Jakie są dobre właściwości kationowych środków powierzchniowo czynnych?

2020-09-08 23:49:40

Główną reakcją w syntezie kationowych środków powierzchniowo czynnych jest N-alkilacja, podczas której trzeciorzędowa amina reaguje z odczynnikiem alkilującym, tworząc czwartorzędową sól amoniową, zwaną także reakcją czwartorzędowania.

Alkilowa czwartorzędowa sól amoniowa jest jedną z ważnych odmian czwartorzędowego amoniowego kationowego środka powierzchniowo czynnego, który jest szeroko stosowany jako środek bakteriobójczy, zmiękczacz włókien, środek flotujący minerały, emulgator i tak dalej. Jego strukturę charakteryzują cztery grupy alkilowe przyłączone do atomu azotu, to znaczy wszystkie cztery atomy wodoru jonu amonowego są zastąpione grupami alkilowymi. Ogólnie rzecz biorąc, tylko jedna lub dwie grupy alkilowe są długołańcuchowymi grupami węglowodorowymi alkilowymi, a liczba atomów węgla pozostałych grup alkilowych wynosi jeden lub dwa. Ze względu na ich cechy strukturalne istnieją trzy główne metody syntezy czwartorzędowych soli alkiloamoniowych, a mianowicie reakcja wyższych haloalkanów i niższych amin trzeciorzędowych, reakcja wyższych alkiloamin i niższych haloalkanów oraz wytwarzanie czwartorzędowych soli alkilowoamoniowych metodą kwasu formaldehydowo-mrówkowego.

Kationowe środki powierzchniowo czynne mają dobre właściwości bakteriobójcze, zmiękczające, antystatyczne, antykorozyjne, emulgujące i zwilżające i często są stosowane jako katalizatory przeniesienia fazowego. Jednakże takie środki powierzchniowo czynne są rzadko stosowane jako same detergenty, ponieważ powierzchnia wielu podłoży jest zwykle naładowana ujemnie w roztworach wodnych, zwłaszcza w alkalicznych roztworach wodnych. W procesie aplikacji dodatnio naładowane środki powierzchniowo czynne utworzą na powierzchni matrycy grupy hydrofilowe, a grupy hydrofobowe ułożą się na zewnątrz, co sprawia, że ​​powierzchnia podłoża staje się hydrofobowa i nie sprzyja wymywaniu, a nawet ma negatywne skutki. Ponadto główne obszary zastosowań tego rodzaju środków powierzchniowo czynnych nie są podobne do innych środków powierzchniowo czynnych, które stosuje się w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego, ale wykorzystują ich właściwości strukturalne do innych specjalnych aspektów.

Istnieją dwie metody syntezy glikozydów alkilowych. Jeden z nich to proces jednoetapowy, obejmujący etapy reakcji cukru i wysokowęglowego alkoholu tłuszczowego pod działaniem katalizatora kwasowego, etap zobojętniania i etap destylacji próżniowej; druga to metoda dwuetapowa, obejmująca etap reakcji cukru i niskowęglowego alkoholu tłuszczowego pod działaniem kwasowego katalizatora, etap reakcji wymiany alkoholu alkoholu wysokowęglowego i powyższego roztworu reakcyjnego, etap zobojętniania, destylację próżniową lub przegrzaną wodę. Usuwanie alkoholu poprzez destylację z parą wodną.

Nieważne jaką metodą, istnieje powszechny problem, czyli pogorszenie koloru w procesie produkcyjnym. Pogorszenie koloru wynika z obecności w roztworze reakcyjnym syntetycznych glikozydów substancji niestabilnych, które zmieniają kolor w procesie destylacji (160 ℃) lub wyższej temperaturze. Handlowy alkilopoliglikozyd musi w miarę możliwości usuwać nadmiar alkoholu tłuszczowego, co stwarza parę sprzeczności, tzn. nadmiar alkoholu tłuszczowego należy całkowicie odparować bez zwiększania temperatury. Dlatego też, jak całkowicie zmniejszyć zawartość alkoholu i utrzymać dobry kolor, stało się przedmiotem zainteresowania producentów poliglikozydów alkilowych oraz pracowników nauki i technologii.