Surfaktan kationik utamina turunan amina organik anu ngandung nitrogén. Kusabab atom nitrogén dina molekulna ngandung pasangan éléktron mandiri, éta tiasa ngahiji sareng hidrogén dina molekul asam ngaliwatan beungkeut hidrogén, nyababkeun gugus amino mawa muatan positif. Ku alatan éta, éta ngan ukur nunjukkeun aktivitas permukaan anu saé dina média asam; dina média basa, éta condong ngendap sareng kaleungitan aktivitas permukaanna. Salian ti surfaktan kationik anu ngandung nitrogén, aya ogé sabagian leutik surfaktan kationik anu ngandung unsur sapertos walirang, fosfor, sareng arsenik.
1. Status pangwangunan
Surfaktan kationik teu acan loba dipaké dina industri salami ieu, sarta paménta maranéhanana geus ningkat gancang ti taun ka taun. Nanging, kusabab aplikasi utama maranéhanana aya dina panggunaan husus sapertos fungisida, pelembut serat, sareng agén antistatik, panggunaanana relatif kirang dibandingkeun sareng surfaktan anionik sareng non-ionik.
Surfaktan kationik umumna gaduh sipat anu saé sapertos émulsifikasi, pangbaseuhan, pangumbahan, sterilisasi, panglembut, antistatik, sareng anti korosi. Kusabab sipat sareng aplikasi khususna, éta gaduh poténsi pamekaran anu saé. Nalika ruang lingkup aplikasi industri sareng sipil terus ngalegaan, rupa-rupa sareng paménta na bakal terus ningkat.
2. Klasifikasi
Kaseueuran surfaktan kationik anu gaduh nilai komérsial mangrupikeun turunan tina sanyawa nitrogén organik, dimana muatan positif dibawa ku atom nitrogén. Aya ogé sababaraha jinis surfaktan kationik énggal dimana muatan positif dibawa ku atom sapertos fosfor, walirang, yodium, sareng arsenik. Numutkeun struktur kimia surfaktan kationik, éta tiasa dibagi kana opat kategori: jinis uyah amina, jinis uyah amonium kuaterner, sareng jinis hétérosiklik.
Surfaktan kationik tipe uyah amina nyaéta istilah umum pikeun uyah amina primér, uyah amina sekundér, sareng surfaktan uyah amina tersiér. Sipat-sipatna ampir sami, sareng seueur produkna mangrupikeun campuran amina primér sareng amina sekundér. Surfaktan jinis ieu utamina nyaéta uyah anu dibentuk ku amina lemak sareng asam anorganik, sareng ngan ukur leyur dina larutan asam. Dina kaayaan basa, uyah amina gampang meta réaksi sareng alkali pikeun ngabentuk amina bébas, anu ngirangan kalarutanana, sahingga ngawatesan ruang lingkup aplikasi na dugi ka tingkat anu tangtu.
Surfaktan kationik tipe uyah amonium kuaterner mangrupikeun jinis surfaktan kationik anu paling penting, kalayan sipat sareng metode persiapan anu béda ti anu tipe uyah amina. Surfaktan sapertos kitu tiasa leyur dina larutan asam sareng basa, ngagaduhan sababaraha sipat anu saé, sareng gaduh kompatibilitas anu saé sareng jinis surfaktan anu sanés. Ku kituna, aranjeunna gaduh rupa-rupa aplikasi anu kawilang lega.
Htipe eterosiklik
Cingcin hétérosiklik anu aya dina molekul surfaktan kationik utamina anu ngandung nitrogén sapertos cingcin morfolin, cingcin piridin, cingcin imidazol, cingcin piperazine sareng cingcin kuinolin.
3. Sintésis
Réaksi utama pikeun nyintésis surfaktan kationik nyaéta réaksi N-alkilasi. Di antarana, réaksi dimana amina tersiér réaksi sareng agén alkilasi pikeun ngabentuk uyah amonium kuaterner disebut ogé réaksi kuaternisasi.
