阳离子表面活性剂
表面活性剂阳离子表面活性剂
➢脂肪醇直接胺化法
这是80年代发展起来的一种工业生产方法。反应式 如下：
反应机理：
副反应：
为提高产率，需选择脱氢、加氢性能好，且能抑制 副反应发生的催化剂。胺化中使用的催化剂有Cu－Cr， Cu－Ni等复合型催化剂。其中Cu－Ni在低温时活性和选 择性都很好，Cu：Ni＝4：1时活性最高。
于金属离子的萃取剂和相转移催化剂。
一、脂肪腈与仲胺在催化剂存在下加氢：
RCN + （RCH2）2NH + 2H2 Ni （RCH2）3N + NH3
二、脂肪腈与脂肪醇在催化剂存在下加氢：
2RCN + RCH2OH + 4H2 Ni （RCH2）3N + NH3 +H2O
三、仲胺与脂肪醇在催化剂存在下加氢：
C17H35COOCH2CH2NH2·HX
▪ 胺盐的合成 R3N + HX 中和 胺盐 R至少有一个是长链，也可以是氢。 胺 ＋ 酸 胺盐
关键是原料脂肪胺的合成。同时脂肪胺本身 具有一定的表面活性。
高级脂肪胺的制备
▪ 高级伯胺的制备
• 脂肪酸法
300℃～320℃
铝土矿，高温
RCOOH + NH3
• 其他类型
改性胺盐、 杂环型胺盐、双季铵盐、鎓盐型等。
▪ 常见的阳离子表面活性剂
胺盐型阳离子表面活性剂
▪ 胺盐型阳离子表面活性剂的结构
胺盐：RNH2·HX 或 RN＋H3X－ HX可以是有机酸，也可以是无机酸：
HCl、H2SO4、HBr、HCOOH、CH3COOH等。 通式：R3N·HX
阳离子表面活性剂
淮南华俊新材料科技有限公司 阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，由于其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。
因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。
除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂生产厂家哪家好？淮南华俊新材料科技有限公司来为您解答！阳离子表面活性剂在工业上大量使用的历史不长，需求量逐年都在快速增长，但是由于它的主要用途是杀菌剂、纤维柔软剂和抗静电剂等特殊用途，因此与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少。
我国阳离子表面活性剂的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。
1981年工业用阳离子表面活性剂品种为18个，占工业用表面活性剂总品种数的13.5%。
到1990年便上升为45个，占15.5%，淮南华俊新材料科技有限公司 包括民用品种在内，总计有105个品种。
但由于阳离子表面活性剂应用范围窄、使用量较小，因此产量极少，直至2002年年产量仍然仅有几千吨，不足表面活性剂总产量的1%。
阳离子表面活性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀等性能，由于其特殊的性能与应用，具有良好的发展潜力，随着工业用和民用应用范围不断扩大，其品种和需求量都将继续增加。
淮南华俊新材料科技有限公司是安徽省高新技术企业，目前增设上海、广州两家办事处。
是以表面活性剂和聚丙烯酸及丙烯酰胺系列聚合物的研发、生产、销售于一体的企业，产品广泛应用于日化、石油开采、水处理、农药助剂、水性涂料、金属加工液等多个领域。
我公司的主要产品有阳离子表面活性剂系列、两性表面活性剂系列、非离子表面活性剂系列、增稠剂系列产品以及其他产品。
同时，我司有经验丰富的配方师，研制各类有特色的应用配方；有受过高等教育的专业人员竭诚负责售前/后服务,并能按照客户要求提供OEM代加工服务。
以客户为服务焦点，重合同，守信用竭诚为客户提供强有力的技术支持，携手共创更加美好的明天。
阳离子表面活性剂 (2)
脂肪腈用金属镍作催化剂加氢还原,可得到伯胺、仲胺和叔胺 RCN + 2H2 → RCH2NH2 2RCN + 4H2 → <RCH2>2NH + NH3 3RCN + 6H2 → <RCH2>3N + 2NH3
如果需制取不饱和碳链的脂肪胺〔如十八烯胺〕,则氢化 反应可在有氢饱和的醇中进行.
