第5章陽離子表面活性劑

陽離子表面活性劑正好與陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)相反。如圖其親水基一端是陽離子，故稱陽離子表面活性劑，疏水基與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳氫鏈。當前1頁，總共93頁。2023/3/81表面活性劑化學(xué)陽離子表面活性劑主要為有機胺衍生物，分子中的氮原子含有孤對電子而易于以氫鍵與酸分子中的氫結(jié)合，使氨基帶正電,如下圖。陽離子表面活性劑在酸性介質(zhì)中具有良好的表面活性。烷基三甲基氯化銨

當前2頁，總共93頁。2023/3/82表面活性劑化學(xué)5.1陽離子表面活性劑概述

1928年，陽離子表面活性劑開始應(yīng)用，當時用作殺菌劑。這類表面活性劑的產(chǎn)量增長較快，品種發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍日益廣泛，主要用于：

殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑

相對陰離子表面活性劑以及非離子表面活性劑，陽離子表面活性劑的使用量較少，但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。當前3頁，總共93頁。2023/3/83表面活性劑化學(xué)(a)胺鹽型陽離子表面活性劑(b)季銨鹽型陽離子表面活性劑(c)雜環(huán)型陽離子表面活性劑(d)鎓鹽型陽離子表面活性劑5.1.1陽離子表面活性劑的分類當前4頁，總共93頁。2023/3/84表面活性劑化學(xué)R-NH2·HCl 伯胺鹽

CH3|R-N-HCl 仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl 叔胺鹽|

CH3(a)胺鹽型

該類產(chǎn)物是弱酸鹽，在酸性條件下具有良好的表面活性；在堿性條件下，胺游離出來而失去表面活性，使它的使用受到限制。無殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑當前5頁，總共93頁。2023/3/85表面活性劑化學(xué)(b)季銨鹽型

R1|R2-N+-CH3X-

季銨鹽|

R3

季銨鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。并且還與其它類型的表面活性劑具有較好的相容性。季銨鹽洗滌能力差，但殺菌能力強，在陽離子表面活性劑中的地位最為重要，用途最廣，產(chǎn)量也最大。當前6頁，總共93頁。2023/3/86表面活性劑化學(xué)

季銨鹽型陽離子表面活性劑的實例是緩染劑DC，即十八烷基二甲基芐基氯化銨，結(jié)構(gòu)式為：當前7頁，總共93頁。2023/3/87表面活性劑化學(xué)(c)雜環(huán)型

在雜環(huán)類陽離子表面活性劑分子中，除碳、氫原子外，還具有其它原子且呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。這類表面活性劑主要是含氮的嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌嗪環(huán)和喹啉環(huán)等。一般用于作緩蝕劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑等。當前8頁，總共93頁。2023/3/88表面活性劑化學(xué)(d)鎓鹽型鎓鹽型陽離子表面活性劑是指季銨鹽陽離子表面活劑中的親水基團N原子為其它可攜帶正電荷的元素（如：P、As、S、I等）時形成的表面活性劑。鎓鹽型陽離子表面活性劑主要有：鏻鹽化合物、锍鹽化合物、碘鎓化合和鉮鹽化合物。鎓鹽型陽離子表面活性劑被廣泛用于作殺蟲劑、殺菌劑、阻燃劑。當前9頁，總共93頁。2023/3/89表面活性劑化學(xué)5.1.2陽離子表面活性劑的性質(zhì)⑴溶解性

一般情況下，陽離子表面活性劑的水溶性很好，但隨著碳鏈長度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趨勢。

<15個碳原子的易溶于水>15個碳原子水溶性急劇下降烷基的碳原子數(shù)當前10頁，總共93頁。2023/3/810表面活性劑化學(xué)疏水性烷基鏈的個數(shù)和鏈上的取代基影響陽離子表面活性劑的溶解性能。

