第五章 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，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。

大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。

（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。

（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力（N/m）。

4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。

5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。

如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。

6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。

第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。

2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。

4. 胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。

（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。

（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。

（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂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。

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。

阳离子表面活性剂（聚丙烯酰胺的制备）摘要：聚丙烯酰胺（PAM ）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

用于造纸工业、石油工业、纺织工业，增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜、生物医学材料等方面。

在这里要介绍的是阳离子型的聚丙烯酰胺。

关键词：聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺（CPAM ），优选，絮凝，链。

正文：聚丙烯酰胺作为良好的絮凝性，被广泛的应用于各个领域。

聚丙烯酰胺絮凝剂（PAM ）又称三号絮凝剂，是由丙烯酰胺单体聚合而成的有机高分子聚合物，无色无味、无臭、易溶于水，没有腐蚀性。

聚丙烯酰胺在常温下比较稳定，高温、冰冻时易降解，并降低絮凝效果，故其贮存与配制投加时，温度应控制在2℃～55℃时，絮凝效果为佳，否则会降低使用效果。

聚丙烯酰胺的分子结构为：结构式中丙烯酰胺分子量为71.08，n 值为2×104～9×104，故聚丙烯酰胺分子量一般为1.5×106～6×106，分为低、中、高和超高分子量。

聚丙烯酰胺产品按其纯度来分，有粉剂和胶体两种，粉剂产品为白色或微黄色颗粒或粉末，固含量一般在90%以上，胶体产品为无色或微黄色透胶体，固含量为8%～9%。

聚丙烯酰胺产品按其离子型来分，有阳离子型、阴离子型和非离子型3种。

阳离子型一般都含有微量毒性，不适宜在给排水工程中使用，所以我们接触到的水处理剂聚丙烯酰胺均属阴离子型或非离子型。

聚丙烯酰胺的絮凝机理是：聚丙烯酰胺具有极性酰胺基团，酰胺基团易于借氢键作用在泥沙颗粒表面吸附。

另外，聚丙烯酰胺絮凝剂有很长的分子链，其长度有100 A°，但链的宽度只有1A°，很大数量级的长链在水中具有巨大的吸附表面积，其絮凝作用好，还可利用长链在絮凝颗粒之间架桥，形成大颗粒絮凝体，加速沉降。

今天，就让我们来了解一下阳离子型的聚丙烯酰胺的制备与生产工艺。

化学反应中的表面活性物质分类表面活性物质是指一类具有分子结构对称性和亲疏水性的化学物质，在水等液体表面形成具有物理、化学特性的薄膜（称为界面）。

它们分子分布不均、表面活泼，具有良好的表面张力活性，能够影响表面和分子间的相互作用，常常用于制药、日用品、涂料、环保、生物化学等领域。

在化学反应过程中，表面活性物质扮演着重要的角色。

在这个过程中，根据各种不同的分子特性，表面活性物质可以分为五大类，包括阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，离子形块聚物和非离子形块聚物。

下面将对这五大类表面活性物质进行详细介绍。

一、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂又称为季铵盐表面活性剂，是一种正离子表面活性剂，它们的分子中含有烃基、氧原子和氮原子等元素。

常见的阳离子表面活性剂例如八卡兹胺、丁基苄基二甲酰胺，物理化学性质上具有很高的荷电量和极性强，能够与水中的阴离子分子结合在一起，使基质表面产生剩余荷电。

在医药、化妆品等领域广泛应用，起到增稠、增溶和杀菌、杀毒的作用。

二、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂属于负离子表面活性剂，也是广为使用的一种表面活性剂，其分子一般是由烷基链和苯酚、硫酸酯基等构成，如十二烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠等。

阴离子表面活性剂化学性质是带负电荷，具有高表面张力，与阳离子表面活性剂相比较，阴离子表面活性剂的表面张力更低，在洁净、去污、悬浮和乳化等方面都拥有很好的用途。

三、非离子表面活性剂非离子表面活性剂一般具有羟基和葡萄糖环等官能基，是含有疏水性和亲水性的分子。

常见的非离子表面活性剂有十二醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯聚氧乙烯醚等，这些表面活性剂官能基的不同可以控制其在不同条件下的水溶性、亲水性和疏水性，广泛应用于日用品、医药、纺织化学和精细化学等领域。

四、离子形块聚物离子性块聚物一般是由水溶性的大分子结构组成，具有疏水性和亲水性两种特性。

由于其独特的结构和性质，离子形块聚物广泛应用于纳米颗粒制备、先进的电子学和电子测量领域，具有重要的科学意义和应用价值。

外表活性剂阳离子外表活性剂●带正电荷,起外表活性作用的是阳离子。

●其分子构造主要局部是一个五价氮原子，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，具有良好的外表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。

两性离子外表活性剂●构造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外表活性剂的性质。

●卵磷脂是天然的两性离子外表活性剂。

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外表活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用；在酸性溶液中那么呈阳离子外表活性剂的性质，具有很强的杀菌才能。

临界胶束浓度外表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〕。

开场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浸透压、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外表活性剂分子从其周围挤开，迫使外表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，而是受水分子的排斥所致假设在外表活性剂浓溶液中参加适量的非极性液体，那么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：离子外表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。