C 1H 6 3 3
C3H
N +C3XC H-
石油醚溶剂
l
C3H
加压 80oC 1h
. C3H
C 1H 6 33 N+C3HX C3H
பைடு நூலகம்
表活剂 1631
5.2.2 含杂原子的季铵盐
5.2.2.1 含氧原子 5.2.2.2 含氮原子 5.2.2.3 含硫原子
含酰氨基的 5.2.2.1 含氧原子
含醚基的
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
鎓盐型 鎓盐类阳离子表面活性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
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质
溶解性
R1 |
R2-N+-CH3 X- 季铵盐
胺盐型：长链烷基伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐型
高级伯、仲、叔胺与酸中和便成为胺盐 伯胺盐 R-NH2HCl 仲胺盐 R-NH<CH3>HCl 叔胺盐 R-N<CH3>2HCl 常用的酸有盐酸、甲酸、乙酸、氢溴酸、硫酸等
5.2.5.1 长链烷基伯胺盐酸盐
合成： RNH2+HCl→RNH2·HCl
表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂
CH3
CH3
CH3 C CH2 C
CH3
CH3
CH3
+
OCH2CH2OCH2CH2 N
CH2
CH3
· Cl-
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
季铵盐分子中所含得主要就是吗啉环、 吡啶环、 咪唑啉环、 哌嗪环、 喹啉环,等。
主要用作:
湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、缓蚀剂、纤维柔软剂、 助染色剂、抗静电剂、分散剂、起泡剂,等。
Krafft 点＝ a + bn
a,b --常数;n --碳链所含碳原子得个数。 依此式:碳链越长,n值越大,则Krafft点越高,溶解度越
低。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系 同系物得碳氢链越长其Krafft点得温度越高。通过
Krafft点可以衡量表面活性剂得溶解性能。
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐 ①含有吗啉环得季铵盐
+ C16H33 N
O· HCl · (SO3OCH3)-
CH3
N-甲基-N-十六烷基吗啉甲基硫酸酯盐
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
①含有吗啉环得季铵盐
+ RN
O· Cl-
R
吗啉季铵盐可作为润湿剂、洗净剂、杀菌剂以及润滑剂组分。
阳离子表面活性剂得Krafft点就是表征其在水溶液中 溶解性能得特征指标:
Krafft点越高,表面活性剂越难溶,溶解度越低;
Krafft点越低,表面活性剂越易溶,溶解度越高。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系
洗涤剂中常用的阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂，一个具有良好的杀菌、杀藻、防霉、柔软、抗静电和调理性能的成分，在洗涤用品中的角色有：柔软剂、杀菌剂、抗静电剂、调理剂等。
洗涤剂中常用的阳离子表面活性剂有烷基季铵盐、酯基季铵盐和聚合型阳离子表面活性剂。
其中，季铵盐是产量最大、应用最广泛的一类阳离子表面活性剂，主要用作柔软剂、抗静电剂、杀菌剂等。
下面介绍七种常用的阳离子表面活性剂：1十二烷基二甲基苄基氯化铵(商品名：1227，洁尔灭，苯扎氯铵)性质：具有良好的泡沫和化学稳定性，耐热、耐光，还具有杀菌、乳化、抗静电、柔软调理等多种性能，1227易溶于水，并且不受水硬度影响，但需要注意的是1227长期暴露空气中易吸潮。
安全性方面，在体内无积累，但对眼和皮肤微有刺激性。
应用：织物柔软剂和抗静电剂，餐馆、食品加工设备等的消毒杀菌剂，还可以用作杀藻、杀菌剂等。
2十六烷基三甲基氯化铵(商品名：1631)性质：具有良好的抗静电和柔软性能，并有优良的杀菌防霉作用。
对眼睛有点刺激性。
应用：护发剂和织物柔软剂，还可以用作杀菌消毒剂。
3十八烷基三甲基氯化铵(商品名：1831)性质：具有优良的渗透、柔软、抗静电及杀菌性能，易溶于醇和热水中，去污力和起泡性差。
在安全性方面有微小的刺激性。
应用：1831是护发素的主要成分之一，也可用作合成纤维的抗静电剂、杀菌剂和消毒剂。
4甲基二牛脂酰乙基-2-羟乙基硫酸甲酯铵性质：灰白色膏状物或固体，有较好的贮存稳定性，在冷水中易分散，可在少量电解质下配制2.5%-3.0%的分散体，具有良好的再润湿性。
应用：家庭及工业的漂洗柔软剂、洗涤柔软剂等。
5N-甲基-N-牛脂酰胺基乙基-2-牛脂基咪唑啉硫酸甲酯盐性质：黏稠液体并显浑浊，50℃可变为透明液体。