如：烷基鏈上有親水基團或不飽和基團的水溶性會增加。

例：當季銨鹽分子含有一個長鏈烷基時，該化合物能夠溶于極性溶劑(水)，但不溶于非極性溶劑；當季銨鹽分子含有兩個長鏈烷基時，該化合物幾乎不能夠溶解于水中，但可溶于非極性溶劑；當季銨鹽分子含有親水性或不飽和基團時，其水溶性將會增加。當前11頁，總共93頁。2023/3/811表面活性劑化學(xué)(2)Krafft溫度點

離子型表面活性劑在低溫時溶度較低，隨著溫度的升高到某一溫度后其溶度突然迅速增加（下圖），這個溫度即Krafft點，也稱為臨界溶解溫度(CST)，是反映在水溶液中溶解性的特征指標。當前12頁，總共93頁。2023/3/812表面活性劑化學(xué)

通常，陽離子表面活性劑的Krafft點與疏水基碳氫鏈的長度呈線性關(guān)系，并可表示為：Krafft點=a+bn式中，a、b為常數(shù)，n為碳氫鏈所含碳原子的個數(shù)。因此，碳氫鏈越長，n值越大，則陽離子表面活性劑的Krafft點越高，它將會越難溶于水溶液中，溶解度越低。即同系物的碳氫鏈越長其Krafft點的溫度越高，通過Krafft點就可以衡量表面活性劑的溶解性能。當前13頁，總共93頁。2023/3/813表面活性劑化學(xué)

隨著烷基碳氫鏈的長度增加，季銨鹽型陽離子表面活性劑的臨界膠束濃度降低。⑶臨界膠束濃度當前14頁，總共93頁。2023/3/814表面活性劑化學(xué)⑷表面活性①同系物隨其碳氫鏈增長其表面張力逐漸下降。②分子結(jié)構(gòu)相同時，一定范圍內(nèi)表面活性劑的表面張力隨濃度升高而降低，降到一定數(shù)值時又會隨濃度升高而有所增加。當前15頁，總共93頁。2023/3/815表面活性劑化學(xué)5.2陽離子表面活性劑的合成

合成陽離子表面活性劑的主要反應(yīng)是N-烷基化反應(yīng)，而叔胺與烷基化試劑作用，生成季銨鹽的反應(yīng)也可以稱為季銨化反應(yīng)。當前16頁，總共93頁。2023/3/816表面活性劑化學(xué)5.2.1烷基季銨鹽的合成X.N+CH3CH3CH3C16H33

烷基季銨鹽的結(jié)構(gòu)特點是氮原子上連有四個烷基，通常這些烷基中只有一個或兩個是長鏈的碳氫鏈烷基，其余烷基的碳原子數(shù)為一個或兩個，如下圖。當前17頁，總共93頁。2023/3/817表面活性劑化學(xué)烷基季銨鹽的合成方法主要有三種，即：(a)高級鹵代烷與低級叔胺反應(yīng)(b)高級烷基胺與低級鹵代烷反應(yīng)(c)甲醛-甲酸法當前18頁，總共93頁。2023/3/818表面活性劑化學(xué)②烷基鏈的影響：

>R-Clδ-δ+(a)高級鹵代烷與低級叔胺的反應(yīng)R-BrR-I>烷基鏈越長，鹵代烷的活性越弱③堿性的影響：叔胺的堿性越強，親核活性越大，越容易反應(yīng)。④空間效應(yīng)的影響：大的取代基的空間位阻效應(yīng)會阻礙反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響表現(xiàn)為：①鹵離子的影響

：反應(yīng)通式為：當前19頁，總共93頁。2023/3/819表面活性劑化學(xué)

高級鹵代烷與低級叔胺的反應(yīng)示例:X為Br-水介質(zhì)60~80oC醇介質(zhì)回流十二烷基三甲基溴化銨1231-Br十六烷基三甲基溴化銨1631-Br當前20頁，總共93頁。2023/3/820表面活性劑化學(xué)合成：反應(yīng)物配比為：溴代烷：三甲胺=1:（）反應(yīng)溫度為60~80℃，在水介質(zhì)中進行回流，（若制十六烷基三甲基溴化銨，則在醇溶液中回流）。當前21頁，總共93頁。2023/3/821表面活性劑化學(xué)(b)高級烷基叔胺與低級鹵代烷的反應(yīng)加熱加壓十二烷基三甲基氯化銨DT乳膠防粘劑十六烷基三甲基氯化銨CTAC纖維柔軟劑X-石油醚溶劑加壓80oC1hX-

