Катионные поверхностно-активные вещества — Поверхностно-активные вещества, чья поверхностная активность при растворении в воде обуславливается катионами, содержащими длинноцепочечные гидрофобные радикалы.
Общие сведения
правитьПервый катионный ПАВ - ациламиноэтилтриалкиламмониевая соль - был синтезирован в 1927 году и зарегистрирован компанией Ciba-Geigy под торговой маркой Sapamine. В 1934 году были обнаружены дезинфицирующие свойства катионных ПАВ, что подтолкнуло к разработке алкилдиметилбензиламмониевых солей (I.G. Farbenindustrie).[1]
Основным видом катионных поверхностно-активных веществ являются соли четвертичных аммониевых оснований[2]. Катионные ПАВ практически не обладают моющими свойствами и применяются в основном как чрезвычайно сильные бактерицидные добавки в композиции с анионными или неиногенными ПАВ. Их производство составляет 12% от общей выработки ПАВ.
Классификация
править1. Алифатические
- Соли аминов
- первичных
- вторичных
- третичных
- Соли четвертичных аммониевых соединений
- Сульфониевые и фосфониевые соединения
2. Моноциклические
- Четвертичные пиридиновые аммониевые соли
- Алкилбензиламмониевые соли
3. Полициклические
Получение
правитьКатионные ПАВ получают из высших жирных кислот с числом углеродных атомов в радикале от 12 до 18 следующим образом[3]:
- Путём образования нитрилов из кислот:
С17H35СOOH + NH3 → C17H35 – C ≡ N + 2H2O
- Восстановление нитрилов кислот в амины:
C17H35 – C ≡ N + H2 → C17H35 – CH2 – NH2
- Восстановление нитрилов в присутствии метиламина, приводящим к образованию первичных, вторичных и третичных аминов:
C17H35 – C ≡ N + CH3NH2 + H2 → C18H37NHCH3 C17H35 – C ≡ N + CH3NH2 + H2 → C18H37N(CH3)2
- Образование солей четвертичных аммониевых оснований производится следующим образом:
C18H37N(CH3)2 + HCI → C18H37NHCI(CH3)2 C18H37N(CH3)2 + CH3CI → [C18H37N(CH3)3]+ CI-
Характеристики
править| Наименование
(торговая марка) |
Формула | Молекулярная масса |
Плотность г/м3 | Вязкость мПа·с | Внешний вид |
|---|---|---|---|---|---|
| Диоктадецилдиметиламмоний хлорид (DODMAC) | [(CH3)2-N-(C18H17)2]+ CI- | 532 | 0,94 | 20 | Жёлтая легкоподвижная жидкость |
| Триметилкокоаммоний хлорид (МС-50) | [(CH3)3-N-R]+ CI- [R=12÷14] | 272 | 0,89 | 20 | Светло-жёлтая легкоподвижная жидкость |
| Олеилтриметиламмоний хлорид (S-50) | [(CH3)3-N-R]+ CI- [R=16÷20] | 345 | 0,89 | 25 | Светло-жёлтая легкоподвижная жидкость |
| Диметилкокобензиламмоний хлорид (MCB-80) | [(CH3)2-N-(R)(CH2C6H5)]+ CI- [R=12÷14] | 350 | 0,98 | 75 | Светло-жёлтая легкоподвижная жидкость |
| Гидроталловдиметилбензиламмоний хлорид (HTB-75) | [(CH3)2-N-(R)(CH2C6H5)]+ CI- [R=16÷20] | 412 | 0,91 | 65 | Белая вязкая паста |
| Диметилдиалкиламмоний хлорид (DMDAAC) | [(CH3)2-N-(R)2]+ CI- [R=18÷22] | 581 | 0,9 | 35 | Тёмно-коричневая вязкая жидкость |
| Триметилалкиламмоний хлорид (TMAAC) | [(CH3)3-N-R]+ CI- [R=18÷22] | 337 | 0,9 | 35 | Тёмно-коричневая вязкая жидкость |
| Дидецилдиметиламмоний бромид (ДДДМАБ) | [(CH3)2-N-(C10H21)2]+ Br- | 406 | 0,94 | 50 | Жёлтая вязкая паста |
| Бегентримониум хлорид, докозилтриметиламмоний хлорид | C₂₅H₅₄ClN | 404 | 0,9 | 50 | Жёлтая вязкая паста |
Применение
правитьКатионноактивные ПАВ обладают антикоррозионными, бактерицидными, фунгицидными и консервирующими свойствами [4][5].
В ряде технологических процессов интенсификации нефтедобычи и повышения нефтеотдачи известны примеры применения катионных ПАВ для гидрофобизации призабойной зоны пласта и кислотных обработках скважин. Несмотря на широкий круг промышленно выпускаемых катионных ПАВ, их ассортимент в нефтяной промышленности по ряду причин весьма ограничен. В первую очередь это связано с недостаточной изученностью поверхностных явлений в горных породах[6].
Примечания
править- ↑ Катионные ПАВ — История (рус.). https://nobel-group.by (18 сентября 2017). Дата обращения: 29 июня 2021. Архивировано 29 июня 2021 года.
- ↑ Коллоидные поверхностно-активные вещества. Дата обращения: 14 ноября 2014. Архивировано 28 ноября 2014 года.
- ↑ Получение катионных ПАВ. Дата обращения: 14 ноября 2014. Архивировано 20 декабря 2014 года.
- ↑ Влияние поверхностно-активных веществ на микроорганизмы. Дата обращения: 14 ноября 2014. Архивировано 29 ноября 2014 года.
- ↑ Катионные ПАВ
- ↑ Применение ПАВ для интенсификации нефтедобычи. Дата обращения: 14 ноября 2014. Архивировано 25 октября 2012 года.
Литература
править- Паушкин Я.М. Нефтехимический синтез в промышленности. — М.: Наука, 1966. — 257 с.
- Неволин Ф.Н. Химия и технология синтетических моющих средств. — М.: Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева №4, 438 (1966г.)
- Шевкунов С.Н. Исследование комплексного действия КПАВ в процессах нефтедобычи. — М.: Диссертация, РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина (2003г.)