سطح فعال کاتیونیک عمدتا مشتقات آمین آلی حاوی نیتروژن هستند، زیرا اتم نیتروژن در مولکول آن حاوی یک جفت الکترون است،بنابراین می تواند با هیدروژن در مولکول اسید با اتصال هیدروژن ترکیب شود، به طوری که گروه آمینه بار مثبت دارد. بنابراین، آنها فعالیت سطح خوبی فقط در محیط اسیدی دارند؛ در محیط قلیایی، آسان است که سقوط کنند و فعالیت سطح را از دست دهند.علاوه بر مواد سطح فعال کاتونیک حاوی نیتروژن، تعداد کمی از سطح فعال کاتیونیک حاوی گوگرد، فسفر، آرسنیک و سایر عناصر وجود دارد.
توسعه:
در اوایل سال 1896، اف. کرافت و دیگران کشف کردند که هیدروکلوراید ستیلامین دارای خاصیت کف سازی صابون است،اما تا بعد از سال 1928 که سطح فعال کاتیونیک در صنعت پذیرفته شد، مانند استفاده به عنوان نرم کننده فیبر، عوامل پیشگیرانه ای استاتیک، عوامل دفع کننده آب، مواد کمکی رنگ آمیزی، شناور شدن مواد معدنی و عوامل باکتری کش و غیره.مصرف آن کمتر از مصرف مواد سطح فعال آنیونی و غیر آنیونی استبا این حال، مصرف آن کمتر از سطح فعال آنیونی و سطح فعال غیر آنیونی است و عمدتا در کاربردهای ویژه مانند کاهش اصطکاک و اثرات باکتری کش استفاده می شود.ماده های سطح فعال کاتونیک در آب جدا می شوند و کاتون های سطح فعال را تشکیل می دهنداز نظر ساختار شیمیایی آن، این صابون ها دارای بار معکوس نسبت به مواد سطح فعال آنیونیک هستند و اغلب به عنوان صابون های معکوس شناخته می شوند.حاوی حداقل یک گروه هیدروفیلیک زنجیره ای بلند و یک گروه هیدروفیلیک بارگذاری مثبتگروه هیدروفوبی زنجیره ای طولانی معمولاً از اسیدهای چرب یا پتروشیمی ها مشتق می شود. بار مثبت کاتیان های سطح فعال معمولاً توسط اتم های نیتروژن حمل می شود.اما همچنین می تواند توسط اتم های گوگرد و فسفر حمل شود، اما اکثریت قریب به اتفاق صدها سطح فعال کتیونی که در حال حاضر در بازار موجود هستند حاوی اتم های نیتروژن بار مثبت هستند.بنابراین آمین های چرب مواد اولیه مهمی برای سطح فعال کاتیونی هستند..
سطح فعال کاتونیک، مانند سایر انواع سطح فعال، در رابط ها یا روی سطوح جذب می شوند و وقتی به غلظت خاصی می رسند، میکسل ها را در محلول تشکیل می دهند.یا CMC)، بنابراین کاهش تنش سطحی حلال و نشان دادن فعالیت سطحی.اثر شوینده مواد سطح فعال کاتونیک محدود است، و خواص باکتری استاتیک و وابستگی آنها به جذب سطح سخت برجسته تر است. به طور کلی سطوح سخت به صورت منفی شارژ می شوند،و مواد سطح فعال کاتیونی مثبت بارگذاری شده فعالیت بسیار آشکار بر روی آنها دارند. مواد سطح فعال کاتیونیک به راحتی توسط پوست، مو و دندان های انسان جذب می شوند. به عنوان مثال، آنها عمدتا در لوازم آرایشی به عنوان عوامل باکتری کش و ضد باکتری، عوامل اصلاح مو،نرم کننده پوست و افزودنی ضد پوسیدگی.
ساختار مولکولی سطح فعال کاتیونیک شامل گروه های مثبت شارژ شده مانند گروه های آمین و گروه های آمونیوم چهارگانه است.سطح فعال کاتونیک می تواند جفت های یون و ساختارهای میکلر را در محلول آب تشکیل دهد، و دارای مجموعه ای از خواص خاص شیمیایی و فیزیکی هستند.
II. مواد سطح فعال کتیونیک رایج:
1نمک های آمونیوم چهارگانه: مانند سیتیل تری متھیلامونیوم برومید (CTAB) ، سیتیل تری متھیلامونیوم کلوراید (CTAC). این سطح فعال کاتیونیک قابلیت حلال و امولسیفیکیشن خوبی دارند.و اغلب به عنوان مواد مرطوب کننده استفاده می شود، امولفایزرها و باکتری کش ها
2. سطح فعال مبتنی بر آمین: مانند ستیلامین (C16-امین) ، ستیل دی متیلامین (C16-دی متیلامین) و غیره. آنها خواص مرطوب کننده خوبی دارند.و اغلب به عنوان مواد مرطوب کننده و پراکنده در پارچه استفاده می شوند.صنعت کاغذ و رنگ.