反應(yīng)是由高級脂肪族伯胺和氯甲烷反應(yīng)先生成叔胺，進一步經(jīng)季銨化反應(yīng)得到季銨鹽。例如下：X為Cl-氯當前22頁，總共93頁。2023/3/822表面活性劑化學(xué)

制備二甲基烷基胺的最古老的方法(20世紀60年代蘇聯(lián)開發(fā)），這種方法工藝簡單，成本低廉，因此在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，占有重要的地位，但產(chǎn)品質(zhì)量略差。(c)甲醛-甲酸法當前23頁，總共93頁。2023/3/823表面活性劑化學(xué)莫尼鎳催化加氫

反應(yīng)歷程：第一步：合成脂肪族伯胺，反應(yīng)式為：RCONH2當前24頁，總共93頁。2023/3/824表面活性劑化學(xué)甲醇溶劑加熱第三步：脂肪族叔胺再與氯甲烷反應(yīng)，即高級烷基胺與低級鹵代烷的反應(yīng),反應(yīng)式為：（R為C16H33)石油醚溶劑加壓80oC1hX-表活劑

1631第二步：縮合為脂肪族叔胺，反應(yīng)式為：當前25頁，總共93頁。2023/3/825表面活性劑化學(xué)5.2.2含雜原子的季銨鹽的合成(a)含氧原子(b)含氮原子(c)含硫原子含酰氨基的含醚基的

含雜原子的季銨鹽的特點：它是親水的季銨陽離子與烷基疏水基是通過酰胺鍵、酯鍵、醚鍵或硫醚等基團相連接，所以又叫做間接連接型陽離子表面活性劑。[C17H33C-NHCH2CH2N+CH3].CH3SO4-

含雜原子的季銨鹽，所含的雜原子主要有：當前26頁，總共93頁。2023/3/826表面活性劑化學(xué)

(a)含氧原子

(i)含酰胺基的季銨鹽合成方法：酰胺基的引入通常是通過酰氯與胺反應(yīng)實現(xiàn)的，在合成表面活性劑的過程中，首先制備含有酰胺基的叔胺，然后進行季銨化反應(yīng)即可得到目標產(chǎn)品。此外，由脂肪酸和伯胺直接進行N-?；磻?yīng)是合成酰胺基化合物的另一種方法。含雜原子的季銨鹽合成方法當前27頁，總共93頁。2023/3/827表面活性劑化學(xué)例：表面活性劑SapamineMS的合成主要有：第一步，油酸與三氯化磷反應(yīng)得到油酰氯。第二步，油酰氯與N,N-二乙基乙二胺縮合制得帶有酰胺基的叔胺N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺。當前28頁，總共93頁。2023/3/828表面活性劑化學(xué)

第三步，N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺與硫酸二甲酯劇烈攪拌反應(yīng)1h左右，分離即可得到SapamineMS當前29頁，總共93頁。2023/3/829表面活性劑化學(xué)

(ii)含醚基的季銨鹽含醚基的季銨鹽型表面活性劑通常具有如下結(jié)構(gòu)：合成方法：在苯溶劑中十八醇與三聚甲醛以及氯化氫充分反應(yīng)，分離并除去水，減壓蒸餾即得到十八烷基氯甲基醚。然后再以十八烷基氯甲基醚為烷基化試劑，與三甲胺N-烷基化反應(yīng)制得產(chǎn)品。當前30頁，總共93頁。2023/3/830表面活性劑化學(xué)(b)含氮原子在親油基長鏈烷基上含有氮原子的表面活性劑有：N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基溴化銨，它是由N-甲基-N-十烷基溴乙胺與三甲胺在苯溶劑中，于密閉條件下120℃反應(yīng)12h，再經(jīng)冷卻、加水稀釋得到的透明液體產(chǎn)品，反應(yīng)式為：當前31頁，總共93頁。2023/3/831表面活性劑化學(xué)

