Появление ПАВ (поверхностно-активных веществ) преобразило жизнь людей, с проникновением их применения почти в каждую область, они стали неотъемлемыми компонентами в современной промышленности и повседневной жизни. Благодаря уникальным свойствам катионных ПАВ их применение становится все более широким. Несколько специальных форм катионных ПАВ стали необычными, служа "секретным оружием" в разработке продуктов с особыми функциями и могут рассматриваться как "скрытые оружия" в разработке специальных новых продуктов. В настоящее время активно исследуются несколько типов специализированных катионных ПАВ, включая:
Поверхностно-активные вещества
Катионные ПАВ, способные к совместному растворению с анионами без образования осадков, при этом проявляют сильные синергетические усиливающие эффекты. Примеры включают полиоксиэтиленалкилкватерничные аммониевые соли, полиоксиэтиленсукцининовые моноэфиры кватерничные аммониевые соли и полиоксиэтилендегидрированные моножирные эфиры сорбитола кватерничные аммониевые соли.
Катионные ПАВ "джемини" с низкой олигомеризацией или полигенерацией. Примеры включают кватерничные аммониевые соли с длинноцепочечными алкильными "джемини", кватерничные аммониевые соли с длинноцепочечными алкильными тремерными группами, двойные кватерничные аммониевые соли с длинноцепочечными алкильными группами, а также полиоксиэтиленалькильные кватерничные аммониевые соли "джемини" и тремерные кватерничные аммониевые соли. Эти ПАВ обладают повышенной поверхностной активностью, более низкой критической концентрацией мицелл и отличной совместимостью, что улучшает их эффективность.
Естественно негазные и биоразлагаемые катионные ПАВ. Примеры включают кватерничные аммониевые соли алкилглюкозидов, кватерничные аммониевые соли моноэфиров жирных кислот сахарозы, кватерничные аммониевые соли эфиров смол, кватерничные аммониевые соли эфиров целлюлозы, кватерничные аммониевые соли эфиров крахмала, кватерничные аммониевые соли эфиров гуаровой камеди и кватерничные аммониевые соли эфиров аминокислот. Эти катионные ПАВ имеют естественные источники, очень низкую токсичность и относятся к зеленым ПАВ. Кроме того, из-за слабых эфирных и эфирных связей они легко разлагаются в природной среде, способствуя сильной экологической защите. Это решает противоречие между потребностями общественного развития и ухудшением природной среды.
Полимерные катионные ПАВ, помимо естественных катионных полимеров, могут быть синтезированы путем добавления гидрофобных и гидрофильных групп по мере необходимости. Примеры включают катионные ПАВ стирол-акриловой кислоты и катионные ПАВ полиакриламида, каждый из которых обладает различными специальными эффектами.
Катионные ПАВ с неполными атомами углерода, такие как содержащие кремний катионные ПАВ и содержащие фтор катионные ПАВ. Благодаря уникальным свойствам этих специальных катионных ПАВ, они могут использоваться при проектировании и производстве промышленных и гражданских продуктов с особыми эффектами. Они находят применение в таких областях, как моющие средства, дезинфицирующие средства, средства по уходу за телом, вспомогательные средства для текстильной печати и окрашивания, вспомогательные средства для производства бумаги, вспомогательные средства для нефтяной промышленности, полимерные материалы, каталитический синтез, наноматериалы, очистка воды, обработка и защита металлов, строительные вспомогательные средства и вспомогательные средства для транспортировки. Эти приложения приводят к разработке множества новых продуктов с превосходной эффективностью, более низкими затратами и выдающимися характеристиками.
Катионные ПАВ на основе полиоксиэтилена: В эту категорию ПАВ входят монохлориды кватернизованных аммония жирных спиртов полиоксиэтиленовых эфиров, кватернизованные аммония жирных спиртов полиоксиэтиленовых эфиров и кватернизованные аммония эфиров полиоксиэтиленовых эфиров дегидратированного сорбита. Молекулярная структура этих продуктов содержит группы этиленоксида (ЭО), уменьшая плотность заряда ионов ПАВ. Это уменьшение ослабляет электростатическое взаимодействие между анионами и катионами, увеличивает гидрофильность комплексов анион-катион, что позволяет катионным и анионным ПАВ сосуществовать без образования осадков. Вопреки общему мнению, что катионные и анионные ПАВ не могут быть сосуществовать в растворе, особенно в эквимолярных смесях, добавление кватернизованных аммониевых солей с этиленоксидными группами может решить эту проблему. При наличии достаточного количества групп ЭО эти ПАВ практически могут сосуществовать и формулироваться с любыми анионными ПАВ. Добавление этих специальных катионных ПАВ в системы анионных ПАВ приводит к нескольким заметным изменениям в характеристиках:
Снижение поверхностного натяжения: Добавление небольшого количества катионного ПАВ значительно снижает поверхностное натяжение системы.
