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1、1,2019/10/23,1.6 阳离子表面活性剂,表面活性剂化学,非离子型,离子型,2019/10/23,表面活性剂,2,阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。 如图其亲水基一端是阳离子，故称阳离子表面活性剂， 疏水基与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。,2019/10/23,表面活性剂,3,1.6.1 阳离子表面活性剂概述,1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围日益广泛。,杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂,目前阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。,2019/1
2、0/23,表面活性剂,4,R-NH2HCl 伯胺盐,CH3 | R-N-HCl 仲胺盐 | H,CH3 | R-N+-CH3Cl- 季铵盐 | CH3,CH3 | R-N-HCl 叔胺盐 | CH3,主要为含氮的有机衍生物,其它含氮硫磷砷等的有机衍生物,1.6.2 阳离子表面活性剂的分类,2019/10/23,表面活性剂,5,R-NH2HCl 伯胺盐,CH3 | R-N-HCl 仲胺盐 | H,CH3 | R-N-HCl 叔胺盐 | CH3,1.6.2.1 胺盐型,该类产物是弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，因而使它的使用受到限制。,无杀菌能力,纤维柔
3、软剂 匀染剂 浮选剂,2019/10/23,表面活性剂,6,1.6.2.2 季铵盐型,R1 | R2-N+-CH3 X- 季铵盐 | R3,季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。 季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。,叔胺与烷基化试剂反应,2019/10/23,表面活性剂,7,1.6.2.3 杂环型,杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还具有其它原子且呈环状结构的化合物。 这类表面活性剂有： 吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环,缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等,2019/10/23,表面活性剂,8,
4、1.6.2.4 鎓盐型,鎓盐类阳离子表面活性剂是指季铵盐阳离子表面 活性剂中的亲水基团N原子为其它可携带正电荷的元素 如：P、As、S、I 等时的表面活性剂。,杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂,2019/10/23,表面活性剂,9,（1）鏻盐型,具有良好杀菌性能,乳化剂、杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂,CH3 | C12H25- P+-C6H5 Br- | CH3,2019/10/23,表面活性剂,10,（2）锍盐型,对皮肤刺激小 杀菌性能优于季铵盐,氧化锍衍生物,R1 | R2-S+-R3 X-,与阴离子型洗涤剂和肥皂具有较好相容性,2019/10/23,表面活性剂,11,（3）碘鎓盐型,与阴离子型洗涤剂和肥
5、皂具有较好相容性，抗微生物效果好, 对次氯酸盐的漂白作用有较好的稳定性。,环合反应，将碘原子转化为杂环的组成部分,R1-I+-R2 X-,2019/10/23,表面活性剂,12,（4）鉮盐型,优良的杀菌、抑菌性能,R1 | R2-As+-R4 X- | R3,2019/10/23,表面活性剂,13,十二烷基三甲基溴化铵 表活剂 1231-Br 杀菌剂 抗静电剂,十六烷基三甲基溴化铵 表活剂 1631-Br 杀菌剂 织物柔软剂,Br- 溴,1.6.3 典型产品,2019/10/23,表面活性剂,14,加热,加压,十二烷基三甲基氯化铵 DT 乳胶防粘剂,十六烷基三甲基氯化铵 CTAC 纤维柔软剂,