類似的含有氮原子的表面活性劑還有：N-甲基-N-十二烷基氨基乙基三甲基碘化銨，其結(jié)構(gòu)式為：當前32頁，總共93頁。2023/3/832表面活性劑化學(xué)

(c)含硫原子在親油基長鏈烷基上含有硫原子的表面活性劑的合成方法主要分兩步，反應(yīng)式為：

第一步：第二步：當前33頁，總共93頁。2023/3/833表面活性劑化學(xué)以氯化芐為原料而合成的含有苯環(huán)的季銨鹽主要有：(a)潔爾滅

(b)NTN(c)ZephirolM(d)Hyamine16225.2.3含苯環(huán)的季銨鹽的合成

含有苯環(huán)的季銨鹽主要用作殺菌劑、起泡劑、潤濕劑以及染料固色劑等。在合成過程中，苯環(huán)的引入主要是通過氯化芐作烷基化試劑而與叔胺反應(yīng)。當前34頁，總共93頁。2023/3/834表面活性劑化學(xué)氯化芐80-90oC

3h十二烷基二甲基芐基氯化銨1227

/潔爾滅/TAN高級烷基叔胺與低級鹵代烷。(a)潔爾滅

反應(yīng)式：1227是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作用和一定的緩蝕作用，因此廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)菌藻滋生。當前35頁，總共93頁。2023/3/835表面活性劑化學(xué)新潔爾滅低級叔胺與高級鹵代烷性能更為優(yōu)異的殺菌劑陽離子活性劑1227易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、耐光、耐壓、無揮發(fā)性。但所帶離子性與陰離子表面活性劑恰好相反故二者不能與陰離子表面活性混在一起使用，若混合則產(chǎn)生沉淀并失去效能。十二烷基二甲基芐基溴化銨當前36頁，總共93頁。2023/3/836表面活性劑化學(xué)(b)NTN

全稱：N,N－二乙基-（3’－甲氧基苯氧乙基）芐基氯化銨反應(yīng)式為：當前37頁，總共93頁。2023/3/837表面活性劑化學(xué)(c)ZephirolM

ZephirolM疏水基上含有磺酰胺基團，合成反應(yīng)為：ZephirolM當前38頁，總共93頁。2023/3/838表面活性劑化學(xué)(d)Hyamine1622Hyamine1622的結(jié)構(gòu)式為：而與Hyamine1622結(jié)構(gòu)類似的有起泡劑Phemerol。當前39頁，總共93頁。2023/3/839表面活性劑化學(xué)合成Hyamine1622的主要過程有兩步：第一步：第二步：當前40頁，總共93頁。2023/3/840表面活性劑化學(xué)5.2.4含雜環(huán)的季銨鹽的合成

含雜環(huán)的季銨鹽主要有：(a)含有嗎啉環(huán)的季銨鹽(b)含有哌嗪環(huán)的季銨鹽(c)含有吡啶環(huán)的季銨鹽(d)含有喹啉環(huán)的季銨鹽(e)含咪唑啉環(huán)的季銨鹽(f)含其它雜環(huán)的季銨鹽當前41頁，總共93頁。2023/3/841表面活性劑化學(xué)(a)含有嗎啉環(huán)的季銨鹽含有嗎啉環(huán)的季銨鹽的合成可以先在特定化合物上引入嗎啉環(huán)，然后經(jīng)過季銨化反應(yīng)即可。例：N-甲基-N-十六烷基嗎啉的甲基硫酸酯鹽，它是由N-十六烷基嗎啉和硫酸二甲酯反應(yīng)制得。當前42頁，總共93頁。2023/3/842表面活性劑化學(xué)

