I tensioattivi anfoteri sono tensioattivi che contengono sia gruppi idrofili anionici che gruppi idrofili cationici nella stessa molecola. La loro caratteristica più significativa è che possono sia donare che accettare protoni. Presentano le seguenti caratteristiche durante l'uso: i tensioattivi anfoteri hanno generalmente buone prestazioni di lavaggio, disperdenti, emulsionanti, sterilizzanti, ammorbidenti delle fibre e antistatici, e possono essere utilizzati come ausiliari di finitura dei tessuti, ausiliari di tintura, disperdenti di saponi di calcio, tensioattivi per il lavaggio a secco e inibitori di corrosione dei metalli, ecc. Hanno eccellenti proprietà di morbidezza, levigatezza e antistatiche per i tessuti; alcune proprietà battericide e antimuffa; e buone proprietà emulsionanti e disperdenti. Tuttavia, questo tipo di tensioattivo è relativamente costoso e il suo campo di applicazione effettivo è inferiore a quello di altri tipi di tensioattivi. È un tensioattivo delicato. A differenza dei tensioattivi anionici o cationici singoli, le molecole di tensioattivi anfoteri presentano sia gruppi acidi che basici a un'estremità della molecola. I gruppi acidi sono principalmente gruppi carbossilici, solfonici o fosfati, mentre i gruppi basici sono gruppi amminici o di ammonio quaternario. Possono essere miscelati con tensioattivi anionici e non ionici e sono resistenti ad acidi, alcali, sali e sali di metalli alcalino-terrosi.
Attualmente, i tensioattivi anfoteri sintetici comunemente utilizzati hanno per lo più gruppi carbossilato come gruppi anionici, mentre alcuni presentano gruppi solfonato; i loro gruppi cationici sono per lo più sali di ammina o sali di ammonio quaternario. Quelli con sali di ammina come gruppo cationico sono detti di tipo amminoacidico; quelli con sali di ammonio quaternario come gruppo cationico sono detti di tipo betaina.
- Tipo di amminoacido
La soluzione acquosa di tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico è alcalina. Aggiungendo lentamente acido cloridrico sotto agitazione, non si verifica alcuna variazione quando la soluzione diventa neutra. Si forma un precipitato quando la soluzione diventa leggermente acida. Aggiungendo altro acido cloridrico per rendere la soluzione fortemente acida, il precipitato si dissolve nuovamente. Ciò indica che si comporta come un tensioattivo anionico in ambiente alcalino e come un tensioattivo cationico in ambiente acido. Tuttavia, quando le proprietà cationiche e anioniche sono esattamente bilanciate al punto isoelettrico, l'idrofilia diminuisce, con conseguente formazione di un precipitato. L'anione nella molecola è un gruppo carbossilico e il catione è un sale di ammonio. Questo tipo di tensioattivo mostra diverse attività superficiali al variare del pH del mezzo. Ad esempio, l'acido dodecilamminopropionico (C12H25N+H2CH2CH2COO-) può essere convertito in dodecilamminopropionato di sodio (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) in un mezzo di idrossido di sodio, comportandosi come un tensioattivo anionico idrosolubile. In un mezzo di acido cloridrico, può essere convertito nel sale cloridrato dell'acido dodecilamminopropionico [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-], comportandosi come un tensioattivo cationico idrosolubile. Se il pH del mezzo viene regolato in modo che le cariche positive e negative siano esattamente bilanciate, viene convertito in un sale interno (C12H25N+H2CH2CH2COO-), che è scarsamente solubile in acqua e precipita. Il pH a questo punto è chiamato punto isoelettrico. Per esplicare appieno l'effetto dei tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico, questi devono essere utilizzati in soluzioni acquose con un pH che si discosta dal punto isoelettrico. Le materie prime comunemente utilizzate nella preparazione di tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico includono ammine primarie alifatiche superiori, acrilato di metile (vedi esteri di acrilato), acrilonitrile e acido cloroacetico.