具有极好的柔软、抗静电作用，再润湿性和生物降解性好。
应用：柔软洗涤剂及织物柔软剂。
6聚季铵盐-16性质：有护发、调理、定型作用，以及滋润皮肤作用。
应用：发用化妆品及护肤化妆品。
在洗发香波及洗头膏中，其低浓度就能有很好的效果，并能加强和稳定香波泡沫，同时赋予头发以极佳的润滑性、易梳理性及光泽感。
阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂，是其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基，亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子，分子中的阴离子不具有表面活性，通常是单个原子或基团，如氯、溴、醋酸根离子等。
阳离子表面活性剂带有正电荷，与阴离子表面活性剂所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。
它能和非离子表面活性剂配合使用，主要用作织物柔软剂、油漆油墨印刷助剂、抗静电剂、杀菌剂、沥青乳化剂。
阳离子表面活性剂在水溶液中电离时生成的表面活性离子带正电荷，其疏水基与阴离子表面活性剂相似。
阳离子表面活性剂的亲水基离子中含有氮原子，根据氮原子在分子中的位置不同分为胺盐、季铵盐和杂环型三类。
以下主要介绍季铵盐阳离子表活性剂：季铵盐型阳离子表面活性剂通式为[ ]x-，式中R为C10～C18。
长链烷基，Rl、R2、R3 一般是甲、乙基，也可以有一个是苄基或长链烷基，X是氯、溴、碘或其他阴离子基团：多数情况下是氯或溴。
季铵盐的合成比较简单，主要是季铵化反应。
一般由叔胺与醇、卤代烃、硫酸二甲酯等烃基化试剂反应制得。
吡啶(C5H5N)也可以看成一种特殊的叔胺，通常把吡啶与卤代烷的反应产物也归于季铵盐中。
如溴代十六烷与吡啶反应得到的产物十六烷基溴化吡啶是一种常用的杀菌剂，并且季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好，既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。
季铵盐与胺盐不同，其性质不受pH变化的影响，在碱性介质中也不会析出自由胺，因季铵盐是强酸、强碱形成的盐，不会发哼水解。
季铵盐还有一个除表面活性之外的特性，即其水溶液有很强的杀菌能力，故常用作消毒、灭菌剂，一个典型的杀菌剂是“新洁尔灭”。
季铵盐这类阳离子表面活性剂容易吸附于固体表面（因一般在水介质中固体表面常带负电荷），使表面变得疏水；于是阳离子表面活性剂具有某些特殊用途。
如常用作矿物浮选剂、沥青乳状液（铺路用）乳化剂、纺织纤维柔软剂及抗静电剂，以及颜料分散剂等。
阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂是一类广泛应用于各个领域的化学物质。
它们具有非常好的表面活性和溶剂性能，能够降低液体的表面张力并提高液体的湿润性。
阳离子表面活性剂具有许多独特的特性和功能，广泛应用于日常生活和工业生产中。
首先，阳离子表面活性剂在日常生活中扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于洗涤剂、香波、护发素等日常清洁用品中。
由于阳离子表面活性剂能有效地去除污渍和油脂，使得清洁用品更加具有清洁力和去污能力。
此外，阳离子表面活性剂还可以增加香波和护发素的润滑性，使头发更加柔软顺滑。
因此，阳离子表面活性剂在日常生活中起到了至关重要的作用。
其次，阳离子表面活性剂在纺织和染料工业中也扮演着重要角色。
由于阳离子表面活性剂具有良好的分散性和吸附性能，它们被广泛应用于纺织品的染色和整理过程中。
阳离子表面活性剂能够使染料均匀分散在纺织品上，并提高染料的吸附性能，使得纺织品的颜色更加鲜艳持久。
此外，阳离子表面活性剂还能够改善纺织品的手感，使其更加柔软舒适。
此外，阳离子表面活性剂还广泛应用于农业领域。
它们被用作农药增效剂和农田土壤调理剂。
阳离子表面活性剂能够增加农药在植物表面的吸附和渗透性，提高农药的利用效率。
同时，阳离子表面活性剂还能够改善土壤的性质，增加土壤的保水和肥力，提高农作物的产量和质量。
因此，阳离子表面活性剂对于农业的发展和提高农作物产量起着重要作用。
此外，阳离子表面活性剂还被广泛用于医药领域。
它们被用作眼药水、喉喷剂和乳膏等药物的基础成分。
由于阳离子表面活性剂具有良好的渗透能力和湿润性，能够快速渗透到皮肤表面或黏膜部位，使药物更好地发挥作用。
同时，阳离子表面活性剂还可以增加药物的溶解度和稳定性，提高药物的生物利用度。
因此，阳离子表面活性剂在医药领域中起到了关键作用。
总之，阳离子表面活性剂是一类非常重要的化学物质，它们在日常生活和工业生产中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于清洁用品、纺织品、农业和医药领域。
阳离子表活剂
阳离子表活剂阳离子表活剂是一类广泛应用于工业和家庭清洁产品中的化学物质。
它们在清洁剂、洗发水、洗衣粉、洗洁精等产品中起着重要的作用。