例：仲胺和雙(2-氯乙基)醚反應(yīng)可一步合成季銨化的嗎啉衍生物。反應(yīng)可以在溶劑中進行，也可以不加溶劑，但需加無機堿或過量的胺作縮合劑進行反應(yīng)，所得的嗎啉衍生物可用作潤濕劑、洗凈劑、殺菌劑、潤滑油等，合成反應(yīng)式為：當前43頁，總共93頁。2023/3/843表面活性劑化學(xué)(b)含有哌嗪環(huán)的季銨鹽

將對叔辛基苯氧乙基氯乙基醚與哌嗪反應(yīng)，所得的中間物再與氯化芐反應(yīng)，即可以合成對叔辛基苯氧乙基-N-芐基哌嗪-N-乙基醚氯化物，反應(yīng)式為：當前44頁，總共93頁。2023/3/844表面活性劑化學(xué)(c)含有吡啶環(huán)的季銨鹽

含有吡啶環(huán)的季銨鹽可用作分散劑、潤濕劑和固色劑等，但是由于吡啶具有刺激性氣味，因此其應(yīng)用有所限制。主要品種有：當前45頁，總共93頁。2023/3/845表面活性劑化學(xué)

含有吡啶環(huán)的季銨鹽表面活性劑多數(shù)采用鹵代烷與吡啶或烷基吡啶在加熱的條件下合成，反應(yīng)式為：例：溴化十六烷基吡啶是以溴代十六烷與吡啶在140～150℃下反應(yīng)5h，再經(jīng)冷卻所得的肥皂樣無色塊狀產(chǎn)品。當前46頁，總共93頁。2023/3/846表面活性劑化學(xué)(d)含有喹啉環(huán)的季銨鹽含有喹啉環(huán)的季銨鹽表面活性劑由喹啉或異喹啉和鹵代烷反應(yīng)制得，可以用作殺菌劑、柔軟劑、礦物浮選劑和潤濕劑等。例：IsothanQ系列產(chǎn)品就是異喹啉和鹵代烷反應(yīng)制得，其中代表品種為：當前47頁，總共93頁。2023/3/847表面活性劑化學(xué)(e)含咪唑啉環(huán)的季銨鹽含有咪唑啉環(huán)的季銨鹽表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式為：其中，R為含有8～22個碳原子的長鏈烷基，R’則為低級烷基或芐基等。此類表面活性劑可以用作纖維柔軟劑和平滑劑、起泡劑和染料固色劑等。當前48頁，總共93頁。2023/3/848表面活性劑化學(xué)

合成含咪唑啉環(huán)的季銨鹽的主要過程為：第一步，脂肪酸與N-羥乙基乙二胺發(fā)生縮合反應(yīng)，然后脫水成環(huán)制備烷基-N-羥乙基咪唑啉?？梢允褂玫闹舅嵊校涸鹿鹚?C11H23COOH)、十四碳酸(C13H27COOH)、軟脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)、二十碳酸(C19H39COOH)等。當前49頁，總共93頁。2023/3/849表面活性劑化學(xué)當前50頁，總共93頁。2023/3/850表面活性劑化學(xué)

第二步，將所得的烷基-N-羥乙基咪唑啉與氯甲烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯化芐和環(huán)氧氯丙烷等進行季銨化反應(yīng)并成鹽，即可以得到含咪唑啉環(huán)的季銨鹽，反應(yīng)式為：含咪唑啉環(huán)的季銨鹽當前51頁，總共93頁。2023/3/851表面活性劑化學(xué)(f)含其它雜環(huán)的季銨鹽含有噁唑環(huán)的季銨鹽

