Kationik sirt faol moddalar asosan azot o'z ichiga olgan organik amin hosilalaridir. Ularning molekulalaridagi azot atomi faqat elektron juftligini o'z ichiga olganligi sababli, u kislota molekulalaridagi vodorod bilan vodorod bog'lanishlari orqali birikishi mumkin, bu esa amino guruhining musbat zaryadga ega bo'lishiga olib keladi. Shuning uchun ular faqat kislotali muhitda yaxshi sirt faolligini namoyon qiladi; ishqoriy muhitda ular cho'kishga moyil bo'ladi va sirt faolligini yo'qotadi. Azot o'z ichiga olgan kationik sirt faol moddalardan tashqari, oltingugurt, fosfor va mishyak kabi elementlarni o'z ichiga olgan kationik sirt faol moddalarning oz qismi ham mavjud.
1. Rivojlanish holati
Kationik sirt faol moddalar uzoq vaqtdan beri sanoatda keng qo'llanilmadi va ularga bo'lgan talab yildan-yilga tez sur'atlar bilan o'sib bormoqda. Biroq, ularning asosiy qo'llanilishi fungitsidlar, tola yumshatgichlari va antistatik vositalar kabi maxsus maqsadlarda qo'llanilganligi sababli, ularning qo'llanilishi anion va noionik sirt faol moddalarga nisbatan nisbatan kamroq.
Kationik sirt faol moddalar odatda emulsifikatsiya, namlash, yuvish, sterilizatsiya, yumshatish, antistatik va korroziyaga qarshi kabi yaxshi xususiyatlarga ega. Ularning maxsus xususiyatlari va qo'llanilishi tufayli ular yaxshi rivojlanish salohiyatiga ega. Sanoat va fuqarolik qo'llanilish doirasi kengayib borishi bilan ularning turlari va talabi ortib boraveradi.
2. Tasniflash
Tijorat qiymatiga ega bo'lgan kationik sirt faol moddalarning aksariyati organik azot birikmalarining hosilalari bo'lib, ularda musbat zaryad azot atomlari tomonidan tashiladi. Shuningdek, musbat zaryad fosfor, oltingugurt, yod va mishyak kabi atomlar tomonidan tashiladigan ba'zi yangi kationik sirt faol moddalar turlari ham mavjud. Kationik sirt faol moddalarning kimyoviy tuzilishiga ko'ra, ularni asosan to'rt toifaga bo'lish mumkin: amin tuzi turi, to'rtlamchi ammoniy tuzi turi va heterosiklik turi.
Amin tuzi tipidagi kationik sirt faol moddalar birlamchi amin tuzi, ikkilamchi amin tuzi va uchlamchi amin tuzi sirt faol moddalarining umumiy atamasi hisoblanadi. Ularning xususiyatlari juda o'xshash va ko'plab mahsulotlar birlamchi aminlar va ikkilamchi aminlarning aralashmasidir. Bu turdagi sirt faol moddalar asosan yog'li aminlar va noorganik kislotalar tomonidan hosil bo'lgan tuzlardan iborat bo'lib, faqat kislotali eritmalarda eriydi. Ishqoriy sharoitda amin tuzlari ishqoriylar bilan osongina reaksiyaga kirishib, erkin aminlarni hosil qiladi, bu ularning eruvchanligini pasaytiradi va shu bilan ularning qo'llanilish doirasini ma'lum darajada cheklaydi.
To'rtlamchi ammoniy tuzi tipidagi kationik sirt faol moddalar kationik sirt faol moddalarning eng muhim turi bo'lib, ularning xususiyatlari va tayyorlash usullari amin tuzi tipidagi sirt faol moddalarnikidan farq qiladi. Bunday sirt faol moddalar ham kislotali, ham ishqoriy eritmalarda eriydi, bir qator ajoyib xususiyatlarga ega va boshqa turdagi sirt faol moddalar bilan yaxshi mos keladi. Shuning uchun ular nisbatan keng qo'llaniladi.
Heterotsiklik turi
Kationik sirt faol moddalar molekulalarida mavjud bo'lgan heterosiklik halqalar asosan morfolin halqasi, piridin halqasi, imidazol halqasi, piperazin halqasi va xinolin halqasi kabi azot o'z ichiga olgan halqalardir.
3. Sintez
Kationik sirt faol moddalarni sintez qilishning asosiy reaksiyasi N-alkillash reaksiyasidir. Ular orasida uchinchi darajali aminlar alkillash agentlari bilan reaksiyaga kirishib, to'rtlamchi ammoniy tuzlarini hosil qiladigan reaksiya ham to'rtlamchilash reaksiyasi deb ataladi.