6、Cl- 氯,X-,2019/10/23,表面活性剂,15,新洁尔灭:,性能更为优异的杀菌剂,阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性,十二烷基二甲基苄基溴化铵,但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反,所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合， 则产生沉淀并失去效能。,2019/10/23,表面活性剂,16,1.6.4 阳离子表面活性剂的应用,5. 3. 1 消毒杀菌,5. 3. 2 腈纶匀染剂,5. 3. 3 抗静电剂,5. 3. 4 矿物浮选剂,5. 3. 5 相转移催化剂,5. 3. 6 织物柔软剂,2019/10/23,表面活性剂化学,17,5. 3
7、. 1 消毒杀菌,应用：医药、原油开采。,阳离子表面活性剂最突出的特点,带有苄基的季铵盐型阳离子表面活性剂具有较强的 消毒杀菌作用，如洁尔灭（十二烷基二甲基苄基氯化铵），,常用于外科手术和医疗器械的消毒杀菌；,在石油开采和化工设备中，用于灭杀水中的铁细菌和硫酸盐还原菌，减缓对铁质及不锈钢设备和管路的腐蚀；,2019/10/23,表面活性剂,18,腈纶（聚丙烯腈）分子主链上的少量衣康酸或乙烯磺酸等化学组分会使纤维带上一定量负电荷。,在染色初期加入阳离子表面活性剂，抢先占领染席， 后随温度升高，染料再缓慢地把表面活性剂取代下来， 达到匀染的目的。,通常使用的匀染剂为十八烷基三甲基氯化铵；,5. 3
8、. 2 腈纶匀染剂,2019/10/23,表面活性剂,19,5. 3. 3 抗静电剂,作用原理：,阳离子表面活性剂的非极性基团吸附于高分子材料表面， 极性基朝向空气一侧，形成离子导电层。 在材料表面形成导电层，从而降低其表面电阻率，使已经产生的静电荷迅速泄漏； 赋予材料表面一定的润滑性，降低摩擦系数，从而抑制和减少静电荷的产生； 构建出一条传导路径，使带电粒子能够发生接触。,危害：飞机、印刷、制药、衣服、手术、煤矿、航天、石化等,2019/10/23,表面活性剂,20,5. 3. 4 矿物浮选,特点：和矿物反应迅速，分选效果好。,捕集剂,胺类，如正十四胺，正十六胺：有色金属氧化物、石英矿、 长
9、石、云母等铝硅酸盐和钾盐的捕获剂,伯仲叔胺及季铵盐类：铬铁矿的捕获剂,矿物,2019/10/23,表面活性剂,21,5. 3. 5 相转移催化剂（PTC）,相转移催化：少量试剂作为一种反应物的载体，将此反 应物通过界面转移至另一相，使非均相反应顺利进行。,主要用于非均相有机反应有机合成反应,烷基化；二卤卡宾加成；氧化还原、其他特殊反应等,季铵盐、叔胺、聚醚（如冠醚）,2019/10/23,表面活性剂,22,5. 3. 6 织物柔软剂,衣物被重复洗涤时，微小纤维容易发生断裂和拆散，机械摩擦产生的静电，使变干的微纤维与纤维束垂直，抑制纤维与纤维间的滑动，触摸皮肤时就有粗的感觉。,柔软剂通过物理和化
10、学作用吸附于织物上，降低织物表面的静电积累，使微纤维与纤维束平行，消除“倒钩”，且通过覆盖和润滑纤维束，减少纤维间的静动摩擦，使纤维柔软、易弯曲。,2019/10/23,表面活性剂,23,5. 3. 7 其他作用,防水剂,固色剂：正负电荷中和，生成不溶于水的色淀,金属防腐剂,头发调理剂,沥青乳化剂,化妆品添加剂,农药杀虫剂,抗氧化剂,2019/10/23,表面活性剂化学,24,非离子型,离子型,性能优异，低毒、基本上无公害和污染,1.7 两性表面活性剂,2019/10/23,表面活性剂化学,25,国外： 两性表面活性剂开发较晚，1937年美国专利率先开始了这类表面活性剂的报道，1940年开发出
11、甜菜碱型两性表面活性剂。1977年美国大概有20多种两性表面活性剂列入商品生产并投放市场。,1.7.1 两性表面活性剂概述,国内： 我国是在20世纪70年代开始对其的研究生产的，品种很少，主要是甜菜碱型、氨基酸型和咪唑啉型。到2002年我国两性表面活性剂只有5000吨/年，占表面活性剂总量的0.5%。我国的两性表面活性剂的应用和研究仍处于起步状态。,2019/10/23,表面活性剂化学,26,目前及将来的研究方向：,改造原有两性表面活性剂的分子结构,性能 实用,设计和合成新型结构的两性表面活性剂,复配 加和增效,深入研究两性表面活性剂结构与性能的关系,理论指导,1.7.1 两性表面活性剂概述,