含有嘧唑環(huán)的季銨鹽包括當前52頁，總共93頁。2023/3/852表面活性劑化學(xué)(i)含有噁唑環(huán)的季銨鹽含有噁唑環(huán)的季銨鹽表面活性劑可以分為：①長鏈烷基連接在噁唑環(huán)的2-位上，其是由脂肪酸與烷醇酰胺通過縮和反應(yīng)合成的；②長鏈烷基直接連接在噁唑環(huán)的氮原子上，其是由鹵代烷與噁唑反應(yīng)合成的。當前53頁，總共93頁。2023/3/853表面活性劑化學(xué)含有噁唑環(huán)的季銨鹽表面活性劑的結(jié)構(gòu)式為：噁唑類季銨鹽在堿性條件易開環(huán)形成開鏈季銨鹽。當前54頁，總共93頁。2023/3/854表面活性劑化學(xué)(ii)含有嘧唑環(huán)的季銨鹽含有嘧唑環(huán)主要有取代的嘧唑和鹵代烷反應(yīng)合成。例：4-氨基-5-苯基嘧唑和鹵代烷反應(yīng)生成的嘧唑季銨鹽為：此類季銨鹽結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，不易分解。當前55頁，總共93頁。2023/3/855表面活性劑化學(xué)5.2.5胺鹽型表面活性劑的合成高級伯、仲、叔胺與酸中和便成為胺鹽伯胺鹽R-NH2HCl

仲胺鹽R-NH(CH3)HCl叔胺鹽R-N(CH3)2HCl

常用的酸有鹽酸、甲酸、乙酸、氫溴酸、硫酸等當前56頁，總共93頁。2023/3/856表面活性劑化學(xué)性能與用途：胺鹽是弱堿的鹽。在酸性條件下具有表面活性；在堿性條件下，胺游離出來而失去表面活性。簡單有機胺的鹽酸鹽或醋酸鹽可在酸性介質(zhì)中用作乳化散、潤濕劑，也常用作浮選劑以及作為顏料粉末表面的憎水劑。當前57頁，總共93頁。2023/3/857表面活性劑化學(xué)(a)長鏈烷基伯胺鹽

長鏈烷基伯胺鹽的合成是由長碳鏈的伯胺和無機酸的反應(yīng)制得，而伯胺是由椰子油、棉籽油、大豆油或牛脂等油脂為原料制得的。伯胺鹽的結(jié)構(gòu)和合成均比較簡單，主要是用作纖維柔軟劑和礦物浮選劑等。當前58頁，總共93頁。2023/3/858表面活性劑化學(xué)高級伯胺的制取常用高級伯胺的合成方法有脂肪酸法和高級醇法。

脂肪酸法：以RCOOH為起點高級醇法：以ROH為起點當前59頁，總共93頁。2023/3/859表面活性劑化學(xué)(1)脂肪酸法脂肪酸與氨在0.4-0.6MPa、300-320℃下反應(yīng)生成脂肪酰胺：

RCOOH+NH3→RCONH2+H2O然后用鋁土礦石作催化劑，進行高溫催化脫水，得到脂肪腈；

RCONH→RCN+H2O當前60頁，總共93頁。2023/3/860表面活性劑化學(xué)

脂肪腈用金屬鎳作催化劑，加氫還原，可得到伯胺，仲胺和叔胺，RCN+2H2→RCH2NH22RCN+4H2→(RCH2)2NH+NH33RCN+6H2→(RCH2)3N+2NH3

反應(yīng)過程中如有氨存在，再加入一種合適的添加劑(氫氧化鉀或氫氧化鈉)，即能抑制仲胺的生成。生產(chǎn)上的反應(yīng)壓力為2.94～6.87MPa、溫度為120～150℃。如果堿的用量達到0.5%反應(yīng)可在1.22～1.42Mpa下進行。當前61頁，總共93頁。2023/3/861表面活性劑化學(xué)

如果需制取不飽和碳鏈的脂肪胺（如十八烯胺），則氫化反應(yīng)可在有氫飽和的醇中進行。脂肪酸、氨和氫直接在催化劑上反應(yīng)制取胺的新工藝如下：RCOOH+NH3+2H2→RCH2NH2+2H2O當前62頁，總共93頁。2023/3/862表面活性劑化學(xué)(2)脂肪醇法脂肪醇和氨在380～400℃和12.16～17.23MPa下反應(yīng)，可制得伯胺。

ROH+NH3→RNH2+H2O

高碳醇與氨在氫氣和催化劑存在下，也能發(fā)生上述反應(yīng)，使用催化劑，可將反應(yīng)溫度和壓力降至150℃和10.13Mpa。

當前63頁，總共93頁。2023/3/863表面活性劑化學(xué)

