合成陽(yáng)離子表面活性劑的主要反應(yīng)是N-烷基化反應(yīng),其中叔胺與烷基化試劑作用,生成季銨鹽的反應(yīng)也叫做季銨化反應(yīng)。
烷基季銨鹽是季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑的重要品種之一,已作為殺菌劑、纖維柔軟劑、礦物浮選劑、乳化劑等被廣泛地應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是氮原子上連有四個(gè)烷基,即銨離子 的四個(gè)氫原子全部被烷基所取代,通常這個(gè)烷基中只有一或兩個(gè)是長(zhǎng)鏈碳?xì)渫榛溆嗤榛奶荚訑?shù)為一個(gè)或兩個(gè)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),烷基季銨鹽的合成方法主要有三種,即由高級(jí)鹵代烷與低級(jí)叔胺反應(yīng)制得、由高級(jí)烷基胺和低級(jí)鹵代烷反應(yīng)制得和通過(guò)甲醛-甲酸法制得。
陽(yáng)離子表面活性劑具有良好的殺菌、柔軟、抗靜電、抗腐蝕等作用和一定的乳化、潤(rùn)濕性能,也常常用作相轉(zhuǎn)移催化劑。但這類(lèi)表面活性劑很少單獨(dú)用作洗滌劑,因?yàn)楹芏嗷|(zhì)的表面在水溶液中,特別是在堿性水溶液中通常帶有負(fù)電荷,在應(yīng)用過(guò)程中,帶正電荷的表面活性劑會(huì)在基質(zhì)表面形成親水基向內(nèi)、疏水基向外的排列,使基質(zhì)表面疏水而不利于洗滌,甚至產(chǎn)生負(fù)面作用。此外,這類(lèi)表面活性劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域也不像其他表面活性劑,用來(lái)降低表面張力,而是利用其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),用于其他特殊方面。
烷基糖苷的合成方法有兩種其一是一步法,包括糖和高碳脂肪醇在酸性催化劑作用下的反應(yīng)步驟、中和步驟、減壓蒸餾步驟;其二是二步法,包括糖和低碳脂肪醇在酸性催化劑作用下反應(yīng)步驟、高碳醇和上述反應(yīng)液的醇交換反應(yīng)步驟、中和步驟、減壓蒸餾或過(guò)熱水蒸汽蒸餾除醇步驟。
無(wú)論哪一種方法都存在一個(gè)共同問(wèn)題,即生產(chǎn)過(guò)程中顏色惡化。顏色惡化是由于合成糖苷反應(yīng)液中存在一些不穩(wěn)定物質(zhì),這些物質(zhì)在蒸餾除醇過(guò)程中(160℃)或更高溫度發(fā)生顏色變化。而商品烷基糖苷必須盡量除去過(guò)剩脂肪醇,這就形成一對(duì)矛盾,即既要充分蒸出過(guò)剩脂肪醇,又不能升高溫度。因此怎樣在充分降低醇含量的同時(shí)保持良好顏色便成為烷基糖苷生產(chǎn)廠(chǎng)家和重多科技工作者為關(guān)注的問(wèn)題。