本文将介绍阳离子表活剂的定义、分类、作用机制以及在不同产品中的应用。
一、定义阳离子表活剂是指带有正电荷的表面活性剂，其分子结构中含有正离子官能团。
阳离子表活剂能够吸附在物体的表面，通过与水中负离子的作用，起到增强清洁能力、改善乳化稳定性和增强产品的附着力等作用。
常见的阳离子表活剂有季铵盐类、季胺盐类、季铵腈类等。
二、分类阳离子表活剂按照其结构和性质的不同可以分为以下几类：1. 季铵盐类：如十六烷基三甲基溴化铵，具有优良的杀菌和消毒能力，广泛应用于家庭清洁产品和医疗消毒领域。
2. 季胺盐类：如十六烷基三甲基溴化胺，具有良好的抗静电性能，常用于洗发水、护发素和柔顺剂等产品中。
3. 季铵腈类：如十六烷基三甲基腈化铵，具有优异的分散乳化性能，常用于洗涤剂和涂料中。
三、作用机制阳离子表活剂的作用机制主要分为两种：1. 吸附作用：阳离子表活剂的正离子官能团与物体表面的负离子官能团发生静电作用，使阳离子表活剂吸附在物体表面，形成一层薄膜。
这层薄膜可以降低物体表面的表面张力，使污垢与物体表面分离，从而起到清洁作用。
2. 乳化作用：阳离子表活剂可以在水中形成胶束结构，将油性物质包裹在内部，形成乳液。
这种乳化作用可以使油污和水分散均匀，便于清洗和去除。
四、应用领域阳离子表活剂广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 家庭清洁产品：阳离子表活剂可以增强清洁剂的去污能力，改善清洁效果，常见的家庭清洁产品如洗衣粉、洗洁精、洗手液等中都含有阳离子表活剂。
2. 个人护理产品：阳离子表活剂可以增强洗发水、护发素等产品的乳化稳定性，使头发更加柔顺，常见的个人护理产品中也含有阳离子表活剂。
3. 工业清洁产品：阳离子表活剂在工业清洁产品中起到重要作用，如汽车清洗剂、金属清洗剂等都含有阳离子表活剂。
表面活性剂选论阳离子
由相应的胺用盐酸、醋酸等中和而得。 其中R=C12－C18，R1、R2=－CH3、－CH2CH3、－CH2CH2OH等，X为无机酸或有机酸。 反之，Krafft 点越低，说明该表面活性剂越容易溶解，溶解性能越好 十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵(1227) 如2－烷基－N－甲基咪唑啉硫酸甲酯盐： XCG SD-2系列咪唑啉阳离子表面活性剂具有优良的抑制金属腐蚀、良好的软化纤维和消除静电性能，还有优良的乳化、分散、起泡 、杀菌和高生物降解等性能。 由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得 [C14H29－N+(CH3)3]•Cl－ R为C8－C22饱和或不饱和烷烃。 叔胺与氯甲烷反应便可制得烷基季铵盐阳离子表面活性剂 性质：易溶于水，呈透明溶液状 1）防水性和柔软平滑性：
70 50～75 52 26.7 16.1 0.85 0.48 0.10 0.096
84
75
81 74.5 74 62 72 52.6 54
带有C15以下烷基链的活性剂易溶于水，而C15以上的则水溶性 较低，难溶于水 单长链烷基季铵盐能溶于极性溶剂，但不溶于非极性溶剂 双长链烷基季铵盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂 季铵盐的烷基含不饱和基团时，能增加它们的水溶性。
I
28
45
表面活性
[甲C醛14－H2甲9－酸N法随+合(C成H着3的)3部]•烷C分l－烷基基季碳铵盐链长度的增加，表面张力逐渐下降
由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得
在酸性条件下，形成可溶于水的胺盐，具有表面活性，而在碱性条件下游离出胺，失去表面活性。
双长链烷基季铵盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂
十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵(1227)
性能：
. R1
阳离子表面活性剂的分类
这类表面活性剂具有较高的表面 活性和稳定性，因此广泛应用于 工业清洗、农药和石油开采等领
域。
然而，石油来源的阳离子表面活 性剂对环境的影响较大，且资源
有限。
合成阳离子表面活性剂
合成阳离子表面活性剂是通过化学合成方法制备的，如十二烷基二甲基苄基氯化铵 和十六烷基三甲基溴化铵等。
杀菌性
由于季铵盐具有杀菌作用，季铵盐型 阳离子表面活性剂通常具有一定的抗 菌性能。
刺激性
季铵盐型阳离子表面活性剂对皮肤的 刺激性相对较大，使用时需谨慎。
稳定性
季铵盐型阳离子表面活性剂具有较好 的热稳定性和化学稳定性。
04 应用领域
天然阳离子表面活性剂的应用领域
天然阳离子表面活性剂主要来源于动植物提取物，如胆汁酸 盐、蛋白质等。它们在食品、化妆品和制药等领域有广泛应 用，如乳化剂、发泡剂和润湿剂等。
按亲油基分类
烃基阳离子表面活性剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含氮阳离子表面活性剂
