Τα αμφοτερικά επιφανειοδραστικά είναι επιφανειοδραστικά που περιέχουν τόσο ανιονικές υδρόφιλες ομάδες όσο και κατιονικές υδρόφιλες ομάδες στο ίδιο μόριο. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό τους είναι ότι μπορούν να δώσουν και να δεχτούν πρωτόνια. Έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά κατά τη χρήση: Τα αμφοτερικά επιφανειοδραστικά έχουν γενικά καλή απόδοση στο πλύσιμο, τη διασπορά, τη γαλακτωματοποίηση, την αποστείρωση, την μαλάκυνση ινών και αντιστατικά, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βοηθητικά φινιρίσματος υφασμάτων, βοηθητικά βαφής, διασπορείς σαπουνιού ασβεστίου, επιφανειοδραστικά στεγνού καθαρισμού και αναστολείς διάβρωσης μετάλλων, κ.λπ. Έχουν εξαιρετική απαλότητα, λείανση και αντιστατικές ιδιότητες για υφάσματα, ορισμένες βακτηριοκτόνες και ανασταλτικές ιδιότητες κατά της μούχλας, και καλές ιδιότητες γαλακτωματοποίησης και διασποράς. Ωστόσο, αυτός ο τύπος επιφανειοδραστικού είναι σχετικά ακριβός και το πραγματικό εύρος εφαρμογής του είναι μικρότερο από αυτό άλλων τύπων επιφανειοδραστικών. Είναι ένα ήπιο επιφανειοδραστικό. Σε αντίθεση με τα μεμονωμένα ανιονικά ή κατιονικά επιφανειοδραστικά, τα μόρια αμφοτερικών επιφανειοδραστικών έχουν τόσο όξινες όσο και βασικές ομάδες στο ένα άκρο του μορίου. Οι όξινες ομάδες είναι κυρίως καρβοξυλικές, σουλφονικές ή φωσφορικές ομάδες, ενώ οι βασικές ομάδες είναι αμινομάδες ή τεταρτοταγείς αμμωνιακές ομάδες. Μπορούν να αναμειχθούν με ανιονικές και μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες και είναι ανθεκτικές σε οξέα, αλκάλια, άλατα και άλατα αλκαλικών γαιών.
Σήμερα, τα συνήθως χρησιμοποιούμενα συνθετικά αμφοτερικά επιφανειοδραστικά έχουν ως επί το πλείστον καρβοξυλικές ομάδες ως ανιονικές ομάδες, με μερικά να έχουν σουλφονικές ομάδες. Τα κατιονικά τους τμήματα είναι ως επί το πλείστον άλατα αμίνης ή τεταρτοταγή άλατα αμμωνίου. Αυτά με άλατα αμίνης ως κατιονική ομάδα ονομάζονται τύπου αμινοξέος, ενώ αυτά με τεταρτοταγή άλατα αμμωνίου ως κατιονική ομάδα ονομάζονται τύπου βεταΐνης.