3مواد سطح فعال آمینو استادلهید: مانند آمین استادلهید ستیل (C16-امینو الدهید) ، و غیره. آنها دارای خواص امولسیفیکیشن و پراکندگی خوبی هستند.آنها دارای خواص امولسی و پراکندگی خوبی هستند و معمولاً در رنگ ها استفاده می شوندصنایع پوشش و رنگ.
III. وظایف اصلی:
- فعالیت سطحی: مواد سطحی فعال کاتیونیک می توانند تنش سطحی مایعات را کاهش دهند و باعث مرطوب شدن سطوح جامد می شوند و پراکندگی و مرطوب شدن مایعات در جامد را بهبود می بخشند.
- امولسیفایر: سطح فعال کاتیونیک می تواند مایعات امولسیفایر را بین آب و روغن تشکیل دهد و باعث می شود مخلوط های روغن-آب پایدارتر و آسان تر برای پراکندگی و مخلوط شوند.
- مواد ضدعفونی کننده: برخی از مواد سطح فعال کاتیونیک دارای خواص باکتری کش و ضد میکروبی خوب هستند و معمولاً در محصولات ضدعفونی کننده و تمیز کننده استفاده می شوند.
نرم کننده ها: سطح فعال کاتونیک می تواند فیبر ها را نرم کند و احساس و راحتی پارچه ها را افزایش دهد.
- پراکنده کننده ها: پراکنده کننده های سطحی کاتونیک می توانند ذرات جامد را در آب پراکنده کنند و از جمع شدن مجدد آنها جلوگیری کنند.
لازم به ذکر است که به دلیل ویژگی های بار مثبت سطح فعال کاتیونیک، تعامل آنها با مواد آنیونیک (به عنوان مثال صابون، رنگ آنیونیک و غیره)) منجر به بارش یا از دست دادن فعالیت سطح خواهد شد.، و بنابراین باید از حضور همزمان آنها با این مواد در هنگام استفاده از آنها اجتناب شود.سطح فعال کاتونیک تاثیر بیشتری بر محیط زیست و سمی بودن بیولوژیکی دارد، و باید با توجه به حفاظت از محیط زیست و استفاده ایمن استفاده شود.
سطح فعال کاتیونیک عمدتا مشتقات آمین آلی حاوی نیتروژن هستند، زیرا اتم نیتروژن در مولکول آن حاوی یک جفت الکترون است،بنابراین می تواند با هیدروژن در مولکول اسید با اتصال هیدروژن ترکیب شود، به طوری که گروه آمینه بار مثبت دارد. بنابراین، آنها فعالیت سطح خوبی فقط در محیط اسیدی دارند؛ در محیط قلیایی، آسان است که سقوط کنند و فعالیت سطح را از دست دهند.علاوه بر مواد سطح فعال کاتونیک حاوی نیتروژن، تعداد کمی از سطح فعال کاتیونیک حاوی گوگرد، فسفر، آرسنیک و سایر عناصر وجود دارد.
توسعه:
در اوایل سال 1896، اف. کرافت و دیگران کشف کردند که هیدروکلوراید ستیلامین دارای خاصیت کف سازی صابون است،اما تا بعد از سال 1928 که سطح فعال کاتیونیک در صنعت پذیرفته شد، مانند استفاده به عنوان نرم کننده فیبر، عوامل پیشگیرانه ای استاتیک، عوامل دفع کننده آب، مواد کمکی رنگ آمیزی، شناور شدن مواد معدنی و عوامل باکتری کش و غیره.مصرف آن کمتر از مصرف مواد سطح فعال آنیونی و غیر آنیونی استبا این حال، مصرف آن کمتر از سطح فعال آنیونی و سطح فعال غیر آنیونی است و عمدتا در کاربردهای ویژه مانند کاهش اصطکاک و اثرات باکتری کش استفاده می شود.ماده های سطح فعال کاتونیک در آب جدا می شوند و کاتون های سطح فعال را تشکیل می دهنداز نظر ساختار شیمیایی آن، این صابون ها دارای بار معکوس نسبت به مواد سطح فعال آنیونیک هستند و اغلب به عنوان صابون های معکوس شناخته می شوند.حاوی حداقل یک گروه هیدروفیلیک زنجیره ای بلند و یک گروه هیدروفیلیک بارگذاری مثبتگروه هیدروفوبی زنجیره ای طولانی معمولاً از اسیدهای چرب یا پتروشیمی ها مشتق می شود. بار مثبت کاتیان های سطح فعال معمولاً توسط اتم های نیتروژن حمل می شود.اما همچنین می تواند توسط اتم های گوگرد و فسفر حمل شود، اما اکثریت قریب به اتفاق صدها سطح فعال کتیونی که در حال حاضر در بازار موجود هستند حاوی اتم های نیتروژن بار مثبت هستند.بنابراین آمین های چرب مواد اولیه مهمی برای سطح فعال کاتیونی هستند..