亲油基为烃基，如长链烷基季铵盐。
亲油基含有氮原子，如咪唑啉季铵盐。
含氧阳离子表面活性剂
亲油基含有氧原子，如醚基季铵盐。
按阳离子类型分类
单链阳离子表面活性剂
分子中只有一个阳离子基团，如氯化胆碱。
双链阳离子表面活性剂
分子中含有两个阳离子基团，如二甲基二烯丙基氯化铵。
阳离子表面活性剂的分 类
目录
Contents
• 分类依据 • 具体分类 • 各类阳离子表面活性剂的特点 • 应用领域 • 发展趋势与展望
01 分类依据
按来源分类
天然阳离子表面活性剂
来源于自然界，如植物、动物或矿物 中的天然成分，如胆汁酸盐、皂角苷 等。
阳离子表面活性剂
表面活性剂阳离子表面活性剂●带正电荷,起表面活性作用的是阳离子。
●其分子结构主要部分是一个五价氮原子，所以也称为季铵化合物。
其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。
●常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。
●本类因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。
某些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。
两性离子表面活性剂●结构中同时具有正电荷和负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。
●卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。
主要来源于大豆和蛋黄。
●氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－甜菜碱型：R-N+(CH3)2-COO-。
在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用；在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。
临界胶束浓度表面活性剂在溶液中超过一定浓度时会从单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚合物，即胶束（或称胶团）。
开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration) ，用CMC表示。
当溶液中形成胶束后溶液的性质如渗透压、浓度、界面张力、摩尔电导等都存在突变现象（一）胶束的形成、大小与形状胶束的形成:在临界胶束浓度时水分子的强大凝聚力把表面活性剂分子从其周围挤开，迫使表面活性剂分子的亲油基和亲水基各自互相接近，排列成亲油基在内、亲水基在外的球形缔合体，即胶束。
因此胶束的形成并不是由于亲油基和水分子间的斥力或亲油基彼此间的Vander waals引力所致，而是受水分子的排挤所致若在表面活性剂浓溶液中加入适量的非极性液体，则可形成亲水基指向胶束内，烃链指向非极性液体的胶束，称为反胶束。
胶体粒子范围（1～100nm）临界浓度通常在0.02%～0.5%左右Krafft点和浊点●Krafft点：离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高至某一温度时，其溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。
第5章 阳离子表面活性剂
+
CH2CH2 O . HCl . CH3OSO2O
.
_ Cl
. Cl
_
C11H25
+ N
. Cl
_
式中，R是含8~22个碳原子的烷基；R/是低级烷基或苄基
含吡啶环的季铵盐
纤维防水剂、染色助剂和杀菌剂。
CnH 2n+1 + N
. Cl
_
C17H35CONHCH2
+ N
. Cl
_
n=12或16，X为Cl或Br 或 ， 为 或
C2H5 C17H33CONHCH2CH2 N C2H5 + (CH3O)2SO2 C17H33CONHCH2CH2 CH3 N + CH3
NaOH
C2H5
3C17H33COCl + H3PO4
C 2 H5 C17H33CONHCH2CH2 N C2H5
. CH3SO4_
CH3
表面活性剂Sapamine MS 表面活性剂 色必明
方法二：脂肪酸和伯胺直接进行N-酰化反应。
2C17H35COOH
140~170 C , N2 + H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 _ 2H2O
O
CH2
CH O
CH2Cl
O
C17H35CO CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCOC17H35
110~120 C
+ _ C17H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCOC17H35 . Cl CH2 HC O CH2
R1 RX + N R2 R3 R
R1 N R2 R
3
.
