na światło, ciepło, silne kwasy i silne zasady, a także przepuszczalnością, właściwościami antystatycznymi, działaniem bakteriobójczym (najskuteczniejsze są sole C12-C16) i doskonałą inhibicją korozji. Czwartorzędowe sole alkilodimetyloamoniowe posiadają dwie długołańcuchowe grupy alkilowe jako grupy hydrofobowe, wykazując dobrą miękkość, właściwości antystatyczne, pewne właściwości bakteriobójcze, a także dobre właściwości zwilżające i emulgujące. Są mniej drażniące niż czwartorzędowe sole alkilotrimetyloamoniowe, wykazują właściwości kationowe w słabych kwasach i tworzą związki niejonowe w środowisku obojętnym i zasadowym.
2.Sól alkiloimidazolinowa
Alkiloimidazolina to produkt reakcji kwasów tłuszczowych i podstawionych etylenodiamin. Amid etyloaminy powstaje w wyniku ogrzewania (zwykle w temperaturze 220–240°C).℃) jest przekształcany w alkiloimidazolinę.
Alkiloimidazolina jest organiczną monocykliczną aminą trzeciorzędową i średnio silną zasadą. Jest typowym surfaktantem kationowym, który może być silnie adsorbowany na powierzchniach o ładunku ujemnym, takich jak włosy, skóra, zęby, szkło, papier, włókna, metale i materiały zawierające krzem. Sole utworzone z kwasami rozpuszczalnymi w wodzie mają tendencję do tworzenia żeli w wysokich stężeniach. Octany, nikotyniany, fosforany i siarczany są rozpuszczalne w wodzie, a ich sole z długołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi są rozpuszczalne w olejach. Charakteryzuje się dobrą stabilnością podczas przechowywania w warunkach wilgoci, ale po długotrwałym przechowywaniu lub przechowywaniu w niskich temperaturach mogą wytrącać się kryształy, a po ogrzaniu i wymieszaniu może powrócić do stanu jednorodnego. Kontakt z wodą lub wilgocią stopniowo powoduje hydrolizę, zmieniając jej funkcje. Długotrwałe ogrzewanie, nawet gdy temperatura wzrośnie do 165°C.℃, nie wpłynie na jego stabilność, ale kolor ulegnie zmianie. Warto zauważyć, że ponieważ alkiloimidazolina jest zasadą o średniej mocy, działa silnie drażniąco na skórę i oczy, podczas gdy sole alkiloimidazoliny znacznie zmniejszają podrażnienia.
Czas publikacji: 25-02-2026