Sarcina surfactanților cationici este opusă celei a surfactanților anionici, așadar surfactanții cationici sunt adesea numiți „săpunuri inverse”. În ceea ce privește structura lor chimică, aceștia au cel puțin o grupare hidrofobă cu lanț lung și o grupare hidrofilă încărcată pozitiv. Grupările hidrofobe cu lanț lung sunt în general derivate din acizi grași sau substanțe chimice petroliere, așadar aminele grase sunt materii prime importante pentru surfactanții cationici. Surfactanții cationici au o detergență limitată, dar proprietățile lor antibacteriene și afinitatea pentru adsorbția pe suprafețe dure sunt destul de proeminente. În cosmetică, aceștia sunt utilizați în general ca balsamuri de păr, fungicide, bacteriostatice, emolienți și aditivi anticarii etc.
1. Sare de amină grasă
Aminele grase sunt în esență baze organice. Sunt neîncărcate în soluții neutre, lipsindu-le activitatea de suprafață cationică în acest moment și sunt lipofile când pH-ul este mai mare de 7. Sărurile de amine terțiare obținute prin neutralizare cu acizi anorganici sau organici au o solubilitate suficientă și sunt pe deplin recunoscute ca surfactanți cationici eficienți. Sărurile organice sunt în general mai solubile în apă decât sărurile anorganice. Acestea sunt rareori utilizate în formulările de detergenți și agenți de curățare.
Cationii sărurilor de amoniu necuaternare sunt foarte sensibili la pH, ioni multivalenți și electroliți. Aminele etoxilate, produse prin etoxilarea aminelor grase, sunt surfactanți care pot fi compatibili cu surfactanții cationici după ajustarea pH-ului și au o bună detergență. Când aminele grase sunt neutralizate cu acid salicilic sauαAcidul clorobenzoic, funcția lor antifungică poate fi îmbunătățită. Compușii cuaternari de amoniu dintre aminele grase sunt cel mai utilizat tip de surfactanți cationici.
Sărurile cuaternare de amoniu au o bună stabilitate în medii acide sau alcaline (sub 100°C). Solubilitatea sărurilor cuaternare de amoniu este legată de lungimea lanțului alchilic; cu cât lanțul este mai lung, cu atât solubilitatea în apă este mai mică. Sărurile cuaternare de amoniu C16-C18 monoalchil trimetil sunt puțin solubile în apă, solubile în solvenți polari și insolubile în solvenți nepolari. Sărurile cuaternare de amoniu dialchil dimetil sunt solubile în solvenți nepolari și insolubile în apă.
Funcțiile speciale ale sărurilor cuaternare de amoniu rezidă în adsorbția lor pe suprafețe încărcate negativ și în efectele lor bactericide și dezinfectante. Este extrem de important de reținut că amestecarea cu surfactanți anionici, oxizi, peroxizi, silicați, nitrat de argint, citrat de sodiu, tartrat de sodiu, borax, caolin, proteine și anumiți polimeri are cea mai mare probabilitate de a reduce puterea lor bactericidă sau de a provoca turbiditate.
Solubilitatea sărurilor cuaternare de alchil amoniu este legată de grupările hidrofile; cu cât există mai multe grupări hidrofile, cu atât solubilitatea în apă este mai bună. O fracție de masă de 5% de izopropanol sau o soluție apoasă cu fracție de masă de 10% are un pH de 6-9. Acestea au o bună stabilitate chimică, rezistență la lumină, căldură, acizi tari și alcali tari și posedă permeabilitate, proprietăți antistatice, efecte bactericide (C12-C16 fiind cele mai eficiente) și o excelentă inhibare a coroziunii. Sărurile cuaternare de alchil dimetil amoniu au două grupări alchil cu lanț lung ca grupări hidrofobe, prezentând o bună moliciune, proprietăți antistatice, o anumită capacitate bactericidă, precum și efecte bune de umectare și emulsionare. Sunt mai puțin iritante decât sărurile cuaternare de alchil trimetil amoniu, prezintă proprietăți cationice sub acizi slabi și formează compuși neionici în condiții neutre și alcaline.
2. Sare de alchilimidazolină
Alchilimidazolina este un produs format prin reacția acizilor grași și a etilendiaminelor substituite. Amida etilamină produsă prin încălzire (de obicei la 220~240℃) este transformat în alchilimidazolină.
Alchilimidazolina este o amină terțiară monociclică organică și este o bază mediu-puternică. Este un surfactant cationic tipic care poate fi adsorbit ferm pe suprafețe încărcate negativ, cum ar fi părul, pielea, dinții, sticla, hârtia, fibrele, metalele și materialele care conțin siliciu. Sărurile formate cu acizi solubili în apă tind să formeze geluri la concentrații mari. Acetații, nicotinații, fosfații și sulfații sunt solubili în apă, în timp ce sărurile lor de acizi grași cu lanț lung sunt solubile în ulei. Are o bună stabilitate la depozitare în condiții de umiditate, dar cristalele pot precipita după depozitare pe termen lung sau depozitare în medii cu temperatură scăzută și poate reveni la o stare uniformă atunci când este încălzită și agitată. Contactul cu apa sau umiditatea va provoca treptat hidroliza, schimbându-i funcțiile. Încălzirea pe termen lung, chiar și atunci când temperatura crește la 165°F (75°C), poate fi redusă la 165°F (75°C).℃, nu îi va afecta stabilitatea, dar culoarea se va schimba. Este demn de remarcat faptul că, deoarece alchilimidazolina este o bază mediu-puternică, este foarte iritantă pentru piele și ochi, în timp ce sărurile de alchilimidazolină au redus semnificativ iritația.
Data publicării: 25 februarie 2026