_ X
（1）十二烷基三甲基溴化铵 ）
阳离子表面活性剂
鏻盐化合物 该类阳离子表面活性剂具有良好的杀菌性能，主要用 作乳化剂、杀虫剂和杀菌剂等。由带有三个取代基的膦与 卤代烷反应制得。 例：十二烷基二甲基苯基溴化鏻的合成
CH3 P
+
C12H25Br
CH3
110℃，3hr 乙 醇
CH3 C12H25 P CH3 Br ·
7
锍盐化合物
这类鎓盐类表面活性剂的通式为：
CH3 R N CH2 CH3 Cl ·
烷基二甲基苄基氯化铵的溶解性
烷基R的碳原子数 11 12 13 14 15 16 17 18 19
水中溶解度
95%乙醇中溶解度
70
84
50～75
75
52
81
26.7
74.5
16.1
74
0.85
62
0.48
72
0.10
52.6
0.096
54
13
由上表数据可以总结出其溶解性有如下规律：
16
(3) 表面活性
表面活性剂的活性是用其稀溶液的表面张力 比纯水的表面张力的下降程度来衡量。季铵盐型 阳离子表面活性剂的表面张力有如下规律：
（a）随着烷基碳链长度的增加，表面活性剂
溶液的表面张力逐渐下降 。
17
烷基二甲基苄基氯化铵的表面张力(mN/m)
CH3 R N CH2 CH3
R的碳数 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
与阴离子和非离子表面活性剂相比，使 用量相对较小。 我国阳离子表面活性剂的研发和使用起 步较晚，但发展速度较快。
3
5.1.1 阳离子表面活性剂的分类
(1) 胺盐型 胺盐型阳离子表面活性剂是伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐
表面活性剂化学第五章阳离子表面活性剂
CH3
C18H37 N CH2
Cl
CH3
（3）杂环型
主要有吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、 喹啉环等。
P111 表5-2 （4）鎓盐型
包括鏻盐、锍盐、碘盐和鉮盐等。大多具有杀 菌、抑菌性能，可广泛用作杀菌剂。
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质 1.溶解性
一般水溶性较好，但随烷基链长度的增加，水 溶性呈下降趋势。P112 表5-3 疏水烷基的个数和链上的取代基对SA的溶解性 也有影响。
5-6 c) 临界胶束浓度
随着烷基碳链的增加，临界胶束浓度降低。表5-7
5.2 阳离子表面活性剂的合成 合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基 化反应。叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐 的反应也叫季胺化反应。 5.2.1烷基季铵盐 烷基季铵盐的合成方法主要有三种。 ① 高级卤代烷与低级叔胺反应
② 高级烷基胺和低级卤代烷反应 ③ 甲醛-甲酸法制得
八胺为主的牛脂胺，可由松香酸制取廉价的松香胺。
(2)脂肪醇法
脂肪醇和氨在380～400℃和12.16～17.23MPa下反应， 可制得伯胺。
ROH + NH3 → RNH2 + H2O 高碳醇与氨在氢气和催化剂存在下，也能发生上述反应， 使用催化剂，可将反应温度和压力降至150℃和10.13Mpa。 伯胺大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。如C8～C18伯胺， 椰子油、棉子油，牛脂等制得的混合胺以及它们的醋酸盐均 为优良的浮选剂。用作纤维柔软剂的伯胺结构复杂一些，多 为含酰胺键的亚乙基多胺化合物。
2020/3/18
靳有才
R1
X-
R2 N
R4
R3
5.1 阳离子表面活性剂概述
阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形 成携带正电荷的表面活性离子。阳离子SA的亲 水基由带正电荷的基团构成。常称为阳性皂和逆 性肥皂。
阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂是一种具有很强的表面张力降低能力和良好的吸湿性能的化学物质，在日常生活和工业生产中广泛应用。
本文将从阳离子表面活性剂的定义、分类、特性、应用领域和安全性等方面进行详细介绍。
第一部分：阳离子表面活性剂的定义和分类阳离子表面活性剂是一类分子结构中带有正电荷的化合物，可以在溶液中形成静电吸附层，降低液体的表面张力。
按照它们的化学结构可以分为两大类：碱金属盐类（如三乙酰胺基甲基硫酸铵）和季铵盐类（如脂肪胺试剂）。
第二部分：阳离子表面活性剂的特性阳离子表面活性剂具有许多独特的特性，包括以下几个方面：1. 良好的溶解性：阳离子表面活性剂在水中具有良好的溶解性，能够形成稳定的溶液。
2. 表面张力降低能力：阳离子表面活性剂能够显著降低液体的表面张力，提高液体的渗透性和浸润性。
3. 吸湿性能：阳离子表面活性剂可以吸湿并保持适当的湿度，对于一些需要保持湿润环境的应用非常适用。
4. 胶团形成能力：阳离子表面活性剂能够与溶液中的一些离子或分子结合，形成胶团，起到稳定乳液和泡沫的作用。
5. 抗静电性能：阳离子表面活性剂可以在物体表面形成一层带正电荷的薄膜，减少或消除静电的产生和积聚。
第三部分：阳离子表面活性剂的应用领域阳离子表面活性剂在众多领域中得到了广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 日用化妆品：阳离子表面活性剂能够改善洗发水、香皂等护肤品的起泡性能和清洁能力。
