Surfaktantët kationikë janë kryesisht derivate organike të aminave që përmbajnë azot. Meqenëse atomi i azotit në molekulat e tyre përmban një çift të vetëm elektronesh, ai mund të kombinohet me hidrogjenin në molekulat e acidit nëpërmjet lidhjeve hidrogjenore, duke bërë që grupi amino të mbajë një ngarkesë pozitive. Prandaj, ato shfaqin aktivitet të mirë sipërfaqësor vetëm në mjedise acidike; në mjedise alkaline, ato kanë tendencë të precipitojnë dhe të humbasin aktivitetin e tyre sipërfaqësor. Përveç surfaktantëve kationikë që përmbajnë azot, ekziston edhe një pjesë e vogël e surfaktantëve kationikë që përmbajnë elementë të tillë si squfuri, fosfori dhe arseniku.
1. Statusi i zhvillimit
Surfaktantët kationikë nuk janë përdorur gjerësisht në industri për një kohë të gjatë dhe kërkesa për to është rritur me shpejtësi vit pas viti. Megjithatë, për shkak se aplikimet e tyre kryesore janë në përdorime të veçanta, siç janë fungicidet, zbutësit e fibrave dhe agjentët antistatikë, përdorimi i tyre është relativisht më i vogël krahasuar me surfaktantët anionikë dhe jojonikë.
Surfaktantët kationikë në përgjithësi kanë veti të mira si emulsifikimi, lagja, larja, sterilizimi, zbutja, antistatika dhe antikorozioni. Për shkak të vetive dhe zbatimeve të tyre të veçanta, ato kanë potencial të mirë zhvillimi. Ndërsa fushëveprimi i zbatimeve industriale dhe civile vazhdon të zgjerohet, varietetet dhe kërkesa e tyre do të vazhdojnë të rriten.
2. Klasifikimi
Shumica e surfaktantëve kationikë me vlerë komerciale janë derivate të komponimeve organike të azotit, ku ngarkesa pozitive mbartet nga atomet e azotit. Ekzistojnë gjithashtu disa lloje të reja të surfaktantëve kationikë ku ngarkesa pozitive mbartet nga atome të tilla si fosfori, squfuri, jodi dhe arseniku. Sipas strukturës kimike të surfaktantëve kationikë, ato mund të ndahen kryesisht në katër kategori: lloji i kripës së aminës, lloji i kripës së amonit kuaternar dhe lloji heterociklik.
Surfaktantët kationikë të tipit kripë amine janë një term i përgjithshëm për kripën e aminës primare, kripën e aminës sekondare dhe kripën e aminës terciare. Vetitë e tyre janë jashtëzakonisht të ngjashme dhe shumë produkte janë përzierje të aminave primare dhe aminave sekondare. Ky lloj surfaktanti është kryesisht kripëra të formuara nga aminat yndyrore dhe acidet inorganike dhe është i tretshëm vetëm në tretësira acidike. Në kushte alkaline, kripërat e aminës reagojnë lehtësisht me alkalet për të formuar amina të lira, gjë që zvogëlon tretshmërinë e tyre, duke kufizuar kështu fushëveprimin e tyre të aplikimit në një farë mase.
Lloji i kripës së amonit kuaternar
Surfaktantët kationikë të tipit të kripës së amonit kuaternar janë lloji më i rëndësishëm i surfaktantëve kationikë, me veti dhe metoda përgatitjeje të ndryshme nga ato të kripërave të aminës. Surfaktantë të tillë mund të treten në tretësira acidike dhe alkaline, posedojnë një sërë vetish të shkëlqyera dhe kanë përputhshmëri të mirë me llojet e tjera të surfaktantëve. Prandaj, ato kanë një gamë relativisht të gjerë aplikimesh.
Hlloji eterociklik
Unazat heterociklike të përfshira në molekulat e surfaktantit kationik janë kryesisht ato që përmbajnë azot, siç janë unaza morfolinë, unaza piridin, unaza imidazol, unaza piperazinë dhe unaza kinolinë.
3. Sinteza
Reaksioni kryesor për sintetizimin e surfaktantëve kationikë është reaksioni i N-alkilimit. Midis tyre, reaksioni në të cilin aminat terciare reagojnë me agjentë alkilues për të formuar kripëra kuaternare të amonit quhet edhe reaksion i kuaternizimit.
