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季銨鹽的應用—陽離子表面活性劑

2016/5/27 15:13:16點擊:

一、表面活性劑——工業味精
   冰淇淋是我們最喜愛的食物;有了洗滌劑我們的生活才能如此美好。若沒有表面活性劑,這兩樣東西都不會有。這真是太可悲了。但是,如果真的沒有了表面活性劑,也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。國為沒有表面活性劑,人也沒有了。——英國著名辦界面化學家Ckint

二、表面活性劑的歷史
   公元前2500年——1850年 羊油和草木灰制造肥皂,表面活性劑和合成洗滌劑形成一門工業得追溯到本世紀30年代,以石油化工原料衍生的合成表面活性劑和洗滌劑打破了肥皂一統天下的局面
據專家預測,全世界人口人2000年到2050年將翻一番,洗滌劑總量將從5000萬噸增加到12000噸,凈增1.4倍,這是一個令人鼓舞的數字。
表面活性劑
傳統觀念上認為,表面活性劑(surfactant),是指具有固定的親水親油基團,在溶液的表面能定向排列,并能使表面張力顯著下降的物質。
1、表面張力:促使液體表面收縮的力叫做表面張力


2、表面張力實驗
表面張力是指一種使表面分子具有向內運動的趨勢,并使表面自動收縮至最小面積的力。


表面活性劑溶解于水中以后,表面活性劑能降低水的表面張力,并提高有機化合物的可溶性。


3、表面活性劑分類


4、陽離子表面活性劑概述
1928年,陽離子表面活性劑開始應用,當時用作殺菌劑。這類表面活性劑的產量增長較快,品種發展迅速,應用范圍日益廣泛:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑,目前陽離子表面活性劑的產量還比較小,但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。
陽離子表面活性劑的分類


季銨鹽與胺鹽不同,它在堿性和酸性介質中都能溶解,且離解為帶正電荷的表面活性離子。季銨鹽洗滌能力差但殺菌能力強,在陽離子表面活性劑中的地位最為重要,產量也最大。   
陽離子型表面活性劑正好與陰離子表面活性劑結構相反。其親水基一端是陽離子,故常稱之為“逆性肥皂”或“陽性皂”。陽離子表面活性劑的最大特征是其表面吸附力在表面活性劑中最強。可用作天然或合成纖維的柔軟劑,抗靜電劑和紡織助染劑,肥料的抗結塊劑,農作物除莠劑,瀝青和石子的黏結促進劑,金屬防腐劑,顏料分散劑,頭發調理劑,化妝品用乳化劑,礦石浮選劑和殺菌劑等。
陽離子表面活性劑
陽離子表面活性劑,是其分子溶于水發生電離后,與親油基相連的親水基是帶陽電荷的面活性劑親油基一般是長碳鏈烴基。親水基絕大多數為含氮原子的陽離子,少數為含硫或磷原子的陽離子


5、HBL值
HBL值:表面活性劑中親水基和親油基之間的大小和力量平衡程度的量-表面活性劑親油親水平衡值。
HBL值越大代表親水性越強
HBL值越小代表親油性越強。
HBL值范圍
一般是1—40
HBL<10   親油性
HBL>10   親水性
6、乳液的分類
乳液也有兩種類型    O/W型, W/O型,
親水性乳化劑形成的是O/W型乳液,
親油性乳化劑形成的是W/O型乳液,
7、HBL值對應作用
1—3  消泡作用
3—6   乳化(油包水)
11—15  潤濕作用
13—15   去污作用
15—20   增溶作用
7—20  乳化(水包油型)
8、季銨鹽
季銨鹽為銨離子中的四個氫原子都被烴基取代而生成的化合物
季銨鹽型陽離子表面活性劑通式為
R4N+X-
四級銨鹽分子中的X是OH時,通常稱為四級銨堿

三、季銨鹽性狀及種類:
1、單季銨
2、雙季銨鹽(Gemini季銨鹽)
3、三季銨鹽
4、多季銨鹽
5、超支化季銨鹽
Gemini季銨鹽:是由兩個單鏈單頭基普通表面活性劑在離子頭基處通過化學鍵聯接而成,又稱雙子季銨鹽


A、季銨鹽使用注意
1、勿與堿性物質同時使用
2、勿與陰性離子表面活性劑混用
3、勿用金屬容器盛裝
4、易吸水受潮注意密封
B、季銨鹽一些性質
單長碳鏈烷基季銨鹽溶于極性有機溶劑,不溶于非極性有機溶劑
雙長鏈的烷基季銨鹽幾乎不溶于水,溶于非極性溶劑
不飽和碳鏈增加溶解性
C、季銨鹽應用小知識
在無機鹽溶液中會增稠鹽析,季銨鹽不易溶解在這些無機鹽的溶液中加入醇,增高溫度,可以增加季銨鹽溶解有些季銨鹽金屬萃取劑,可以加一些煤油效果比較好
D、季銨鹽的用途
1、殺菌、消毒劑
2、柔軟、抗靜電劑
3、絮凝劑、破乳劑
4、鉆井液、VES壓裂液、減阻劑、增稠劑
5、陰離子增效劑
E、殺菌消毒
1227:十二烷基二甲基芐基氯化銨
十六烷基三甲基氯化銨(水產殺菌除藻)
雙十烷基二甲基氯化銨(殺菌消毒效果很好)
F、柔軟劑
十六烷基三甲基溴化銨(假發柔軟劑)
雙十八烷基三甲基氯化銨(紡織柔軟劑)
G、催化劑
氟化學、臨氟類、催化劑、四甲基氯化銨
四丁基溴化銨
三辛基甲基氯化銨
十四烷基三甲基氯化銨
H、油田方面應用
防膨劑 四甲基氯化銨
I、清洗
電子顯影清洗  四甲基氫氧化銨
單晶硅多晶硅清洗  十二雙羥
金屬表面清洗  十二雙羥
J、溶血劑
1231 1432 1632 用的比較多
K、礦物萃取
貴重金屬浮選  三辛基甲基氯化銨
四、季銨鹽產品發展的前景
季銨鹽產品一直沿著綠色環保、易生物降解、不含APEO、甲醛等危害自然環境和人類健康的方向發展。隨著公共意識的提高,環保質量的要求,此類產品不斷滿足社會發展的需求。是未來表面活性劑行業發展的必然方向。

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