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。
季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。在用作织物柔剂时，由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜，降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外，还可作护发产品中的头发定型调理剂，纺织工业中的匀染固色剂。但它有使机械生锈的缺点，价格也较贵。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。
另外，阳离子表面活性剂作为表面活性剂的主要分支，其规模发展呈稳步增长趋势，阳离子表面活性剂在全球稳定增长的趋势为我国相关行业的发展和壮大提供了良好的外部环境，但由于与发达国家在产品结构与技术上的差距，行业也面临着严峻的考验。随着阳离子表面活性剂在工业和民用领域中的应用越来越广，对品种和性能也提出了越来越高的要求，所以需要新品种的开发，有很大的发展空间。
阳离子表面活性剂的合成与应用 摘要:表面活性剂是具有表面活性的物质能改变物质的张力。本文对阳离子表面 活性剂的含义、种类、用途以及在工业领域中的应用进行了详细的阐述。 关键词：阳离子表面活性剂：含义、种类、用途及应用 1．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 2,.种类： <1>季铵盐： 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。季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。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。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。由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜，降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外，还可作护发产品中的头发定型调理剂，纺织工业中的匀染固色剂。但它有使机械生锈的缺点，价格也较贵。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。 <2>杂环类阳离子表面活性剂： 杂环类阳离子表面活性剂可以有咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物等。 眯唑啉是含有二个氮原子的五元杂环的单环化合物，如2—烷基咪唑啉，它与硫酸二甲酯肛反应可生成季铵盐；如脂肪酸与二亚乙基三胺反应生成2—烷基氨基乙基咪唑啉，得到的产物乙酰化再与甲酸中和或季铵化都得到阳离子表面活性剂。它们都可做纤维柔软剂或杀菌剂。 一般阳离子表面活性剂去污力较差，因此通常不用阳离子表面活性剂作洗涤剂。但在特殊的清洗剂中如杀菌消毒洗涤剂中会加入阳离子特别是季铵盐型阳离子表面活性剂。 3.应用： 1. 阳离子表面活性剂主要起匀染和缓染作用，其基本原理都是延缓染料的吸附速度和减慢上染率，染料和表面活性剂对纤维表面上染座的竞争，匀染剂首先占领部分染座。随染色的不断进行，被匀染剂占领的染座又被阳离子染料所代替，
几种特殊阳离子表面活性剂性能简介 1.聚氧乙烯基阳离子表面活性剂 该类表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚单季铵盐、烷基酚聚氧乙烯醚季铵盐、失水山梨醇单脂肪酸酯聚氧乙烯醚季铵盐。这些产品由于分子结构中含有氧乙烯基团（EO），降低了表面活性剂离子的电荷密度，从而能减弱阴离子和阳离子间的静电作用，并增大阴离子－阳离子复合物的亲水性，使得阴阳离子表面活性剂能够完全混溶而不产生沉淀，从而使阴阳混合体获得良好的应用可能性。 通常在人们的观念中阴阳离子表面活性剂无法进行混溶复配，一般阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配时由于强烈的静电作用使混合体系超过cmc 时即产生沉淀，甚至低于cmc时就会发生相分离，特别是等摩尔混配时，更易产生沉淀，而含有乙氧基团的季铵盐恰恰能解决这个问题，只要有足够的EO 基团，它几乎能和所有的阴离子表面活性剂相混溶、复配。 阴离子表面活性剂体系中由于这种相溶的特殊阳离子表面活性剂的添加，其性能会发生以下几种明显变化：①表面张力得以降低，加入极少量的阳离子表面活性剂就可以明显降低体系表面张力；②可显著降低临界胶束浓度cmc，且降低效率可高达104倍，这样就可产生强烈的协同效应；③显著增效效应，阳离子表面活性剂的添加可使去污力大大提高，使泡沫“寿命”延长，粘度增大，稳定性增加，润湿性得以提高，表面接触角减小，乳化力明显提高，乳化剂用量大幅减少。 由于添加的阳离子表面活性剂特别是双生、三生阳离子表面活性剂具有较好的抗静电、杀菌防霉、柔软防尘功效，因而可以开发出具有多种新功能的“专