- Τύπος αμινοξέος
Το υδατικό διάλυμα αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών τύπου αμινοξέων είναι αλκαλικό. Όταν προστίθεται αργά υδροχλωρικό οξύ με ανάδευση, δεν υπάρχει αλλαγή όταν το διάλυμα γίνεται ουδέτερο. Σχηματίζεται ίζημα όταν το διάλυμα γίνεται ελαφρώς όξινο. Εάν προστεθεί περισσότερο υδροχλωρικό οξύ για να γίνει το διάλυμα έντονα όξινο, το ίζημα διαλύεται ξανά. Αυτό υποδεικνύει ότι συμπεριφέρεται ως ανιονικό επιφανειοδραστικό σε αλκαλικό περιβάλλον και ως κατιονικό επιφανειοδραστικό σε όξινο περιβάλλον. Ωστόσο, όταν οι κατιονικές και ανιονικές ιδιότητες είναι ακριβώς ισορροπημένες στο ισοηλεκτρικό σημείο, η υδροφιλικότητα μειώνεται, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός ιζήματος. Το ανιόν στο μόριο είναι μια καρβοξυλική ομάδα και το κατιόν είναι ένα άλας αμμωνίου. Αυτός ο τύπος επιφανειοδραστικού παρουσιάζει διαφορετικές επιφανειακές δραστικότητες με αλλαγές στο pH του μέσου. Για παράδειγμα, το δωδεκυλαμινοπροπιονικό οξύ (C12H25N+H2CH2CH2COO-) μπορεί να μετατραπεί σε δωδεκυλαμινοπροπιονικό νάτριο (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) σε ένα μέσο υδροξειδίου του νατρίου, συμπεριφερόμενο ως υδατοδιαλυτό ανιονικό επιφανειοδραστικό. Σε ένα μέσο υδροχλωρικού οξέος, μπορεί να μετατραπεί στο υδροχλωρικό άλας του δωδεκυλαμινοπροπιονικού οξέος [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-], το οποίο συμπεριφέρεται ως υδατοδιαλυτό κατιονικό επιφανειοδραστικό. Εάν το pH του μέσου ρυθμιστεί έτσι ώστε τα θετικά και αρνητικά φορτία να είναι ακριβώς ισορροπημένα, μετατρέπεται σε ένα εσωτερικό άλας (C12H25N+H2CH2CH2COO-), το οποίο είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό και καθιζάνει. Το pH σε αυτό το σημείο ονομάζεται ισοηλεκτρικό σημείο. Για να ασκηθεί πλήρως η επίδραση των αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών τύπου αμινοξέων, πρέπει να χρησιμοποιηθούν σε υδατικά διαλύματα με pH που αποκλίνει από το ισοηλεκτρικό σημείο. Οι συνήθεις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών τύπου αμινοξέων περιλαμβάνουν ανώτερες αλειφατικές πρωτοταγείς αμίνες, ακρυλικό μεθύλιο (βλ. ακρυλικούς εστέρες), ακρυλονιτρίλιο και χλωροοξικό οξύ.
- Bτύπος εταϊνης
Τα αμφοτερικά επιφανειοδραστικά τύπου βεταΐνης έχουν το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό ότι είναι διαλυτά σε υδατικά διαλύματα, είτε αυτά είναι όξινα, ουδέτερα είτε αλκαλικά. Δεν καθιζάνουν ούτε στο ισοηλεκτρικό σημείο. Επιπλέον, έχουν επίσης καλές ιδιότητες όπως διαπερατότητα, απορρυπαντικότητα και αντιστατική απόδοση. Επομένως, είναι καλοί γαλακτωματοποιητές και μαλακτικά.
Καρβοξυβεταΐνη
Το ανιόν στο μόριο είναι μια καρβοξυλική ομάδα και το κατιόν είναι μια τεταρτοταγής αμμωνιακή ομάδα. Για παράδειγμα, η αλκυλοδιμεθυλοβεταΐνη [RN+(CH3)2CH2COO-], όπου η αλκυλομάδα R έχει 12 έως 18 άτομα άνθρακα. Σε σύγκριση με τους τύπους αμινοξέων, οι τύποι βεταΐνης μπορούν να διαλυθούν στο νερό σε όξινα, ουδέτερα ή αλκαλικά μέσα και δεν καθιζάνουν ούτε καν στο ισοηλεκτρικό σημείο, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υδατικά διαλύματα με οποιοδήποτε pH. Σε όξινα μέσα, όταν το pH του ισοηλεκτρικού σημείου είναι χαμηλότερο, συμπεριφέρεται ως υδατοδιαλυτό κατιονικό επιφανειοδραστικό [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-]· σε ουδέτερα ή αλκαλικά μέσα, δηλαδή, όταν το pH είναι ίσο ή υψηλότερο από το ισοηλεκτρικό σημείο, συμπεριφέρεται ως υδατοδιαλυτό αμφοτερικό επιφανειοδραστικό και δεν συμπεριφέρεται ως ανιονικό επιφανειοδραστικό. Τα αμφοτερικά επιφανειοδραστικά τείνουν να σχηματίζουν ιζήματα με ανιονικά επιφανειοδραστικά μόνο σε όξινα μέσα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με οποιοδήποτε τύπο επιφανειοδραστικού σε μέσα με διάφορες τιμές pH. Οι συνήθεις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών τύπου βεταΐνης περιλαμβάνουν αλκυλοδιμεθυλοτριτοταγείς αμίνες και χλωροοξικό νάτριο, κ.λπ.
