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季铵盐的应用—阳离子表面活性剂

2016/5/27 15:13:16点击:

一、表面活性剂——工业味精
   冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂,这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是,如果真的没有了表面活性剂,也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。国为没有表面活性剂,人也没有了。——英国著名办界面化学家Ckint

二、表面活性剂的历史
   公元前2500年——1850年 羊油和草木灰制造肥皂,表面活性剂和合成洗涤剂形成一门工业得追溯到本世纪30年代,以石油化工原料衍生的合成表面活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面
据专家预测,全世界人口人2000年到2050年将翻一番,洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000吨,净增1.4倍,这是一个令人鼓舞的数字。
表面活性剂
传统观念上认为,表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。
1、表面张力:促使液体表面收缩的力叫做表面张力


2、表面张力实验
表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势,并使表面自动收缩至最小面积的力。


表面活性剂溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性。


3、表面活性剂分类


4、阳离子表面活性剂概述
1928年,阳离子表面活性剂开始应用,当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快,品种发展迅速,应用范围日益广泛:杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂,目前阳离子表面活性剂的产量还比较小,但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。
阳离子表面活性剂的分类


季铵盐与胺盐不同,它在碱性和酸性介质中都能溶解,且离解为带正电荷的表面活性离子。季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强,在阳离子表面活性剂中的地位最为重要,产量也最大。   
阳离子型表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。阳离子表面活性剂的最大特征是其表面吸附力在表面活性剂中最强。可用作天然或合成纤维的柔软剂,抗静电剂和纺织助染剂,肥料的抗结块剂,农作物除莠剂,沥青和石子的黏结促进剂,金属防腐剂,颜料分散剂,头发调理剂,化妆品用乳化剂,矿石浮选剂和杀菌剂等。
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


5、HBL值
HBL值:表面活性剂中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量-表面活性剂亲油亲水平衡值。
HBL值越大代表亲水性越强
HBL值越小代表亲油性越强。
HBL值范围
一般是1—40
HBL<10   亲油性
HBL>10   亲水性
6、乳液的分类
乳液也有两种类型    O/W型, W/O型,
亲水性乳化剂形成的是O/W型乳液,
亲油性乳化剂形成的是W/O型乳液,
7、HBL值对应作用
1—3  消泡作用
3—6   乳化(油包水)
11—15  润湿作用
13—15   去污作用
15—20   增溶作用
7—20  乳化(水包油型)
8、季铵盐
季铵盐为铵离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物
季铵盐型阳离子表面活性剂通式为
R4N+X-
四级铵盐分子中的X是OH时,通常称为四级铵碱

三、季铵盐性状及种类:
1、单季铵
2、双季铵盐(Gemini季铵盐)
3、三季铵盐
4、多季铵盐
5、超支化季铵盐
Gemini季铵盐:是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成,又称双子季铵盐


A、季铵盐使用注意
1、勿与碱性物质同时使用
2、勿与阴性离子表面活性剂混用
3、勿用金属容器盛装
4、易吸水受潮注意密封
B、季铵盐一些性质
单长碳链烷基季铵盐溶于极性有机溶剂,不溶于非极性有机溶剂
双长链的烷基季铵盐几乎不溶于水,溶于非极性溶剂
不饱和碳链增加溶解性
C、季铵盐应用小知识
在无机盐溶液中会增稠盐析,季铵盐不易溶解在这些无机盐的溶液中加入醇,增高温度,可以增加季铵盐溶解有些季铵盐金属萃取剂,可以加一些煤油效果比较好
D、季铵盐的用途
1、杀菌、消毒剂
2、柔软、抗静电剂
3、絮凝剂、破乳剂
4、钻井液、VES压裂液、减阻剂、增稠剂
5、阴离子增效剂
E、杀菌消毒
1227:十二烷基二甲基苄基氯化铵
十六烷基三甲基氯化铵(水产杀菌除藻)
双十烷基二甲基氯化铵(杀菌消毒效果很好)
F、柔软剂
十六烷基三甲基溴化铵(假发柔软剂)
双十八烷基三甲基氯化铵(纺织柔软剂)
G、催化剂
氟化学、临氟类、催化剂、四甲基氯化铵
四丁基溴化铵
三辛基甲基氯化铵
十四烷基三甲基氯化铵
H、油田方面应用
防膨剂 四甲基氯化铵
I、清洗
电子显影清洗  四甲基氢氧化铵
单晶硅多晶硅清洗  十二双羟
金属表面清洗  十二双羟
J、溶血剂
1231 1432 1632 用的比较多
K、矿物萃取
贵重金属浮选  三辛基甲基氯化铵
四、季铵盐产品发展的前景
季铵盐产品一直沿着绿色环保、易生物降解、不含APEO、甲醛等危害自然环境和人类健康的方向发展。随着公共意识的提高,环保质量的要求,此类产品不断满足社会发展的需求。是未来表面活性剂行业发展的必然方向。