2. 家庭清洁剂：阳离子表面活性剂在洗涤剂、洗衣粉、洗洁精等清洁剂中起到去污和增加泡沫的作用。
3. 工业清洗剂：阳离子表面活性剂在工业生产中被广泛用于清洗、去污、除垢等工序。
4. 石油行业：阳离子表面活性剂在石油开采中可以用于增驱、减阻和降低黏度。
5. 医药制造：阳离子表面活性剂可以用于药物输送系统的制备和肝素等药物的稳定。
第四部分：阳离子表面活性剂的安全性阳离子表面活性剂在正确使用下是安全的，但其过量使用和不当使用可能会对环境和人体健康造成一定影响。
阳离子表面活性剂
（一）阴离子表面活性剂
3、磺酸化物： ①通式：R·SO3-M+ ②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，
常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。 ③性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。 ④应用： 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。
HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7
三、表面活性剂的增溶作用
（一）胶束增溶 表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度
可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶(solubilization)。 一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提
二、亲水亲油平衡值
（一）HLB值的概念 亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对
油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。 数值范围：HLB 0~40，其中非离子表面活性剂HLB 0~20，即石蜡为0，聚氧乙烯为20。
分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。 常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。 最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。 性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强； 酸性水溶液中呈阳离
子性质，杀菌力很强，毒性小。
（二）胶束的结构
（三）临界胶束浓度的测定
CMC时，溶液表面张力基本达到最低值，而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗 透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间 的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂是一种重要的表面活性剂，它以有机离子为依托，具有良好的溶剂能力、多种应用、易于制备、低毒性等特点，用于洗涤、
助剂、乳化剂等。
阳离子型表面活性剂一般由有机离子和非离子构成，根据其离子类型
可分为甘氨酸酯类、丙二酸酯类、芳基磺酸酯类、磺基脂类、磷酸酯类、
聚氧乙烯醚类、含氯醇类等几大类。
甘氨酸酯类是最常用的表面活性剂，它们具有较强的乳化性能，用于
制备各种洗涤剂、化妆品、护肤品和肥皂等。
丙二酸酯类表面活性剂具有
良好的渗透性、抗烧蚀和乳化作用，可用于各类洗涤剂。
芳基磺酸酯类表
面活性剂具有优异的抗烧蚀性，用于制备金属表面处理剂、洗涤剂和织物
家纺处理剂。
磺基脂类表面活性剂具有良好的抗菌、抗污染、抗烧蚀和渗
透性，用于制备抗污染的洗涤剂和乳化剂。
磷酸酯类表面活性剂具有良好
的渗透性和抗烧蚀性，应用于洗涤剂、护发素、化妆品和护肤品等领域。
聚氧乙烯醚类表面活性剂具有优异的乳化性和防腐性，可用于乳化剂、印
染助剂、针织助剂等领域。
含氯醇类表面活性剂有良好的抗菌性，用于抗
菌洗涤。
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R2-N+-CH3 X- 季铵盐
|
R3
随着碳链长度的增加
其水溶性和醇溶性均呈下降趋势
<15个碳原子的易溶于水 >15个碳原子水溶性急剧下降
烷基链上有亲水基团或不饱和基团 水溶性增加
Krafft 温度点
离子型表面活性剂在低 温时溶度较低，随着温 度的升高到某一温度后 其溶度突然迅速增加， 这个温度即Krafft点。 同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过 Krafft点可以衡量表面活性剂的溶解性能。
合成方法 由高级卤代烷与低级叔胺反应制得 由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得 通过甲醛-甲酸法制得。
5.2.1.1 高级卤代烷与低级叔胺的反应
δ+ δ-
R1
R X + :N R2
1. 卤离子的影响
R3
R-I > R-Br > R-Cl
2. 烷基链的影响
R1
. R N+ R2 X
R3
烷基链越长卤代烷的活性越弱
O
O
RNH2 + 2 H C H + 2 H C OH
+ 甲醇溶剂 加热
RN
