Сурфактантҳои катионӣ асосан ҳосилаҳои аминҳои органикии дорои нитроген мебошанд. Азбаски атоми нитроген дар молекулаҳои онҳо як ҷуфт электронҳои ягона дорад, он метавонад тавассути пайвандҳои гидроген бо гидроген дар молекулаҳои кислота якҷоя шавад ва боиси он гардад, ки гурӯҳи аминҳо заряди мусбат дошта бошанд. Аз ин рӯ, онҳо танҳо дар муҳити туршӣ фаъолияти хуби сатҳиро нишон медиҳанд; дар муҳити ишқорӣ, онҳо майл ба таҳшиншавӣ ва аз даст додани фаъолияти сатҳии худ доранд. Илова бар сурфактантҳои катионии дорои нитроген, инчунин қисми ками сурфактантҳои катионӣ мавҷуданд, ки дорои унсурҳо ба монанди сулфур, фосфор ва арсен мебошанд.
1. Ҳолати рушд
Моддаҳои сурфактанти катионӣ муддати тӯлонӣ дар саноат васеъ истифода намешуданд ва талабот ба онҳо сол аз сол босуръат меафзояд. Аммо, азбаски истифодаи асосии онҳо дар соҳаҳои махсус, ба монанди фунгисидҳо, нармкунандаҳои нах ва агентҳои антистатикӣ мебошад, истифодаи онҳо дар муқоиса бо моддаҳои сурфактанти анионӣ ва ғайриионӣ нисбатан камтар аст.
Моддаҳои сурфактанти катионӣ одатан дорои хосиятҳои хуб ба монанди эмульсия, тар кардан, шустан, стерилизатсия, нарм кардан, антистатикӣ ва зидди зангзанӣ мебошанд. Аз сабаби хосиятҳо ва татбиқи махсуси худ, онҳо дорои потенсиали хуби рушд мебошанд. Бо васеъ шудани доираи татбиқи саноатӣ ва шаҳрвандӣ, навъҳо ва талабот ба онҳо афзоиш хоҳанд ёфт.
2. Тасниф
Аксари сурфактантҳои катионӣ, ки арзиши тиҷоратӣ доранд, ҳосилаҳои пайвастагиҳои нитрогени органикӣ мебошанд, ки дар онҳо заряди мусбат аз ҷониби атомҳои нитроген интиқол дода мешавад. Инчунин баъзе намудҳои нави сурфактантҳои катионӣ мавҷуданд, ки дар онҳо заряди мусбат аз ҷониби атомҳо ба монанди фосфор, сулфур, йод ва арсен интиқол дода мешавад. Мувофиқи сохтори химиявии сурфактантҳои катионӣ, онҳоро асосан ба чор категория тақсим кардан мумкин аст: намуди намаки аминӣ, намуди намаки чоряки аммоний ва намуди гетеросиклӣ.
Сурфактантҳои катионии навъи амин намак истилоҳи умумӣ барои сурфактантҳои аввалияи амин, намаки дуюмдараҷаи амин ва сурфактантҳои сеюмдараҷаи намаки амин мебошанд. Хусусиятҳои онҳо хеле монанданд ва бисёр маҳсулот омехтаи аминҳои аввалия ва аминҳои дуюмдараҷа мебошанд. Ин намуди сурфактант асосан намакҳое мебошанд, ки аз аминҳои равғанӣ ва кислотаҳои ғайриорганикӣ ба вуҷуд омадаанд ва танҳо дар маҳлулҳои кислотаӣ ҳал мешаванд. Дар шароити ишқорӣ, намакҳои амин ба осонӣ бо ишқорҳо реаксия карда, аминҳои озодро ташкил медиҳанд, ки ин ҳалшавандагии онҳоро коҳиш медиҳад ва бо ин васила доираи татбиқи онҳоро то андозае маҳдуд мекунад.
Сурфактантҳои катионии навъи чоряки намаки аммоний муҳимтарин намуди сурфактантҳои катионӣ мебошанд, ки хосиятҳо ва усулҳои тайёр карданашон аз сурфактантҳои навъи намаки амин фарқ мекунанд. Чунин сурфактантҳо метавонанд ҳам дар маҳлулҳои туршӣ ва ҳам дар ишқорӣ ҳал шаванд, як қатор хосиятҳои аъло дошта бошанд ва бо дигар намудҳои сурфактантҳо мутобиқати хуб дошта бошанд. Аз ин рӯ, онҳо доираи нисбатан васеъи татбиқ доранд.
Hнавъи этеросиклӣ
Ҳалқаҳои гетеросиклӣ, ки дар молекулаҳои сурфактанти катионӣ мавҷуданд, асосан ҳалқаҳои дорои нитроген мебошанд, ба монанди ҳалқаи морфолин, ҳалқаи пиридин, ҳалқаи имидазол, ҳалқаи пиперазин ва ҳалқаи хинолин.
3. Синтез
Реаксияи асосӣ барои синтези сурфактантҳои катионӣ реаксияи N-алкилкунӣ мебошад. Дар байни онҳо, реаксияе, ки дар он аминҳои сеюмдараҷа бо агентҳои алкилкунӣ реаксия карда, намакҳои чоряки аммонийро ташкил медиҳанд, инчунин реаксияи кватернизатсия номида мешавад.
