阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂是分子溶于水发生电离后，亲水基是带阳电荷的表面活性剂。亲水基绝大多数是含氮原子的阳离子，少数是含有硫、磷原子的阳离子。阴离子通常是氯、溴或乙酸根等。由于其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。工业生产的阳离子表面活性剂有铵盐型和季铵盐型。铵盐型有伯铵盐、仲铵盐和叔铵盐。铵盐型阳离子表面活性剂在酸性介质中稳定,但在碱性介质中,胺会游离出来,而失去表面活性:
铵盐型表面活性剂主要用作纤维柔软剂、染料分散剂、沥青乳化剂及矿物浮选剂等。
季铵盐型阳离子表面活性剂使用不受介质影响,在酸性、中性或碱性中均稳定。可用作纤维抗静电剂、染整工业用缓染剂、固色剂及柔软剂,还可用作杀菌剂及护发剂等。
阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂不能混合使用,因混合使用会形成沉淀,失去活性。与两性或非离子表面活性剂可混合使用。表面活性剂通过静电作用和疏水作用吸附在菌体表面，改变细胞膜的通透性和细胞的渗透压，导致细胞内容物流出，微生物发生接触死亡。同时，表面活性剂与细胞内蛋 白结合，使酶和蛋白变性，破坏细胞代谢。由于细胞膜的主要化学成分脂多糖、脂质双分子层、脂蛋白及其他分子基团使得细胞表面带有负电荷并具有疏水特性，所以此机理发生于阳离子表面活性剂和菌体之间。

早在 1968 年，Salton总结了阳离子表面活性剂与细菌结合的主要过程: 首先表面活性剂吸附到细菌表面，通过孔隙渗透到细胞壁，然后表面活性剂与细胞膜发生静电作用和疏水作用使细胞结构破坏，导致细胞内的物质流出，同时表面活性剂和细胞内的蛋白质和核酸结合并使之降解，最后自溶酶破坏细胞壁。
表面活性剂的表面活性和抗微生物活性存在一定的关系，适当地增加阳离子表面活性剂的疏水端的长度，即在空气/水界面处的表面活性剂分子量增加，使得有效作用于微生物细胞膜上的群体增加，导致抑菌效果更加明显。季铵盐型阳离子表面活性剂是最为重要的阳离子表面活性剂品种，其性质和制法均与胺盐型不同。此类表面活性剂既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，具有一系列优良的性质，而且与其他类型的表面活性剂相容性好，因此，使用范围比较广泛。季铵盐在水中电离后，与碳氢链相连的阳离子会与头发上的负电荷相结合，使长链碳基一起沉积在头发表面，从而起到很好的调理作用，使头发表面光滑、柔软、易于梳理；同时季铵盐的导电性还可以减少头发上静电的积聚，减少头发飘拂。