Значительное снижение критической концентрации мицелл (ККМ), с увеличением эффективности до 10 000 раз, что приводит к сильным синергетическим эффектам.
Выраженный усилительный эффект: Добавление катионных ПАВ улучшает моющую силу, продлевает "жизнь" пены, повышает вязкость, увеличивает стабильность, улучшает смачивание, снижает угол контакта поверхности, значительно усиливает эмульгирование и уменьшает количество эмульгатора, необходимого для использования. Гемини катионные ПАВ, особенно те, которые обладают хорошими антистатическими, антибактериальными и противогрибковыми свойствами, могут использоваться для разработки патентованных продуктов с различными новыми функциональными возможностями, такими как 2-в-1 шампунь и кондиционер или моющее средство с двойным назначением. Эти катионные ПАВ легко вводятся в анионные системы без необходимости в технологии "инкапсуляции", что делает их удобными в проектировании формул и производстве продукции. Однако из-за относительно сложного процесса подготовки и сложного контроля в настоящее время в Китае относительно немного индустриализированных продуктов, тогда как они широко используются в зарубежных продуктах со специальными эффектами, таких как "пылеустойчивый мягкий стиральный порошок.
Катионные ПАВ типа "Гемини": Катионные ПАВ типа "Гемини" - это вид ПАВ с двумя гидрофильными (или более) и двумя гидрофобными (или более) группами в одной молекуле. По сравнению с традиционными ПАВ, катионные ПАВ "Гемини" обладают следующими свойствами:
Более высокая адсорбция на интерфейсе между двумя фазами, с емкостью адсорбции на 10-10 000 раз выше, чем у традиционных ПАВ. Это делает их высокоэффективными в снижении поверхностного натяжения, пенообразовании, стабилизации пены и эмульгировании.
Более низкое критическое мицеллярное концентрация (КМК), всего 1/10 до 1/100 от традиционных ПАВ, что указывает на более низкую раздражающую способность, высокие солюбилизирующие эффекты и преимущества в стоимости.
Из-за более плотной структуры мицелл и удвоенного числа зарядов на головках молекул, в сочетании с другими ПАВ проявляются более сильные синергетические эффекты. Особенно это заметно при сочетании с анионными ПАВ, особенно с теми, у которых есть группы ЭО.
Из-за удвоенного заряда они менее чувствительны к электролитам, обладают отличной совместимостью.
Эти катионные ПАВ обладают более сильными бактерицидными способностями, чем однократные катионные ПАВ.
У них более высокая способность к фазовому переносу катализатора (намного лучше, чем у СТАВ).
Благодаря своим особым свойствам, таким как стабильные мицеллы, которые могут длиться несколько месяцев, катионные ПАВ "Гемини" могут использоваться как отличные смачивающие агенты, усилители пены, стабилизаторы пены, загустители, мощные бактерициды (с уровнем убийства в 100 раз выше, чем у бензалкония хлорида), эмульгаторы эмульсий и синергетические усилители.
Эфиры кватернизированных аммониевых солей являются вторым значительным преобразованием в истории ПАВ после того, как прямая цепь ABS заменила ветвистую цепь ABS. Эти ПАВ широко используются в мягких смягчителях для тканей, мягких смягчителях для бумаги, средствах по уходу за волосами и других промышленных областях благодаря своей выдающейся биодеградируемости и крайне низкой токсичности для водных организмов. Они частично или полностью заменили стабильные, но не биодеградируемые алкильные кватернизированные аммониевые соли за рубежом. Эти ПАВ особенно стабильны в кислых условиях и проявляют нестабильность в щелочных условиях. Например, превращение ПАВ на основе полиоксиэтилена в эфиры кватернизированных аммониевых солей не только объединяет преимущества неионных и катионных ПАВ, но и позволяет совместное растворение и совместное формулирование с анионными ПАВ. Это значительно расширяет область применения экологически безопасных ПАВ, делая их предпочтительным выбором для разработки новых продуктов и формул.
Использование уникальных свойств специальных ПАВ для исследования и разработки новых функциональных продуктов стало одним из горячих направлений развития в отечественной промышленности. Производственные предприятия ПАВ должны непрерывно производить новые ПАВ, чтобы обеспечить "пищу" для предприятий на нижнем уровне. Более того, применение новых ПАВ конечными пользователями безусловно стимулирует развитие новых и специализированных ПАВ.
English
日本語
한국어
français
Deutsch
русский
tiếng việt
Türkçe
ไทย
اردو