伯胺鹽酸鹽大量用于浮游選礦劑和纖維柔軟劑。如C8-C18伯胺，椰子油、棉子油，牛脂等制得的混合胺以及它們的醋酸鹽均為優(yōu)良的浮選劑。用作纖維柔軟劑的伯胺結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，多為含酰胺鍵的亞乙基多胺化合物。當前64頁，總共93頁。2023/3/864表面活性劑化學(xué)(b)仲胺鹽

目前，市售的仲胺鹽型表面活性劑主要是Priminox系列，其合成方法有：(i)由高級鹵代烷與乙醇胺的多乙氧基物反應(yīng)制得：(ii)由高級脂肪胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得：當前65頁，總共93頁。2023/3/865表面活性劑化學(xué)(c)叔胺鹽

叔胺鹽型陽離子表面活性劑中的重要品種有：(i)Soromine系列(ii)Ninol系列(iii)Sapamine系列(iv)Ahcovel系列當前66頁，總共93頁。2023/3/866表面活性劑化學(xué)(i)Soromine系列Soromine系列表面活性劑的主要品種有SoromineA，由IG公司開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)商品牌號為乳化劑FM，具有良好的滲透性和勻染性。

SoromineA是由脂肪酸和三乙醇胺在160～180℃下長時間加熱縮合制得，反應(yīng)式為：當前67頁，總共93頁。2023/3/867表面活性劑化學(xué)(ii)Ninol系列Ninol系列表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式為：Ninol系列產(chǎn)品的長碳鏈烷基和酰胺基相連，其抗水解性能較好，日本戰(zhàn)后最初生產(chǎn)的柔軟劑即采用此化合物。是由脂肪酸和二乙醇胺反應(yīng)制得，反應(yīng)式為：當前68頁，總共93頁。2023/3/868表面活性劑化學(xué)[C17H33C-NHCH2CH2N.XH

Sapamine是（薩帕明）型表面活性劑是典型的酰氨基銨鹽，按其XH（即成鹽負離子）不同，得到不同的商品品種。如XH為醋酸，即為SapamineA；XH為HCl時，則為SapamineCH(iii)Sapamine系列Sapamine系列產(chǎn)品由瑞士汽巴-嘉基公司最先投產(chǎn)，其分子中烷基和酰胺基相連，不易水解，而價格高于Soromine系列產(chǎn)品，主要用作纖維柔軟劑和直接染料的固色劑。當前69頁，總共93頁。2023/3/869表面活性劑化學(xué)其結(jié)構(gòu)通式為：

C17H33CONHCH2CH2N（C2H5）2·HX合成：油酸與三氯化磷反應(yīng)生成油酰氯，再與N，N-二乙基乙二胺縮合，最后用酸處理制得。當前70頁，總共93頁。2023/3/870表面活性劑化學(xué)(iv)Alcovel阿柯維爾系列

Alcovel系列在冷水中任意稀釋，無需攪拌都可迅速溶解分散，對織物的滲透性和吸附力極強，有效地降低纖維表面的靜摩擦力。本品主要用于真絲、棉、麻、合成纖維以及混紡織物的柔軟整理。整理后的織物呈羊毛狀膨松、豐滿滑爽、光潔柔軟。增加通透和回彈性、防縐縮抗撕裂，手感舒適。