CH3 CH3
2C O2
+2 H2O
合成方法：将脂肪胺溶于醇，在35℃下加 入甲酸，然后在50℃下加入甲醛溶液，最 后在80℃下回流反应数小时，反应产物中 二甲基烷基胺的含量约为85%。
高级烷基胺与低级卤代烷的反应
C1 6H3 3
§5.1.1 阳离子表面活性剂的分类
按化学结构分为： 1、胺盐型 2、季铵盐型 R-N（CH3）3Cl 3、杂环型 4、鎓盐型
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 |
R-N-HCl 仲胺盐
| H CH3 |
R-N-HCl 叔胺盐
| CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季铵盐
| CH3
其它含氮等的有机衍生物
临界胶束浓度
表面活性 1. 同系物随其碳氢链增长
其表面张力逐渐下降。
2. 分子结构相同时， 表面张力随浓浓升高而降低，
降到一定数值时 又会随升高而有所增加。
5.2 阳离子表面活性剂的合成
5. 2. 1 烷基季铵盐
主要是N-烷基化反应
C 16 H 33
CH 3
. N + CH 3 X
CH 3
季铵化反应
5.1.1.2 季铵盐型 an 三声
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。
5.1.1.3 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：
Cl- 氯
C1 2H2 5
C H3
加热
Байду номын сангаас
N
+ CH3 CXl-
C H3
加压
C1 2H2 5
. C H3
N+ CH3 X C H3
十二烷基三甲基氯化铵 DT 乳胶防粘剂
C1 6H3 3
N
C H3
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C1 6H3 3
C H3
加压 80oC 1h
. C H3
N+ CH3 X C H3
主要为含氮的 有机衍生物
5.1.1.1 胺盐型
R-NH2·HCl CH3 |
R-N-HCl |
伯胺盐 仲胺盐
无杀菌能力 纤维柔软剂 匀染剂
an 四声
H CH3 |
R-N-HCl
叔胺盐
浮选剂
|
CH3
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，
因面使它的使用受到限制。
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
5.1.1.4鎓盐型 鎓盐类阳离子表面活性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
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质 R1
|
溶解性
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， 应用范围口益广泛:
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。
§5.1 阳离子表面活性剂概述
§5.1.1 阳离子表面活性剂的分类 §5.1.2 阳离子表面活性剂的性质
十六烷基三甲基氯化铵 CTAC 纤维柔软剂
5.2.1.3 甲醛-甲酸法
制备二甲基烷基胺的最古老的方 法(20世纪60年代苏联开发），这种方 法工艺简单，成本低廉，因此在工业上 得到广泛的应用，占有重要的地位，但 产品质量略差。
O R C OH
O NH H3 R C O N H4
H2O 360o C
回流
C H3
C1 6H3 3
. C H3
N+ CH3 X C H3
十六烷基三甲基溴化铵 表活剂 1631-Br
合成：
反应物配比为
溴代烷：三甲胺=1：（1.2-1.6），
反应温度为60-80℃，在水介质中进行 回流，（若制十六烷基三甲基溴化铵， 则在醇溶液中回流）。
5.2.1.2 高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应
第五章 阳离子表面活性剂
§5.1 阳离子表面活性剂概述 §5.2 阳离子表面活性剂的合成 §5.3 阳离子表面活性剂的应用
本章重点
1、掌握阳离子表面活性剂的基本性质 2、掌握阳离子表面活性剂的合成方法 3、了解阳离子表面活性剂的应用
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。
3.叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。
大的取代基的空间位阻效应阻碍反应。
高级卤代烷与低级叔胺
C H3
水介质
C1 2H2 5 X + N C H3
60-80oC
C H3
C1 2H2 5
Br- 溴
. C H3
N+ CH3 X
C H3
十二烷基三甲基溴化铵 表活剂 1231-Br
C H3
醇介质
C1 6H3 3 X + N CH3
N
C H3
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C1 6H3 3
O R C O NH2
H2O 360o C
RC N
+2 H2
150o C,1.38x 107 Pa
莫尼镍催化加氢
RC H2NH2
原理： 将油或脂裂解为脂肪酸和甘油，然
后脂肪酸在大气压力下于280-360℃与 氨反应形成脂肪酸胺皂，再脱水制成脂 肪腈，最后与氢在Raney Ni催化下进行 加氢反应，生成脂肪胺。