Uyah amonium alkil kuaterner
Uyah amonium kuaterner alkil mangrupikeun salah sahiji jinis surfaktan kationik tipe uyah amonium kuaterner anu penting, sareng parantos seueur dianggo salaku fungisida, pelembut serat, agén flotasi mineral, pengemulsi, jsb. Fitur strukturalna nyaéta atom nitrogén dihubungkeun sareng opat gugus alkil, nyaéta, sadaya opat atom hidrogén tina ion amonium diganti ku gugus alkil. Biasana, ngan hiji atanapi dua tina gugus alkil ieu anu mangrupikeun gugus alkil hidrokarbon ranté panjang, sareng gugus alkil anu sésana gaduh hiji atanapi dua atom karbon. Numutkeun karakteristik strukturalna, aya tilu metode sintésis pikeun uyah amonium kuaterner alkil: disiapkeun ku réaksi alkil halida anu langkung luhur sareng amina tersiér anu langkung handap, disiapkeun ku réaksi alkil amina anu langkung luhur sareng alkil halida anu langkung handap, sareng disiapkeun ku metode formaldehida-asam format.
Uyah amonium kuaterner anu ngandung heteroatom
Anu disebut uyah amonium kuaterner anu ngandung heteroatom di dieu umumna nujul kana uyah amonium kuaterner anu ngandung heteroatom sapertos O, N, sareng S dina ranté hidrokarbon hidrofobikna, nyaéta, surfaktan anu ngandung beungkeut amida, beungkeut éter, beungkeut éster, atanapi beungkeut tioeter dina gugus lipofilikna. Kusabab gugus kation amonium kuaterner hidrofilik sareng gugus hidrofobik alkil dihubungkeun ngalangkungan gugus sapertos amida, éster, éter, atanapi tioeter tinimbang dihubungkeun sacara langsung, sababaraha urang ogé nyebat uyah amonium kuaterner sapertos surfaktan kationik anu dihubungkeun sacara teu langsung.
Uyah amonium kuaterner anu ngandung cincin benzena
Surfaktan jenis ieu utamina dianggo salaku baktérisida, agén pambuih, agén pangbaseuhan, sareng agén pangiket pewarna, diantarana. Dina prosés sintésis, metode utama pikeun ngenalkeun cingcin aromatik nyaéta nganggo benzil klorida salaku réagen alkilasi pikeun ngaréaksikeun sareng amina tersiér. Benzil klorida disiapkeun ku réaksi klorinasi ranté sisi toluéna. Pikeun nyingkahan klorinasi dina cingcin bénzéna, réaksi ieu kedah dilaksanakeun dina ketel enamel atanapi réaktor menara anu dilapis kaca.
Uyah amonium kuaterner anu ngandung hétéroséklis
Cingcin hétérosiklik anu aya dina molekul uyah amonium kuaterner utamina nyaéta cingcin morfolin, cingcin piperazine, cingcin piridin, cingcin kuinolin sareng cingcin imidazol, jsb.
Ajinis uyah tambang
Surfaktan kationik tipe uyah amina utamina ngawengku tilu kategori utama: uyah amina primér alkil ranté panjang, uyah amina sekundér, sareng uyah amina tersier.
4. Aplikasi
Surfaktan kationik mibanda fungsi anu saé sapertos sterilisasi, ngalunaskeun,antistatik, sareng sipat anti korosi, ogé sipat pangemulsi sareng pangbaseuhan anu tangtu. Éta ogé sering dianggo salaku katalis transfer fase. Nanging, jinis surfaktan ieu jarang dianggo nyalira salaku deterjen. Kusabab permukaan seueur substrat dina larutan cai, khususna dina larutan cai basa, biasana mawa muatan négatip. Salila aplikasi, surfaktan anu muatanna positip bakal nyusun dina permukaan substrat kalayan gugus hidrofilik ka jero sareng gugus hidrofobik ka luar, ngajantenkeun permukaan substrat hidrofobik, anu henteu kondusif pikeun dikumbah sareng bahkan tiasa gaduh pangaruh négatip. Salaku tambahan, widang aplikasi utama tina jinis surfaktan ieu béda ti surfaktan sanés, anu dianggo pikeun ngirangan tegangan permukaan. Sabalikna, aranjeunna ngamangpaatkeun ciri strukturalna pikeun aplikasi khusus anu sanés.
Waktos posting: 19-Mar-2026