Катионные поверхностно-активные вещества — Поверхностно-активные вещества, чья поверхностная активность при растворении в воде обуславливается катионами, содержащими длинноцепочечные гидрофобные радикалы.

Общие сведения Первый 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).

Основным видом катионных поверхностно-активных веществ являются соли четвертичных аммониевых оснований. 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 1. 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 Катионные ПАВ получают из высших жирных кислот с числом углеродных атомов в радикале от 12 до 18 следующим образом: 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

+Катионные ПАВ, производимые в промышленных объемахНаименование (торговая марка)ФормулаМолекулярная массаПлотность г/м3Вязкость мПа·сВнешний видДиоктадецилдиметиламмоний хлорид (DODMAC)[(CH3)2-N-(C18H17)2]+ CI-5320,9420Жёлтая легкоподвижная жидкостьТриметилкокоаммоний хлорид (МС-50) [(CH3)3-N-R]+ CI- [R=12÷14]2720,8920Светло-жёлтая легкоподвижная жидкостьОлеилтриметиламмоний хлорид (S-50)[(CH3)3-N-R]+ CI- [R=16÷20]3450,8925Светло-жёлтая легкоподвижная жидкостьДиметилкокобензиламмоний хлорид (MCB-80)[(CH3)2-N-(R)(CH2C6H5)]+ CI- [R=12÷14]3500,9875Светло-жёлтая легкоподвижная жидкостьГидроталловдиметилбензиламмоний хлорид (HTB-75)[(CH3)2-N-(R)(CH2C6H5)]+ CI- [R=16÷20]4120,9165Белая вязкая пастаДиметилдиалкиламмоний хлорид (DMDAAC)[(CH3)2-N-(R)2]+ CI- [R=18÷22]5810,935Тёмно-коричневая вязкая жидкостьТриметилалкиламмоний хлорид (TMAAC)[(CH3)3-N-R]+ CI- [R=18÷22]3370,935Тёмно-коричневая вязкая жидкостьДидецилдиметиламмоний бромид (ДДДМАБ)[(CH3)2-N-(C10H21)2]+ Br-4060,9450Жёлтая вязкая паста+Бегентримониум хлорид, докозилтриметиламмоний хлоридC₂₅H₅₄ClN4040,950Жёлтая вязкая паста+

Применение Катионноактивные ПАВ обладают антикоррозионными, бактерицидными, фунгицидными и консервирующими свойствами Катионные ПАВ.

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.

Примечания

Литература 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.)

Категория:Поверхностно-активные вещества