利产品”，如洗护二合一的洗发香波、洗消二合一的餐具洗涤剂等。 该类阳离子表面活性剂由于可以直接加入到阴离子体系中，因此不需采用“包裹”技术，在配方设计和产品制造中非常方便，由于制备工艺相对复杂，过程不易控制，目前国内工业化产品为数尚不多，但在国外具有特殊功效的产品中已广泛采用，如“防尘柔软洗衣粉”。 2.双生和三生阳离子表面活性剂 双生和三生阳离子表面活性剂是Gemini表面活性剂中的一种，而Gemini 表面活性剂也以阳离子型为最多，所谓Gemini表面活性剂是指一个分子内含有两个亲水基（或多个），两个亲油基（或多个）的一类表面活性剂。该类表面活性剂具有以下性质：①与传统表面活性剂相比更易吸附在两相界面，其吸附能力是传统活性剂的10～10000倍，因而在降低表面张力、发泡、稳泡、乳化方面具有特佳的效率和能力；②具有较低的临界胶束浓度（cmc），其cmc仅为传统表面活性剂的1/10～1/100，这就意味着其刺激性小，并具有超强的增溶效果和成本优势；③具有更多紧密的胶团结构和双倍的电荷基头，当和其它表面活性剂复配时具有更为强烈的协同增效作用，特别是带有EO基团的双生或多生阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂相复配时，协同功效更加明显；④由于所带电荷的成倍增加，因而对电解质不敏感，复配性能优异；⑤该类阳离子表面活性剂具有比单生阳离子表面活性剂更强的杀菌能力；⑥具有更强的相转移催化能力（比CTAB要强许多）。 由于双生或多生阳离子表面活性剂具有的特殊性质（其稳定囊泡甚至可达数月）因而可被用作优良的润湿剂、增泡剂、稳泡剂、增稠剂、强力杀菌剂（杀菌力比1227、新洁尔高100倍），、乳液乳化剂、相转移催化剂（远远好于
表面活性剂 阳离子表面活性剂 ●带正电荷,起表面活性作用的是阳离子。 ●其分子结构主要部分是一个五价氮原子，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，具有良好的表面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。 两性离子表面活性剂 ●结构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 表面活性剂的性质。 ●卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。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表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用；在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。 临界胶束浓度 表面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）。开始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渗透压、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表面活性剂分子从其周围挤开，迫使表面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，而是受水分子的排挤所致 若在表面活性剂浓溶液中加入适量的非极性液体，则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
阳离子表面活性剂及其应用 药物制剂八班徐崇印 131060828 摘要 阳离子表面活性剂在水中能离解，具有表面活性的分子结构，部分显示出憎水性的阳离子行为。此类活性剂称为阳离子型表面活性剂。早在1896年 F.Kraft 等人发现十六烷基胺的盐酸盐具有皂类发泡性质，但直到1928年以后，阳离子表面活性剂在工业上才得到采用，如用作纤维柔软剂、静电防止剂、憎水剂、染色助剂、矿物浮选和杀菌剂等。但是它的消费量低于阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，一般主要用在减少摩擦及杀菌作用等特殊用途方面。 阳离子表面活性剂与其他类型的表面活性剂一样，在界面或表面上吸附，达到一定浓度(临界胶束浓度，即CMC)时在溶液中形成胶团，从而，降低溶剂的表面张力，表现出表面活性。它具有乳化、加溶、润湿、洗涤和分散等作用。阳离子表面活性剂的洗涤作用是有限的，其抑菌性和对硬表面吸附的亲合性较突出。一般，硬表面带有负电荷，带正电荷的阳离子表面活性剂对其有着十分明显的活性。阳离子表面活性剂很易被人的皮肤、头发和牙齿所吸附。 阳离子表面活性剂溶于水则发生离解，形成的阳离子具有表面活性，其亲水基可以含氮、磷或硫，但目前工业上具有实际意义的主要是含氮的阳离子表面活性剂。在含氮的阳离子表面活性剂中，按氮原子在分子结构中的位置又可分为胺盐、季铵盐、氮苯和咪唑啉四类，其中以季铵盐类用途最广，其次是胺盐类。阳离子表面活性剂具有许多优越性能，除可做纤维用柔软剂、抗静电剂、防水剂和染色助剂外，还可用作矿物浮选剂以及杀菌剂、防锈剂和特殊乳化剂等。 阳离子表面活性剂在水中离解出具有表面活性的阳离子，它的电荷与阴离子表面活性剂相反，故常称为“逆性肥皂”。就其化学结构而言，它至少含有一个长链的疏水基和一个带有正电荷的亲水基团。长链的疏水基通常是由脂肪酸或石油化学品衍生而来的。表面活性阳离子的正电荷一般由氮原子携带，也可以由硫和磷原子携带，但目前有商业价值的几百种阳离子表面活性剂中，绝大部分都含有带正电荷的氮原子。因此，脂肪胺是阳离子表面活性剂的重要原料。 关键词阳离子表面活性剂分类应用 1.前言 常用的阳离子表面活性剂多为季铵盐，即铵的四个氢原子皆被有机基团所取代，成为R1R2N+R3R4?X－。季铵盐的合成比较简单，主要是季铵化反应。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。也正由于易于吸附，洗涤能力差，不能作洗涤剂的主要成分，价格也较高。 2.阳离子表面活性剂的分类 2.1季铵盐型阳离子表面活性剂 从结构上看，季铵盐型阳离子表面活性剂是铵盐的4个氢原子被有机基团取代而形成的，通常是用叔胺与烷基化剂进行反应制得。所用的烷基化剂