Каковы хорошие свойства катионных поверхностно-активных веществ?

2020-09-08 23:49:40

Основной реакцией в синтезе катионных поверхностно-активных веществ является N-алкилирование, при котором третичный амин реагирует с реагентом алкилирования с образованием четвертичной аммониевой соли, которую также называют реакцией кватернизации.

Алкилчетвертичная аммониевая соль является одной из важных разновидностей катионного поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония, которое широко используется в качестве бактерицида, смягчителя волокон, минерального флотоагента, эмульгатора и так далее. Его структура характеризуется четырьмя алкильными группами, присоединенными к атому азота, то есть все четыре атома водорода иона аммония заменены алкильными группами. Обычно только одна или две алкильные группы представляют собой углеводородные алкильные группы с длинной цепью, а число атомов углерода остальных алкильных групп составляет один или два. По структурным особенностям различают три основных метода синтеза алкилчетвертичных аммониевых солей: реакцию высших галогеналканов и низших третичных аминов, реакцию высших алкиламинов и низших галогеналканов и получение алкилчетвертичных аммониевых солей формальдегидно-муравьиным методом.

Катионные ПАВ обладают хорошими бактерицидными, смягчающими, антистатическими, антикоррозионными, эмульгирующими и смачивающими свойствами и часто используются в качестве катализаторов межфазного переноса. Однако такие поверхностно-активные вещества редко используются в качестве моющих средств, поскольку в водных растворах, особенно в щелочных водных растворах, поверхность многих субстратов обычно заряжена отрицательно. В процессе нанесения положительно заряженные ПАВ образуют гидрофильные группы на поверхности матрицы, а гидрофобные группы располагаются наружу, что делает поверхность подложки гидрофобной и не способствует стирке, а то и оказывает негативное воздействие. Кроме того, основные области применения этого типа поверхностно-активных веществ не похожи на другие поверхностно-активные вещества, которые используются для снижения поверхностного натяжения, а используют их структурные характеристики для других специальных аспектов.

Существует два метода синтеза алкилгликозидов. Один представляет собой одностадийный процесс, включающий стадии реакции сахара и высокоуглеродистого жирного спирта под действием кислотного катализатора, стадию нейтрализации и стадию вакуумной перегонки; другой - двухстадийный метод, включающий стадию реакции сахара и низкоуглеродистого жирного спирта под действием кислотного катализатора, стадию реакции обмена спирта с высокоуглеродистым спиртом и вышеуказанным реакционным раствором, стадию нейтрализации, вакуумную дистилляцию или перегретую воду. Удаление спирта перегонкой с водяным паром.

Независимо от того, какой метод, существует общая проблема: ухудшение цвета в процессе производства. Ухудшение цвета связано с наличием в реакционном растворе синтетического гликозида некоторых нестабильных веществ, которые меняют цвет в процессе дистилляции (160 ℃) или при более высокой температуре. Коммерческий алкилполигликозид должен максимально удалять избыток жирного спирта, что образует пару противоречий, то есть избыток жирного спирта должен полностью испаряться без повышения температуры. Поэтому вопрос о том, как полностью снизить содержание алкоголя и сохранить хороший цвет, стал заботой производителей алкилполигликозидов и деятелей науки и техники.