Kripë alkil kuaternare e amonit
Kripërat alkil kuaternare të amoniumit janë një nga llojet e rëndësishme të surfaktantëve kationikë të tipit kripë amoniumi kuaternar dhe janë përdorur gjerësisht si fungicide, zbutës fibrash, agjentë flotacioni mineral, emulsifikues etj. Karakteristika e tyre strukturore është se atomi i azotit është i lidhur me katër grupe alkil, domethënë, të katër atomet e hidrogjenit të jonit të amonit zëvendësohen nga grupe alkil. Zakonisht, vetëm një ose dy nga këto grupe alkil janë grupe alkil hidrokarbure me zinxhir të gjatë, dhe grupet e mbetura alkil kanë një ose dy atome karboni. Sipas karakteristikave të tyre strukturore, ekzistojnë kryesisht tre metoda sinteze për kripërat alkil kuaternare të amoniumit: të përgatitura nga reaksioni i halogjenureve alkil të lartë me amina terciare të ulëta, të përgatitura nga reaksioni i aminave alkil të lartë me halogjenuret alkil të ulëta dhe të përgatitura me metodën formaldehid-acid formik.
Kripërat kuaternare të amonit që përmbajnë heteroatome
Të ashtuquajturat kripëra kuaternare të amoniumit që përmbajnë heteroatome këtu në përgjithësi i referohen kripërave kuaternare të amoniumit që përmbajnë heteroatome të tilla si O, N dhe S në zinxhirët e tyre hidrofobikë të hidrokarbureve, domethënë surfaktantë që përmbajnë lidhje amide, lidhje eterike, lidhje esterike ose lidhje tioeterike në grupet e tyre lipofile. Meqenëse grupi hidrofilik i kationit të amoniumit kuaternar dhe grupi alkil hidrofobik janë të lidhur përmes grupeve të tilla si amid, ester, eter ose tioeter në vend që të jenë të lidhur drejtpërdrejt, disa njerëz i referohen gjithashtu kripërave të tilla kuaternare të amoniumit si surfaktantë kationikë të lidhur indirekt.
Kripërat kuaternare të amonit që përmbajnë unaza benzeni
Ky lloj surfaktanti përdoret kryesisht si baktericid, agjent shkumësues, agjent lagës dhe agjent fiksues ngjyruesi, ndër të tjera. Në procesin e sintezës, metoda kryesore për futjen e unazave aromatike është përdorimi i klorurit të benzilit si reagent alkilues për të reaguar me aminat terciare. Kloruri i benzilit përgatitet nga reaksioni i klorinimit të zinxhirit anësor të toluenit. Për të shmangur klorinimin në unazën e benzenit, ky reaksion kërkohet të kryhet në një kazan smalti ose në një reaktor kullë të veshur me xham.
Kripërat kuaternare të amonit që përmbajnë heterocikle
Unazat heterociklike të përfshira në molekulat e kripës kuaternare të amonit janë kryesisht unaza morfoline, unaza piperazine, unaza piridine, unaza kinoline dhe unaza imidazole, etj.
Alloji i kripës së minierës
Surfaktantët kationikë të tipit kripë amine përfshijnë kryesisht tre kategori kryesore: kripëra amine primare alkil me zinxhir të gjatë, kripëra amine sekondare dhe kripëra amine terciare.
4. Aplikimi
Surfaktantët kationikë kanë funksione të mira si sterilizimi, zbutja,antistatik, dhe vetitë anti-korrozioni, si dhe disa veti emulsifikuese dhe lagështuese. Ato përdoren gjithashtu shpesh si katalizatorë të transferimit të fazës. Megjithatë, ky lloj surfaktanti rrallë përdoret vetëm si detergjent. Sepse sipërfaqja e shumë substrateve në tretësira ujore, veçanërisht në tretësira ujore alkaline, zakonisht mbart një ngarkesë negative. Gjatë aplikimit, surfaktanti i ngarkuar pozitivisht do të vendoset në sipërfaqen e substratit me grupet hidrofile nga brenda dhe grupet hidrofobike nga jashtë, duke e bërë sipërfaqen e substratit hidrofobike, gjë që nuk është e favorshme për larje dhe madje mund të ketë efekte negative. Përveç kësaj, fushat kryesore të aplikimit të këtij lloji të surfaktantit janë të ndryshme nga surfaktantët e tjerë, të cilët përdoren për të zvogëluar tensionin sipërfaqësor. Në vend të kësaj, ato përdorin karakteristikat e tyre strukturore për aplikime të tjera të veçanta.
Koha e postimit: 19 Mars 2026