第二章陽(yáng)離子表面活性劑詳解演示文稿

第二章陽(yáng)離子表面活性劑詳解演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)優(yōu)選第二章陽(yáng)離子表面活性劑目前二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)陽(yáng)離子表面活性劑的應(yīng)用特點(diǎn)①不適用于洗滌一般纖維織物和固體表面均帶有負(fù)電荷，當(dāng)使用陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)，它吸附在基質(zhì)和水的表面上，由于陽(yáng)離子表面活性劑與基質(zhì)間具有強(qiáng)烈的靜電引力，親油基朝向水相，使基質(zhì)疏水，因此，不適用于洗滌；目前三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)電荷相吸電荷相斥洗滌去污作用無(wú)洗滌去污作用目前四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)③殺菌作用顯著很稀的溶液（1/10000-1/100000）即有殺菌效果，這是由于細(xì)菌被強(qiáng)力吸附后，阻止了細(xì)菌的呼吸作用和糖解作用所致②具有良好的抗靜電作用當(dāng)陽(yáng)離子表面活性劑吸附吸在纖維表面，形成一定向吸附膜后，中和了纖維表面的負(fù)電荷，減少了因摩擦產(chǎn)生的自由電子，因而，具有良好的抗靜電作用；目前五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)④廣泛應(yīng)用于纖維的柔軟整理劑陽(yáng)離子表面活性劑能顯著降低纖維表面的摩擦系數(shù)，具有良好的柔軟平滑性能；⑤陽(yáng)離子表面活性劑不能與肥皂等陰離子表面活性劑混用，否則將引起陽(yáng)離子活性物沉淀而失效。目前六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)幾乎所有的陽(yáng)離子表面活性劑都是含氮化合物，即有機(jī)胺的衍生物。主要有季銨鹽(RNR3+A-)、烷基吡啶翁(RC5H5N+A-)。以十六烷基三甲基氯化銨為例，表示為：見(jiàn)書(shū)P53表3-7目前七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑

ammoniumcationicsurfacants所有的銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑都可通過(guò)胺與酸的中和作用制得。胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑制備：有機(jī)胺（高級(jí)伯胺、仲胺和叔胺）與酸（鹽酸、醋酸、鉀酸、氫溴酸、硫酸等）制得。有機(jī)胺制備中和酸Preparationoforganicammonium

neutralizationtargetproduct目標(biāo)產(chǎn)物目前八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)E.g

（十二烷基二甲基叔胺醋酸鹽）

應(yīng)用：可在酸性介質(zhì)中作乳化、分散、潤(rùn)濕劑，也用作礦物浮選劑、顏料粉末表面憎水劑。缺點(diǎn)：當(dāng)溶液pH＞7時(shí)，胺易從水中游離析出，從而失去表面活性目前十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)一般按起始胺的不同分為:高級(jí)胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑;低級(jí)銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑。前者多由高級(jí)脂肪胺與鹽酸或醋酸進(jìn)行中和反應(yīng)制得，常用作緩蝕劑、捕集劑、防結(jié)塊劑等。目前十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)1、高級(jí)伯胺的制取

（1）脂肪酸法fattyacid

MPa、300-320℃下反應(yīng)生成脂肪酰胺，脫水生成腈，再加氫還原：Preparationofhighorganicammonium

目前十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)加氫還原的工業(yè)上的工藝條件：MPa，溫度120-150℃。少量仲胺，叔胺副產(chǎn)物目前十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)脂肪酸、氨和氫直接在催化劑上反應(yīng)的：新工藝：一步法catalyst目前十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)（2）脂肪醇法fattyalcohol脂肪醇和氨在380-400℃、12.16-17.23MPa下，可制得伯胺。目前十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)2、高級(jí)仲胺的制?、僦敬挤ǜ呒?jí)醇和氨在鎳、鈷催化劑下生成仲胺。注意：制備條件與伯胺的區(qū)別目前十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)②脂肪腈法fattynitrile

首先將脂肪腈在低溫下轉(zhuǎn)化為伯胺，然后在銅鉻催化劑下脫氫，得到仲胺。目前十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)③鹵代烷法