Alcovel系列表面活性劑的主要代表品種有：①AlcovelF②AlcovelG當前71頁，總共93頁。2023/3/871表面活性劑化學(xué)①AhcovelF，一種纖維柔軟劑，缺點是耐熱性差，易變黃，容易使染料變色，可以在合成時增加尿素的比例，并加入乳酸使其成鹽，增加其耐熱性。②AhcovelG，一種溶于水的纖維柔軟劑，多數(shù)產(chǎn)自日本，比AhcovelF的耐熱性和耐日光性好。當前72頁，總共93頁。2023/3/872表面活性劑化學(xué)①AhcovelFAhcovelF是由硬脂酸和二亞乙基三胺反應(yīng)，在160～180℃脫水生成酰胺，再與尿素發(fā)生脫氨縮合，最后用鹽酸中和制得，反應(yīng)式為：當前73頁，總共93頁。2023/3/873表面活性劑化學(xué)②AhcovelG反應(yīng)式為：當前74頁，總共93頁。2023/3/874表面活性劑化學(xué)與AhcovelG類似結(jié)構(gòu)的表面活性劑如下所示，它可使處理后的纖維織物耐洗滌，有羊毛似的手感，經(jīng)加熱和長時間保存后不變色，是性能優(yōu)異的纖維處理劑。當前75頁，總共93頁。2023/3/875表面活性劑化學(xué)

用月桂酸和羥乙基乙二胺縮合，縮合產(chǎn)物再與硫脲混合并在185℃下反應(yīng)，將得到褐色黏稠液體，即具有如下結(jié)構(gòu)的表面活性劑：這種活性劑含有硫原子，既可溶于水又可溶于酸，用作蛋白質(zhì)纖維的處理劑具有防蟲蛀的效果。當前76頁，總共93頁。2023/3/876表面活性劑化學(xué)咪唑啉鹽表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式為：它們的醋酸鹽、磷酸鹽廣泛應(yīng)用于紡織柔軟劑、破乳劑、防銹劑等方面。咪唑啉鹽的制備方法為：5.2.6咪唑啉鹽當前77頁，總共93頁。2023/3/877表面活性劑化學(xué)例如，用油酸與氨乙基單乙醇胺反應(yīng)，脫水，可生成α-十七烯基羥乙基咪唑啉（即Amine220）。當前78頁，總共93頁。2023/3/878表面活性劑化學(xué)

咪唑啉表面活性劑主要是指咪唑啉季銨化產(chǎn)物。它克服了咪唑啉的不穩(wěn)定。取代基的引入，不僅使咪唑啉環(huán)穩(wěn)定，而且提高了咪唑啉的水溶性。

季銨化試劑：硫酸二甲酯，芐基氯、環(huán)氧氯丙烷和鹵代烷。當前79頁，總共93頁。2023/3/879表面活性劑化學(xué)SED陽離子表面活性劑（纖維織物柔軟劑）硬脂酸與羥乙基乙二胺反應(yīng)，然后用硫酸二甲酯季銨化反應(yīng)合成。

合成：在20%的異丙醇溶液中，等摩爾的咪唑啉與硫酸二甲酯在80℃反應(yīng)，硫酸二甲酯在15min滴加完成，保持反應(yīng)溫度繼續(xù)攪拌4h，產(chǎn)物到室溫，用0.5mol/L的氫氧化鈉調(diào)整pH值4~5，蒸出溶劑，得到咪唑啉季銨鹽。當前80頁，總共93頁。2023/3/880表面活性劑化學(xué)*吡啶型胺鹽吡啶與C2-18鹵代烷，在130~150℃下反應(yīng)，蒸餾除去水及未反應(yīng)的吡啶，即得到吡啶型胺鹽。

當前81頁，總共93頁。2023/3/881表面活性劑化學(xué)

例如，十六烷基氯化吡啶，十六烷基溴化吡啶，可用作染色助劑和殺菌劑，十八酰胺甲基氯化吡啶是常用的纖維防水劑，它是吡啶氯化物與十八酰胺反應(yīng)后再接甲醛的產(chǎn)物。

吡啶季銨鹽是雜環(huán)陽離子型表面活性劑中重要的一種，由于該類產(chǎn)品在常溫下為黑色油狀或膏狀，且稍有臭味，不能用于洗滌品，常用作為酸洗緩蝕劑性能優(yōu)良。

合成：吡啶或烷基吡啶與季銨化試劑鹵代烷反應(yīng)。當前82頁，總共93頁。2023/3/882表面活性劑化學(xué)5.3陽離子表面活性劑的應(yīng)用5.3.1消毒殺菌5.3.2腈綸勻染劑5.3.3抗靜電劑5.3.4