Alkil kvarternar ammoniy tuzi
Alkil kvarternli ammoniy tuzlari kvarternli ammoniy tuzi tipidagi kationik sirt faol moddalarning muhim turlaridan biri bo'lib, fungitsidlar, tola yumshatgichlar, mineral flotatsiya agentlari, emulsifikatorlar va boshqalar sifatida keng qo'llanilgan. Ularning strukturaviy xususiyati shundaki, azot atomi to'rtta alkil guruhi bilan bog'langan, ya'ni ammoniy ionining barcha to'rtta vodorod atomlari alkil guruhlari bilan almashtiriladi. Odatda, bu alkil guruhlaridan faqat bittasi yoki ikkitasi uzun zanjirli uglevodorod alkil guruhlari bo'lib, qolgan alkil guruhlari bir yoki ikkita uglerod atomiga ega. Ularning strukturaviy xususiyatlariga ko'ra, alkil kvarternli ammoniy tuzlari uchun asosan uchta sintez usuli mavjud: yuqori alkil galogenidlarining quyi uchlamchi aminlar bilan reaksiyasi orqali tayyorlangan, yuqori alkil aminlarning quyi alkil galogenidlari bilan reaksiyasi orqali tayyorlangan va formaldegid-formik kislota usuli bilan tayyorlangan.
Geteratomlarni o'z ichiga olgan to'rtlamchi ammoniy tuzlari
Bu yerda geteroatomlarni o'z ichiga olgan to'rtlamchi ammoniy tuzlari odatda gidrofob uglevodorod zanjirlarida O, N va S kabi geteroatomlarni o'z ichiga olgan to'rtlamchi ammoniy tuzlarini, ya'ni lipofil guruhlarida amid bog'lanishlari, efir bog'lanishlari, efir bog'lanishlari yoki tioeter bog'lanishlarini o'z ichiga olgan sirt faol moddalarni anglatadi. Gidrofil to'rtlamchi ammoniy kation guruhi va alkil gidrofob guruhi to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish o'rniga amid, efir, efir yoki tioeter kabi guruhlar orqali bog'langanligi sababli, ba'zi odamlar bunday to'rtlamchi ammoniy tuzlarini bilvosita bog'langan kationik sirt faol moddalar deb ham atashadi.
Benzol halqalarini o'z ichiga olgan to'rtlamchi ammoniy tuzlari
Bu turdagi sirt faol moddalar asosan bakteritsid, ko'piklovchi vosita, namlovchi vosita va bo'yoqni fiksatsiya qiluvchi vosita sifatida ishlatiladi. Sintez jarayonida aromatik halqalarni kiritishning asosiy usuli benzil xloridni uchlamchi aminlar bilan reaksiyaga kirishish uchun alkillovchi reagent sifatida ishlatishdir. Benzil xlorid toluolning yon zanjirli xlorlash reaksiyasi orqali tayyorlanadi. Benzol halqasida xlorlanishning oldini olish uchun bu reaksiya emalli choynakda yoki shisha bilan qoplangan minorali reaktorda o'tkazilishi kerak.
Geterotsikllarni o'z ichiga olgan to'rtlamchi ammoniy tuzlari
Kvaterner ammoniy tuzi molekulalarida mavjud bo'lgan heterosiklik halqalar asosan morfolin halqasi, piperazin halqasi, piridin halqasi, kinolin halqasi va imidazol halqasi va boshqalardan iborat.
Akon tuzi turi
Amin tuzi tipidagi kationik sirt faol moddalar asosan uchta asosiy toifani o'z ichiga oladi: uzun zanjirli alkil birlamchi amin tuzlari, ikkilamchi amin tuzlari va uchlamchi amin tuzlari.
4. Qo'llash
Kationik sirt faol moddalar sterilizatsiya, yumshatish kabi yaxshi funktsiyalarga ega.antistatik, va korroziyaga qarshi xususiyatlarga, shuningdek, ma'lum emulsifikatsiya va namlash xususiyatlariga ega. Ular ko'pincha fazaviy o'tkazuvchanlik katalizatorlari sifatida ham qo'llaniladi. Biroq, bu turdagi sirt faol moddalar kamdan-kam hollarda yuvish vositasi sifatida alohida ishlatiladi. Chunki suvli eritmalardagi, ayniqsa ishqoriy suvli eritmalardagi ko'plab substratlarning yuzasi odatda manfiy zaryadga ega bo'ladi. Qo'llash paytida musbat zaryadlangan sirt faol moddalar substrat yuzasida gidrofil guruhlar ichkariga, gidrofob guruhlar esa tashqariga qarab joylashadi, bu esa substrat yuzasini gidrofob qiladi, bu esa yuvishga yordam bermaydi va hatto salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bundan tashqari, bu turdagi sirt faol moddalarning asosiy qo'llanilish sohalari sirt tarangligini kamaytirish uchun ishlatiladigan boshqa sirt faol moddalardan farq qiladi. Buning o'rniga, ular o'zlarining strukturaviy xususiyatlaridan boshqa maxsus qo'llanmalar uchun foydalanadilar.
Nashr vaqti: 2026-yil 19-mart