alkylogen;alkylhalide;haloalkane

鹵代烷和氨在密閉的反應(yīng)器中反應(yīng)，主要產(chǎn)物為仲胺。目前十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)3、高級(jí)叔胺的制備叔胺是制取季銨鹽的主要原料，季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中的一個(gè)大類(lèi)，用途較廣。①伯胺與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)制備叔胺此為工業(yè)上制備叔胺的重要方法:目前十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)在堿性催化劑可進(jìn)一步反應(yīng)，生成聚醚鏈。分子鏈中隨著聚氧乙烯含量的增加，產(chǎn)物的非離子性也增加；但在水中的溶解度卻不隨pH值的變化而改變。故也稱(chēng)為陽(yáng)離子表面活性劑的非離子化。作業(yè)1：寫(xiě)出二乙醇胺在堿性催化劑作用下生成聚醚鏈的反應(yīng)機(jī)理及方程式。目前二十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)②脂肪酸與低級(jí)胺反應(yīng)制取叔胺由此法制得的叔胺，成本低，性能好，大多用于纖維柔軟整理劑。如硬脂酸和三乙醇胺加熱縮合酯化，形成叔胺，再用甲酸中和，得到索羅明（Soromine）A型陽(yáng)離子表面活性劑。目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亞乙基三胺加熱縮合后再與尿素作用，經(jīng)醋酸中和后，可制得優(yōu)良的纖維柔軟劑阿科維爾（Ancovel）。作業(yè)2：寫(xiě)出用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亞乙基三胺加熱縮合后再與尿素作用，經(jīng)醋酸中和后，制阿科維爾（Ancovel）的方程式。目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)③非對(duì)稱(chēng)叔胺的制備非對(duì)稱(chēng)叔胺是合成季銨鹽的中間體。通常它是由一個(gè)C8以上長(zhǎng)碳鏈和兩個(gè)短碳鏈（如甲基、乙基或芐基等）組成。合成路線(xiàn)：a長(zhǎng)碳鏈氯代烷與低碳的烷基仲胺生成叔胺。反應(yīng)溫度130-170℃，壓力1.01-4.05MPa，制得叔胺需蒸餾純化，否則色澤很深。目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)b

α-烯烴制取叔胺

此法成本低，較為先進(jìn)。C脂肪腈與二甲胺、氫在鎳催化劑下反應(yīng)

目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)d脂肪伯胺與甲酸、甲醛混合物反應(yīng)

e脂肪伯胺或仲胺在甲醛存在下加氫反應(yīng)

目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)f脂肪醇與二甲胺反應(yīng)反應(yīng)條件為銅鉻催化劑，250-300℃，20.27-25.33MPa。目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)2.6.3季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑

季銨鹽與胺鹽的區(qū)別:季銨鹽是強(qiáng)堿的鹽，無(wú)論在酸性還是堿性溶液中均可溶解，并解離成帶正電荷的銨根離子。胺鹽為弱酸的鹽，對(duì)pH較為敏感，在堿性條件下則游離成不溶于水的胺，而失去表面活性。目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)常用的烷化劑為氯甲烷或硫酸二甲酯。它們的種類(lèi)繁多，產(chǎn)量在各類(lèi)陽(yáng)離子表面活性劑中占首位。在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值的季銨鹽有下列三種類(lèi)型：長(zhǎng)碳鏈季銨鹽，咪唑啉季銨鹽吡啶季銨鹽。季銨鹽制備：脂肪叔胺烷基化季銨鹽tertiaryaminealkylationquaternaryammoniumsalt

tertiaryamine目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

長(zhǎng)碳鏈季銨鹽咪唑啉季銨鹽吡啶季銨鹽（R1=C8～C26，R2=C8～C26或CH3，X=X=Cl或Br

）

目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)長(zhǎng)碳鏈季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中產(chǎn)量最大的一類(lèi)，由叔胺與鹵代烷反應(yīng)制得：不受pH影響，在酸、堿及中性介質(zhì)中均穩(wěn)定。目前三十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)1、由伯胺、仲胺、叔胺制取季銨鹽

高級(jí)脂肪胺中加入氫氧化鈉，加壓下與氯甲烷反應(yīng)制得。此法為廣泛使用的方法，反應(yīng)在極性溶劑（水或乙醇）中進(jìn)行較為迅速。為提高產(chǎn)率，必須保證反應(yīng)物不呈酸性，因此要加入Na2CO3、K22CO3等。思考：1、該反應(yīng)為什么在極性溶劑中反應(yīng)迅速?2、加入Na2CO3、K22CO3的目的是什么？（下節(jié)課提問(wèn)）目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)如十二烷基三甲基氯化銨（防粘劑DT或1231），合成如下：代表產(chǎn)品：十二烷基三甲基溴化銨（陽(yáng)離子表面活性劑1231）；十八烷基三甲基氯化銨（陽(yáng)離子表面活性劑1831）；十六烷基三甲基溴化銨（陽(yáng)離子表面活性劑1631）。

注意：反應(yīng)條件目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

2、低級(jí)叔胺與鹵代烷反應(yīng)制取季銨鹽反應(yīng)條件：加壓下60-80℃。60-80℃一定壓力目前三十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)如烷基二甲基叔胺與氯化芐反應(yīng)制得。代表產(chǎn)品：十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227）國(guó)內(nèi)商品明為1227或潔爾滅，是消毒殺菌劑，也用于聚丙烯腈染色的緩染劑。若陰離子為溴時(shí)則為新潔爾滅，是一種很強(qiáng)的陽(yáng)離子殺菌劑。

目前三十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)十八烷基二甲基芐