- Btipo etaina
I tensioattivi anfoteri di tipo betaina hanno la caratteristica principale di essere solubili in soluzioni acquose, siano esse acide, neutre o alcaline. Non precipitano nemmeno al punto isoelettrico. Inoltre, possiedono buone proprietà come permeabilità, detergenza e proprietà antistatiche. Pertanto, sono ottimi emulsionanti e ammorbidenti.
Carbossibetaina
L'anione nella molecola è un gruppo carbossilico e il catione è un gruppo ammonio quaternario. Ad esempio, l'alchil dimetil betaina [RN+(CH3)2CH2COO-], dove il gruppo alchilico R ha da 12 a 18 atomi di carbonio. Rispetto ai tipi di amminoacidi, i tipi di betaina possono dissolversi in acqua in mezzi acidi, neutri o alcalini e non precipitano nemmeno al punto isoelettrico, quindi possono essere utilizzati in soluzioni acquose con qualsiasi pH. In mezzi acidi, quando il pH del punto isoelettrico è inferiore, si comporta come un tensioattivo cationico idrosolubile [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-]; in mezzi neutri o alcalini, ovvero quando il pH è uguale o superiore al punto isoelettrico, si comporta come un tensioattivo anfotero idrosolubile e non si comporta come un tensioattivo anionico. I tensioattivi anfoteri tendono a formare precipitati con tensioattivi anionici solo in ambienti acidi. Possono essere utilizzati in combinazione con qualsiasi tipo di tensioattivo in ambienti con diversi valori di pH. Le materie prime comunemente utilizzate per la preparazione di tensioattivi anfoteri di tipo betaina includono alchil dimetil ammine terziarie e cloroacetato di sodio, ecc.
Sulfobetaina
Il gruppo anionico nella molecola è il gruppo solfo (SO3-), mentre il gruppo cationico è il gruppo ammonio quaternario. Quelle comunemente utilizzate sono le alchil dimetil sulfonetil betaine [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] e le alchil dimetil sulfopropil betaine [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-]. Il numero di atomi di carbonio nel gruppo alchilico R nelle formule varia da 12 a 18. Le solfobetaine hanno proprietà complete; non solo possiedono tutti i vantaggi delle betaine ordinarie, ma presentano anche vantaggi unici come la resistenza ad alte concentrazioni di acidi, alcali e sali. Attualmente, l'idrossi sulfopropil [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] viene utilizzato per sostituire le solfopropil betaine, che durante la produzione producono sostanze nocive per l'organismo umano. Grazie alla presenza di gruppi anionici e cationici con gruppi ossidrilici nella loro struttura, non solo presentano tutti i vantaggi dei tensioattivi anfoteri, ma presentano anche resistenza ad alte concentrazioni di acidi, alcali e sali, buone proprietà emulsionanti, disperdenti e antistatiche, nonché proprietà battericide, antimicotiche e viscoelastiche. Sono tensioattivi con eccellenti prestazioni complessive e sono stati ampiamente applicati in vari campi, come i prodotti chimici di uso quotidiano, lo spostamento del petrolio nei giacimenti petroliferi, la fratturazione e l'acidificazione.
Fosfolipide betaina
Il gruppo anionico nella molecola è il gruppo fosfato (HPO4-), mentre il gruppo cationico è il gruppo ammonio quaternario. Ad esempio, l'alchil dimetil idrossipropil fosfato betaina [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], dove il gruppo alchilico R ha da 12 a 18 atomi di carbonio. Questa struttura determina che non solo possiede le eccellenti proprietà dei tensioattivi anfoteri come bagnabilità, detergenza, solubilizzazione, proprietà emulsionanti e disperdenti, proprietà antistatiche, stabilità termica, nonché buona compatibilità, bassa irritazione e vantaggi rispetto ai tensioattivi anionici generali come migliore resistenza agli alcali, resistenza agli elettroliti e proprietà antistatiche, ma presenta anche una forte disperdibilità del sapone di calcio, bassa tensione superficiale ed eccellenti prestazioni schiumogene.
Data di pubblicazione: 04-02-2026