常用的陽離子表面活性劑為季銨鹽型,系由叔胺和烷化劑反應(yīng)而制得,從形式上看是銨離子的4個氫原子被有機(jī)基團(tuán)所取代,成為RlR2N+R3R4的形式。季銨鹽的堿性較強(qiáng),其水溶液遇堿無變化,而胺鹽的水溶液遇堿則起作用形成不溶于水的胺:
![]()
季銨鹽與其他類型表面活性劑相容性好,并具有一系列優(yōu)良的性質(zhì)。因此,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的陽離子表面活性劑主要是季銨鹽型陽離子表面活性劑。
1.由高級胺制成的季銨鹽型陽離子表面活性劑
(1)烷基三甲基季銨鹽烷基三甲基季銨鹽是由高級脂肪胺與氯甲烷在氫氧化鈉存在下,在加熱加壓條件下進(jìn)行反應(yīng)而制得的,反應(yīng)如下:

該反應(yīng)在極性介質(zhì)(如水、乙醇)中能迅速完成。為提高生產(chǎn)率,必須保證反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行,因此加入了氫氧化鈉。該類表面活性劑的主要代表為十二烷基三甲基氯化銨,它可由十二胺或N,N-二甲基十二胺來制取。


十二烷基三甲基氯化銨易溶于水,呈透明狀,具有良好的表面活性,可用作黏膠凝固液中的添加劑。
(2)烷基二甲基芐基季銨鹽烷基二甲基芐基季銨鹽是由烷基二甲基叔胺與氯化芐反應(yīng)制得,反應(yīng)在40~

十二烷基二甲基芐基氯化銨
是這類產(chǎn)品的代表,它易溶于水,呈透明溶液,萬分之幾的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即具有殺菌消毒的能力,對皮膚無刺激,無毒性,對金屬不腐蝕,即使在沸水中亦穩(wěn)定,其殺菌能力隨pH值升高而增大。此外,它還具有良好的起泡能力。
(3)烷基二甲基羥乙基季銨鹽烷基二甲基羥乙基季銨鹽是由叔胺與環(huán)氧乙烷進(jìn)行加成反應(yīng)后,用硝酸、過氯酸或有機(jī)酸中和而制得。其中,有代表性的制品為十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨和十八烷基二甲基羥乙基過氯酸銨,其制備反應(yīng)如下:




上述兩種產(chǎn)品具有良好的抗靜電性能,廣泛用作工業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑。膠片生產(chǎn)中所用的抗靜電劑PC即為十八烷基二甲基羥乙基過氯酸鹽。
此外,在紡織工業(yè)中使用的高速膠輥抗靜電劑LA即為十八烷基二甲基羥乙基月桂酸鹽:

2.由低級胺制成的季銨鹽型陽離子表面活性劑
(1)低級叔胺與鹵代烷反應(yīng)制取季銨鹽烷基三甲基溴化銨即是由溴代烷與三甲胺在加熱加壓條件下反應(yīng)制得的,反應(yīng)如下:

該產(chǎn)品易溶于水,呈透明液體,具有良好的表面活性。
(2)脂肪酰氨基三烷基季銨鹽屬于脂肪酰氨基三烷基季銨鹽型陽離子表面活性劑的制品有十八酰氨乙基二乙基芐基氯化銨、十八酰氨乙基三甲基硫酸銨、十四酰氨丙基二甲基芐基氯化銨等。
十八酰氨乙基二乙基芐基氯化銨是先由硬脂酸與N,N-二乙基乙二胺或羥乙基乙二胺進(jìn)行縮合反應(yīng)制得叔胺,然后用氯化芐進(jìn)行季銨化而制得的,其反應(yīng)如下:


十八酰氨乙基三甲基甲硫酸銨是由硬脂酸與N,N-甲基乙二胺進(jìn)行縮合反應(yīng)制得叔胺,然后用二甲基硫酸進(jìn)行中和而制得的,反應(yīng)如下:

十四酰氨丙基二甲基芐基氯化銨的制法與十八酰氨乙基二乙基芐基氯化銨相似,只是脂肪酸改月桂酸,叔胺化劑改用N,N-甲基丙二胺;
這類陽離子表面活性劑具有良好的柔軟、勻染、固色性能,主要用作織物的柔軟劑、染色助劑。
(3)咪唑啉型銨鹽 脂肪酸與羥乙基乙二胺進(jìn)行脫水環(huán)化后,再用氯代甲烷或氯化芐作用,即可分別制得相應(yīng)的咪唑啉型銨鹽。



咪唑啉型銨鹽陽離子表面活性劑具有良好的柔軟、固色性能,在紡織工業(yè)中用作纖維柔軟劑和染料的固色劑。