Намаки чоряки аммонийи алкилӣ
Намакҳои чоряки аммонийи алкилӣ яке аз навъҳои муҳими сурфактантҳои катионии навъи намаки чоряки аммоний мебошанд ва ба таври васеъ ҳамчун фунгисидҳо, нармкунандаҳои нах, агентҳои флотатсияи минералӣ, эмульгаторҳо ва ғайра истифода мешаванд. Хусусияти сохтории онҳо дар он аст, ки атоми нитроген бо чор гурӯҳи алкилӣ пайваст аст, яъне ҳар чор атоми гидрогении иони аммоний бо гурӯҳҳои алкилӣ иваз карда мешаванд. Одатан, танҳо як ё дутои ин гурӯҳҳои алкилӣ гурӯҳҳои алкилии гидрокарбонҳои занҷири дароз мебошанд ва гурӯҳҳои боқимондаи алкилӣ як ё ду атоми карбон доранд. Мувофиқи хусусиятҳои сохтории худ, асосан се усули синтези намакҳои чоряки аммонийи алкилӣ мавҷуданд: бо роҳи реаксияи галогенидҳои алкилии баландтар бо аминҳои сеюмдараҷаи поёнӣ, бо роҳи реаксияи аминҳои алкилии баландтар бо галогенидҳои алкилии поёнӣ ва бо усули формальдегид-кислотаи формикӣ.
Намакҳои чоряки аммоний, ки гетероатомҳо доранд
Намакҳои чоряки аммоний, ки гетероатомҳо доранд, дар ин ҷо одатан ба намакҳои чоряки аммоний ишора мекунанд, ки дар занҷирҳои гидрофобии гидрокарбонҳои худ гетероатомҳо ба монанди O, N ва S доранд, яъне сурфактантҳое, ки дар гурӯҳҳои липофилии худ пайвандҳои амидӣ, пайвандҳои эфирӣ, пайвандҳои эфирӣ ё пайвандҳои тиоэтерӣ доранд. Азбаски гурӯҳи катионии чоряки аммонийи гидрофилӣ ва гурӯҳи гидрофобии алкилӣ тавассути гурӯҳҳо ба монанди амид, эфир, эфир ё тиоэтер пайваст мешаванд, на мустақиман пайваст мешаванд, баъзе одамон чунин намакҳои чоряки аммонийро инчунин ҳамчун сурфактантҳои катионии бавосита пайвастшуда меноманд.
Намакҳои чоряки аммоний, ки ҳалқаҳои бензол доранд
Ин намуди сурфактант асосан ҳамчун бактерисид, агенти кафккунанда, агенти таркунанда ва агенти мустаҳкамкунандаи ранг ва ғайра истифода мешавад. Дар раванди синтез, усули асосии ворид кардани ҳалқаҳои ароматикӣ истифодаи хлориди бензил ҳамчун реагенти алкилкунанда барои реаксия бо аминҳои сеюмдараҷа мебошад. Хлориди бензил бо роҳи реаксияи хлоркунии занҷири паҳлӯии толуол омода карда мешавад. Барои пешгирӣ аз хлоркунӣ дар ҳалқаи бензол, ин реаксия бояд дар чойники сирдор ё реактори бурҷи бо шиша пӯшонидашуда анҷом дода шавад.
Намакҳои чоряки аммоний, ки гетеросиклҳо доранд
Ҳалқаҳои гетеросиклӣ, ки дар молекулаҳои намаки чоряки аммоний мавҷуданд, асосан ҳалқаи морфолин, ҳалқаи пиперазин, ҳалқаи пиридин, ҳалқаи хинолин ва ҳалқаи имидазол ва ғайра мебошанд.
Aнавъи намаки конӣ
Сурфактантҳои катионии навъи намаки амин асосан се категорияи асосиро дар бар мегиранд: намакҳои аминҳои аввалияи алкил бо занҷири дароз, намакҳои аминҳои дуюмдараҷа ва намакҳои аминҳои сеюмдараҷа.
4. Татбиқ
Сурфактантҳои катионӣ вазифаҳои хубе ба монанди стерилизатсия, нармкунӣ ва ғайра доранд.антистатикӣ, ва хосиятҳои зидди зангзанӣ, инчунин баъзе хосиятҳои эмульгатсионӣ ва таркунанда. Онҳо инчунин аксар вақт ҳамчун катализаторҳои интиқоли фаза истифода мешаванд. Аммо, ин намуди сурфактант хеле кам ҳамчун шустушӯй алоҳида истифода мешавад. Зеро сатҳи бисёр субстратҳо дар маҳлулҳои обӣ, махсусан дар маҳлулҳои обии ишқорӣ, одатан заряди манфӣ дорад. Ҳангоми истифода, сурфактанти мусбати заряднок дар сатҳи субстрат бо гурӯҳҳои гидрофилӣ дар дохил ва гурӯҳҳои гидрофобӣ дар берун ҷойгир мешавад, ки сатҳи субстратро гидрофобӣ мегардонад, ки барои шустан мусоид нест ва ҳатто метавонад таъсири манфӣ дошта бошад. Илова бар ин, соҳаҳои асосии татбиқи ин намуди сурфактант аз дигар сурфактантҳо, ки барои кам кардани шиддати сатҳӣ истифода мешаванд, фарқ мекунанд. Ба ҷои ин, онҳо хусусиятҳои сохтории худро барои дигар барномаҳои махсус истифода мебаранд.
Вақти нашр: 19 марти соли 2026