Σουλφοβεταΐνη
Η ανιονική ομάδα στο μόριο είναι η σουλφοομάδα (SO3-) και η κατιονική ομάδα είναι η τεταρτοταγής αμμωνιακή ομάδα. Συνήθως χρησιμοποιούμενες είναι οι αλκυλοδιμεθυλοσουλφοαιθυλοβεταΐνες [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] και οι αλκυλοδιμεθυλοσουλφοπροπυλοβεταΐνες [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-]. Ο αριθμός των ατόμων άνθρακα στην αλκυλομάδα R στους τύπους κυμαίνεται από 12 έως 18. Οι σουλφοβεταΐνες έχουν ολοκληρωμένες ιδιότητες. Όχι μόνο διαθέτουν όλα τα πλεονεκτήματα των συνηθισμένων βεταΐνων, αλλά έχουν και μοναδικά πλεονεκτήματα, όπως αντοχή σε υψηλές συγκεντρώσεις οξέων, αλκαλίων και αλάτων. Σήμερα, η υδροξυσουλφοπροπυλομάδα [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] χρησιμοποιείται για να αντικαταστήσει τις σουλφοπροπυλοβεταΐνες, οι οποίες παράγουν ουσίες επιβλαβείς για το ανθρώπινο σώμα κατά την παραγωγή. Λόγω της παρουσίας τόσο ανιονικών όσο και κατιονικών ομάδων με υδροξυλομάδες στη δομή τους, όχι μόνο έχουν όλα τα πλεονεκτήματα των αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών, αλλά εμφανίζουν επίσης αντοχή σε υψηλές συγκεντρώσεις οξέων, αλκαλίων και αλάτων, καλές γαλακτωματοποιητικές, διασπαρτικές και αντιστατικές ιδιότητες, καθώς και βακτηριοκτόνες, αντιμυκητιακές και ιξωδοελαστικές ιδιότητες. Είναι επιφανειοδραστικά με εξαιρετική συνολική απόδοση και έχουν εφαρμοστεί ευρέως σε διάφορους τομείς, όπως οι καθημερινές χημικές ουσίες, η εκτόπιση πετρελαίου από πετρελαιοπηγές, η ρωγμάτωση και η οξίνιση.
Φωσφολιπίδιο βεταΐνη
Η ανιονική ομάδα στο μόριο είναι η φωσφορική ομάδα (HPO4-) και η κατιονική ομάδα είναι η τεταρτοταγής αμμωνιακή ομάδα. Για παράδειγμα, αλκυλοδιμεθυλυδροξυπροπυλοφωσφορική βεταΐνη [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], όπου η αλκυλομάδα R έχει 12 έως 18 άτομα άνθρακα. Αυτή η δομή καθορίζει ότι όχι μόνο διαθέτει τις εξαιρετικές ιδιότητες των αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών, όπως διαβρεξιμότητα, απορρυπαντικότητα, διαλυτότητα, ιδιότητες γαλακτωματοποίησης και διασποράς, αντιστατικές ιδιότητες, θερμική σταθερότητα, καθώς και καλή συμβατότητα, χαμηλό ερεθισμό και πλεονεκτήματα έναντι των γενικών ανιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών, όπως καλύτερη αντοχή σε αλκάλια, αντοχή σε ηλεκτρολύτες και αντιστατικές ιδιότητες, αλλά έχει επίσης ισχυρή διασπορά σαπουνιού ασβεστίου, χαμηλή επιφανειακή τάση και εξαιρετική απόδοση αφρισμού.
Ώρα δημοσίευσης: 04 Φεβρουαρίου 2026