Welche guten Eigenschaften haben kationische Tenside?

2020-09-08 23:49:40

Die Hauptreaktion bei der Synthese kationischer Tenside ist die N-Alkylierung, bei der tertiäres Amin mit Alkylierungsreagenz unter Bildung eines quartären Ammoniumsalzes reagiert, was auch als Quaternisierungsreaktion bezeichnet wird.

Alkylquaternäres Ammoniumsalz ist eine der wichtigen Arten von kationischen quartären AmmoniumTensiden, die häufig als Bakterizid, Faserweichmacher, Mineralflotationsmittel, Emulgator usw. verwendet werden. Seine Struktur ist durch vier an das Stickstoffatom gebundene Alkylgruppen gekennzeichnet, das heißt, alle vier Wasserstoffatome des Ammoniumions sind durch Alkylgruppen ersetzt. Im Allgemeinen sind nur eine oder zwei der Alkylgruppen langkettige Kohlenwasserstoff-Alkylgruppen und die Anzahl der Kohlenstoffatome der verbleibenden Alkylgruppen beträgt eins oder zwei. Entsprechend ihren strukturellen Eigenschaften gibt es drei Hauptmethoden für die Synthese von quartären Alkylammoniumsalzen, nämlich die Reaktion von höheren Halogenalkanen und niederen tertiären Aminen, die Reaktion von höheren Alkylaminen und niederen Halogenalkanen und die Herstellung von quartären Alkylammoniumsalzen durch die Formaldehyd-Ameisensäure-Methode.

Kationische Tenside haben gute bakterizide, weichmachende, antistatische, korrosionshemmende, emulgierende und benetzende Eigenschaften und werden häufig als Phasentransferkatalysatoren verwendet. Als alleinige Waschmittel werden solche Tenside jedoch selten eingesetzt, da die Oberfläche vieler Substrate in wässrigen Lösungen, insbesondere in alkalischen wässrigen Lösungen, meist negativ geladen ist. Positiv geladene Tenside bilden beim Auftragen hydrophile Gruppen in der Matrixoberfläche und hydrophobe Gruppen ordnen sich nach außen, was die Substratoberfläche hydrophob und nicht waschbar macht und sogar negative Auswirkungen hat. Darüber hinaus liegen die Hauptanwendungsgebiete dieser Art von Tensiden nicht wie bei anderen Tensiden darin, die Oberflächenspannung zu reduzieren, sondern nutzen ihre strukturellen Eigenschaften für andere spezielle Aspekte.

Es gibt zwei Methoden zur Synthese von Alkylglykosiden. Das eine ist ein einstufiges Verfahren, das die Reaktionsschritte von Zucker und Fettalkohol mit hohem Kohlenstoffgehalt unter Einwirkung eines Säurekatalysators, einen Neutralisationsschritt und einen Vakuumdestillationsschritt umfasst. Das andere ist ein zweistufiges Verfahren, einschließlich des Reaktionsschritts von Zucker und Fettalkohol mit niedrigem Kohlenstoffgehalt unter Einwirkung eines Säurekatalysators, des Alkoholaustauschreaktionsschritts von Alkohol mit hohem Kohlenstoffgehalt und der obigen Reaktionslösung, des Neutralisierungsschritts, der Vakuumdestillation oder der Entfernung von überhitztem Wasser und Alkohol durch Wasserdampfdestillation.

Unabhängig von der Methode gibt es ein häufiges Problem, nämlich eine Farbverschlechterung im Produktionsprozess. Die Farbverschlechterung ist auf das Vorhandensein einiger instabiler Substanzen in der synthetischen Glykosid-Reaktionslösung zurückzuführen, die während des Destillationsprozesses (160 °C) oder bei höheren Temperaturen ihre Farbe ändern. Das kommerzielle Alkylpolyglykosid muss den überschüssigen Fettalkohol so weit wie möglich entfernen, was einen Widerspruch darstellt, das heißt, der überschüssige Fettalkohol sollte vollständig verdampft werden, ohne die Temperatur zu erhöhen. Daher ist die Frage, wie der Alkoholgehalt vollständig reduziert und eine gute Farbe aufrechterhalten werden kann, zum Anliegen der Hersteller von Alkylpolyglykosiden und intensiver Wissenschaftler und Techniker geworden.