سطح فعال کاتونیک، مانند سایر انواع سطح فعال، در رابط ها یا روی سطوح جذب می شوند و وقتی به غلظت خاصی می رسند، میکسل ها را در محلول تشکیل می دهند.یا CMC)، بنابراین کاهش تنش سطحی حلال و نشان دادن فعالیت سطحی.اثر شوینده مواد سطح فعال کاتونیک محدود است، و خواص باکتری استاتیک و وابستگی آنها به جذب سطح سخت برجسته تر است. به طور کلی سطوح سخت به صورت منفی شارژ می شوند،و مواد سطح فعال کاتیونی مثبت بارگذاری شده فعالیت بسیار آشکار بر روی آنها دارند. مواد سطح فعال کاتیونیک به راحتی توسط پوست، مو و دندان های انسان جذب می شوند. به عنوان مثال، آنها عمدتا در لوازم آرایشی به عنوان عوامل باکتری کش و ضد باکتری، عوامل اصلاح مو،نرم کننده پوست و افزودنی ضد پوسیدگی.
ساختار مولکولی سطح فعال کاتیونیک شامل گروه های مثبت شارژ شده مانند گروه های آمین و گروه های آمونیوم چهارگانه است.سطح فعال کاتونیک می تواند جفت های یون و ساختارهای میکلر را در محلول آب تشکیل دهد، و دارای مجموعه ای از خواص خاص شیمیایی و فیزیکی هستند.
II. مواد سطح فعال کتیونیک رایج:
1نمک های آمونیوم چهارگانه: مانند سیتیل تری متھیلامونیوم برومید (CTAB) ، سیتیل تری متھیلامونیوم کلوراید (CTAC). این سطح فعال کاتیونیک قابلیت حلال و امولسیفیکیشن خوبی دارند.و اغلب به عنوان مواد مرطوب کننده استفاده می شود، امولفایزرها و باکتری کش ها
2. سطح فعال مبتنی بر آمین: مانند ستیلامین (C16-امین) ، ستیل دی متیلامین (C16-دی متیلامین) و غیره. آنها خواص مرطوب کننده خوبی دارند.و اغلب به عنوان مواد مرطوب کننده و پراکنده در پارچه استفاده می شوند.صنعت کاغذ و رنگ.
3مواد سطح فعال آمینو استادلهید: مانند آمین استادلهید ستیل (C16-امینو الدهید) ، و غیره. آنها دارای خواص امولسیفیکیشن و پراکندگی خوبی هستند.آنها دارای خواص امولسی و پراکندگی خوبی هستند و معمولاً در رنگ ها استفاده می شوندصنایع پوشش و رنگ.
III. وظایف اصلی:
- فعالیت سطحی: مواد سطحی فعال کاتیونیک می توانند تنش سطحی مایعات را کاهش دهند و باعث مرطوب شدن سطوح جامد می شوند و پراکندگی و مرطوب شدن مایعات در جامد را بهبود می بخشند.
- امولسیفایر: سطح فعال کاتیونیک می تواند مایعات امولسیفایر را بین آب و روغن تشکیل دهد و باعث می شود مخلوط های روغن-آب پایدارتر و آسان تر برای پراکندگی و مخلوط شوند.
- مواد ضدعفونی کننده: برخی از مواد سطح فعال کاتیونیک دارای خواص باکتری کش و ضد میکروبی خوب هستند و معمولاً در محصولات ضدعفونی کننده و تمیز کننده استفاده می شوند.
نرم کننده ها: سطح فعال کاتونیک می تواند فیبر ها را نرم کند و احساس و راحتی پارچه ها را افزایش دهد.
- پراکنده کننده ها: پراکنده کننده های سطحی کاتونیک می توانند ذرات جامد را در آب پراکنده کنند و از جمع شدن مجدد آنها جلوگیری کنند.
لازم به ذکر است که به دلیل ویژگی های بار مثبت سطح فعال کاتیونیک، تعامل آنها با مواد آنیونیک (به عنوان مثال صابون، رنگ آنیونیک و غیره)) منجر به بارش یا از دست دادن فعالیت سطح خواهد شد.، و بنابراین باید از حضور همزمان آنها با این مواد در هنگام استفاده از آنها اجتناب شود.سطح فعال کاتونیک تاثیر بیشتری بر محیط زیست و سمی بودن بیولوژیکی دارد، و باید با توجه به حفاظت از محیط زیست و استفاده ایمن استفاده شود.