12、2019/10/23,表面活性剂化学,27,广义地说：所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。,2019/10/23,表面活性剂化学,28,通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。,2019/10/23,表面活性剂化学,29,1.7.2 两性表面活性剂的特性,1 具有等电点,能给出和接收质子，当pH低于等电点时，多呈 阳离子性；当pH高于等电点时，多呈阴离子性。,pH 4,pH = 4,pH 4,阳离子表面活性剂,阴离子表面活性剂,2019/10/23,表面活性剂化学,
13、30,1.7.2 两性表面活性剂的特性,1 具有等电点,能给出和接收质子，当pH低于等电点时，多呈 阳离子性；当pH高于等电点时，多呈阴离子性。,2 几乎可以同其他所有类型的表面活性剂进行复配，且一般都会产生加和增效作用。,3 毒性和刺激性非常小，可用于化妆品及洗发香波。,2019/10/23,表面活性剂化学,31,6 具有良好的乳化性和分散性。,5 对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。,4 具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性质， 甚至在海水中也可以有效地使用。,7 可以吸附在带有负电荷或正电荷的物质表面上， 而不产生憎水薄层，因此有很好的润湿性和发泡性。,9 有良好的生物降解性。,8 具有
14、一定的杀菌性和抑霉性。,2019/10/23,表面活性剂化学,32,1.7.3 两性表面活性剂的分类,按阴离子部分的亲水基团分类,羧酸盐型,磺酸盐型,硫酸酯盐型,磷酸酯盐型,2019/10/23,表面活性剂化学,33,按整体化学结构分类,1 甜菜碱型,阴离子部分还可以是磺酸基、硫酸酯基,阳离子部分还可以是磷、硫,2019/10/23,表面活性剂化学,34,甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。,最大的特点是无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。,甜菜碱型表面活性剂,2019/10/23,表面活性剂化学,
15、35,特点,在任何pH值下都能溶于水，既使在等电点下也不会发生沉淀； 不会因温度升高而混浊； 水溶液的渗透性好、泡沫性强、去污力好 分散性好 成本高,2019/10/23,表面活性剂化学,36,因此应用颇广，可作为洗涤剂、染色助剂、柔软剂、抗静电剂和杀菌剂等。杀菌力不及阳离子活性剂，在酸性溶液中对绿脓杆菌有作用，但对金黄葡萄球菌及大肠杆菌则以碱性时的杀菌力较强。目前这一产物的成本还较高，因此仅用于某些特殊场合.,2019/10/23,表面活性剂化学,37,2 咪唑啉型,属于甜菜碱型,具有其他表面活性剂无可比拟的温和性质，对皮肤、眼睛刺激极小，无过敏反应。,多用于高档、专用的洗发香波，而且在婴儿
16、用品上前景广阔。,2019/10/23,表面活性剂化学,38,3 氨基酸型,特点是：对环境和生物体的安全性高，对皮肤和头发有亲和性，前景最好的是对安全性要求极高的化妆品。,2019/10/23,表面活性剂化学,39,4 氧化胺型,增泡、稳泡作用明显,复配时能降低刺激性,特点是：,2019/10/23,表面活性剂化学,40,1.7.4 两性表面活性剂的应用,1 洗涤剂及香波组分 2 杀菌剂 3 纤维柔软剂 4 缩绒剂 5 抗静电剂,6 金属防锈 7 电镀助剂,2019/10/23,表面活性剂化学,41,1 （液体）洗涤剂及香波组分,安全性好，毒性低，对皮肤和眼睛的刺激性小 可用于婴儿用品中。,优点：,（4）不与香精发生作用。,（2）刺激性小，毒性低；,（3）与其他类型表面活性剂配伍性好，易产生 加和增效的协同作用；,（1）适用介质的pH值范围较广，耐硬水性好；,甜菜碱型、咪唑啉型,2019/10/23,表面活性剂化学,42,2 杀菌剂,主要用于外科手术、医疗器械等的消毒。,（2）自身毒性大大低于阳
