陽離子表面活性劑

用作織物柔軟劑、油漆油墨印刷助劑、抗靜電劑、殺菌劑、瀝青乳化劑、護髮素、焗油膏。

因為一般基質的表面帶有負離子，當帶正電的陽離子表面活性劑與基質接觸時就會與其表面的污物結合，而不去溶解污物所以一般不做洗滌劑。

陽離子表面活性劑在水溶液中電離時生成的表面活性離子帶正電荷，其疏水基與陰離子表面活性劑相似。陽離子表面活性劑的親水基離子中含有氮原子，根據氮原子在分子中的位置不同分為胺鹽、季銨鹽和雜環型三類。

胺鹽是用酸中和烷基伯胺、仲胺、叔胺或乙醇胺得到的產物。根據胺的不同分為脂肪胺鹽、乙醇胺鹽和聚乙烯多胺鹽。

(1)脂肪胺鹽 脂肪胺鹽是用鹽酸、甲酸、乙酸中和烷基伯胺、仲胺和叔胺得到的產物，如:

60～70℃

C12H25NH2+CH3COOH========C12H25NH+3·CH3COO-

(2)乙醇胺鹽 是酸與一、二、三乙醇胺反應的產物，如

R—N(CH2CH20H)2+HCl===[R--NH(CH2CH20H)2]+C1-

(二乙醇胺)

紡織工業中常用的柔軟劑索羅明A也屬於這一’類。如索羅明A的製法為：

CH2CH20H CH2CH20H

C17HasCOOHd-《CHaCH20H1C17HasCOOCH2CHzN二 —HCOOH，

CH2CH20H CH2CH20H

(三乙醇胺)

CH2CH20H

/

C17H35COOCH2CH2N ·HC00H(索羅明A)

\

CH2CH20H

(3)聚乙烯多胺鹽 鹵代烷與二乙三胺、三乙四胺反應可得到不同的N—烷基多胺，如：

R—X+NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2==R— NHCH2CH2NHCH2CH2NH2

(二乙三胺) (N—烷基二乙三胺)

RNH2+n CH2—CH2==R—RH(CH2CH2NH)．H

\/

N

H

(亞乙基亞胺) (N—烷基多乙多胺)

這些胺與酸反應得到聚乙烯多胺鹽都是表面活性劑。

胺鹽型陽離子表面活性劑水溶性較小，在酸性介質中較穩定；在中性、鹼性介質中會發生水解析出胺，通常只適合作纖維柔軟劑，不適合作洗滌劑。

季銨鹽型陽離子表面活性劑通式為[ ]x-，式中R為C10～C18。長鏈烷基，Rl、R2、R3 一般是甲、乙基，也可以有一個是苄基或長鏈烷基，X是氯、溴、碘或其他陰離子基團：多數情況下是氯或溴。

季銨鹽型陽離子表面活性劑是產量高、應用廣的陽離子表面活性劑。一般由叔胺與醇、鹵代烴、硫酸二甲酯等烴基化試劑反應製得。 ：吡啶《》(C5H5N)也可以看成一種特殊的叔胺，通常把吡啶與鹵代烷的反應產物也歸於季銨鹽中。如溴代十六烷與吡啶反應得到的產物十六烷基溴化吡啶是一種常用的殺菌劑。

季銨鹽陽離子表面活性劑水溶性好，既耐酸又耐鹼且大多數具有殺菌作用。由於大部分纖維表面帶負電，用季銨鹽陽離子表面活性劑可中和其電荷，因此有較好的抗靜電作用。它們能在纖維表面形成疏水油膜，降低纖維的摩擦係數使之具有柔軟、平滑的效果所以可作柔軟劑。這種表面活性劑除可作抗靜電劑柔軟劑外，還可作護髮產品中的頭髮定型調理劑，紡織工業中的勻染固色劑。但它有使機械生鏽的缺點，價格也較貴。在清洗劑中常與非離子表面活性劑復配成殺菌、消毒清洗劑。

雜環類陽離子表面活性劑可以有咪唑啉、嗎啉胍類、三嗪類衍生物等。

眯唑啉是含有二個氮原子的五元雜環的單環化合物，如2—烷基咪唑啉，它與硫酸二甲酯肛 反應可生成季銨鹽；如脂肪酸與二亞乙基三胺反應生成2—烷基氨基乙基咪唑啉，得到的產物乙醯化再與甲酸中和或季銨化都得到陽離子表面活性劑。它們都可做纖維柔軟劑或殺菌劑。

一般陽離子表面活性劑去污力較差，因此通常不用陽離子表面活性劑作洗滌劑。但在特殊的清洗劑中如殺菌消毒洗滌劑中會加入陽離子特別是季銨鹽型陽離子表面活性劑。

陽離子聚丙烯醯胺（CPAM)是線型高分子化合物，由於它具有多種活潑的基團，可與許多物質親和、吸附形成氫鍵。主要是絮凝帶負電荷的膠體，具有除濁、脫色、吸附、粘合等功能，適用於染色、造紙、食品、建築、冶金、選礦、煤粉、油田、水產加工與發酵等行業有機膠體含量較高的廢水處理，特別適用於城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業污泥的脫水處理。

1、水溶性好，在冷水中也能完全溶解。

2、添加少量陽離子聚丙烯醯胺產品，即可受到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分發揮作用。

3、同時使用陽離子聚丙烯醯胺產品和無機絮凝劑（聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，鐵鹽等），可顯示出更大的效果。

由於陽離子聚丙烯醯胺具有以下作用：

1、澄清凈化作用；

2、沉降促進作用；

3、過濾促進作用；

4、增稠作用及其它作用。

因此能夠充分滿足在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面的要求。

聚丙烯醯胺的使用要遵循如下原則：

1、顆粒狀聚丙烯醯胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解於水，用其水溶液去處理污水。

2、溶解顆粒狀聚合物的水應該是乾淨（如自來水），不能是污水。常溫的水即可，一般不需要加溫。水溫低於5℃是溶解很慢。水溫提高溶解速度加快，但40℃以上會使聚合物加快降解，影響使用效果。一般自來水都適合於配製聚合物溶液。強酸、強鹼、高含鹽的水不適於用來配製。

3、聚合物溶液濃度的選擇，樂邦公司建議為0.1%—0.3%，即1升水中加1g—3g聚合物粉劑。

PAM濃度選擇要考慮如下因素：

配製罐小而每天用藥量大，建議配的稍濃一些（如0.3%）。

聚合物分子量很高時，建議配的稍稀一些（如0.1%）。

聚合物溶液投到污水中，如因設備原因分散狀況不太好時，建議配的稍稀一些。

總之，聚合物濃度過大，會造成攪拌器馬達負荷過大，也會造成進入污水後分散狀況不好，影響使用效果。配得稀一些有助於提高使用效果。

4、配成的溶液不要用離心泵轉移，以免高速旋轉的葉片造成聚合物的剪切降解。配製的具體方法如下：

在溶器（如實驗室的燒杯，工廠的配製罐）中加入一定量的清水，按清水量及濃度計算所需的粉狀聚合物量，稱出聚合物