Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos yra paviršinio aktyvumo medžiagos, kurių molekulėje yra ir anijoninių hidrofilinių, ir katijoninių hidrofilinių grupių. Svarbiausia jų savybė yra ta, kad jos gali tiek atiduoti, tiek priimti protonus. Naudojimo metu jos pasižymi šiomis savybėmis: amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos paprastai gerai veikia skalbiant, disperguojant, emulsinant, sterilizuojant, minkštinant pluoštus ir yra antistatinės, todėl gali būti naudojamos kaip audinių apdailos pagalbinės medžiagos, dažymo pagalbinės medžiagos, kalcio muilo dispergentai, sauso valymo paviršinio aktyvumo medžiagos ir metalų korozijos inhibitoriai ir kt. Jos pasižymi puikiu audinių minkštumu, glotnumu ir antistatinėmis savybėmis; tam tikromis baktericidinėmis ir pelėsį slopinančiomis savybėmis; bei geromis emulsinimo ir dispergavimo savybėmis. Tačiau šio tipo paviršinio aktyvumo medžiagos yra gana brangios, o jų faktinis taikymo sriti yra mažesnė nei kitų tipų paviršinio aktyvumo medžiagų. Tai švelni paviršinio aktyvumo medžiaga. Skirtingai nuo pavienių anijoninių ar katijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų, amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės viename molekulės gale turi ir rūgštines, ir bazines grupes. Rūgštinės grupės dažniausiai yra karboksilo, sulfonrūgšties arba fosfato grupės, o bazinės – amino arba ketvirtinio amonio grupės. Jas galima maišyti su anijoninėmis ir nejoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis ir jos yra atsparios rūgštims, šarmams, druskoms ir šarminių žemių metalų druskoms.
Šiuo metu dažniausiai naudojamos sintetinės amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos dažniausiai turi karboksilato grupes kaip anijonines dalis, o kelios – sulfonato grupes; jų katijoninės dalys dažniausiai yra aminų druskos arba ketvirtinės amonio druskos. Tos, kurių katijoninė dalis yra aminų druskos, vadinamos aminorūgščių tipo; tos, kurių katijoninė dalis yra ketvirtinės amonio druskos, vadinamos betaino tipo.
- Aminorūgščių tipas
Aminorūgščių tipo amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų vandeninis tirpalas yra šarminis. Lėtai ir maišant įpilant druskos rūgšties, tirpalo neutralizacija nepakinta. Kai tirpalas šiek tiek parūgštėja, susidaro nuosėdos. Jei įpilama daugiau druskos rūgšties, kad tirpalas taptų stipriai rūgštus, nuosėdos vėl ištirpsta. Tai rodo, kad šarminėje aplinkoje jos veikia kaip anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos, o rūgštinėje – kaip katijoninės. Tačiau, kai katijoninės ir anijoninės savybės izoelektriniame taške yra tiksliai subalansuotos, hidrofiliškumas sumažėja, todėl susidaro nuosėdos. Molekulėje esantis anijonas yra karboksilo grupė, o katijonas – amonio druska. Šio tipo paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi skirtingu paviršiaus aktyvumu, keičiantis terpės pH. Pavyzdžiui, dodecilaminopropiono rūgštis (C12H25N+H2CH2CH2COO-) natrio hidroksido terpėje gali būti paversta natrio dodecilaminopropionatu (C12H25NHCH2CH2COO-Na+), kuri veikia kaip vandenyje tirpi anijoninė paviršinio aktyvumo medžiaga. Druskos rūgšties terpėje jis gali būti paverstas dodecilaminopropiono rūgšties hidrochlorido druska [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-], kuri veikia kaip vandenyje tirpi katijoninė paviršinio aktyvumo medžiaga. Jei terpės pH sureguliuojamas taip, kad teigiami ir neigiami krūviai būtų tiksliai subalansuoti, jis paverčiamas vidine druska (C12H25N+H2CH2CH2COO-), kuri blogai tirpsta vandenyje ir iškrenta į nuosėdas. Šio taško pH vadinamas izoelektriniu tašku. Kad aminorūgščių tipo amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos visapusiškai veiktų, jos turi būti naudojamos vandeniniuose tirpaluose, kurių pH nukrypsta nuo izoelektrinio taško. Įprastos žaliavos, naudojamos aminorūgščių tipo amfoterinėms paviršinio aktyvumo medžiagoms gaminti, yra aukštesnieji alifatiniai pirminiai aminai, metilakrilatas (žr. akrilato esterius), akrilnitrilas ir chloracto rūgštis.
- Betaino tipas
Betaino tipo amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi didžiausia savybe – gerai tirpsta vandeniniuose tirpaluose, nepriklausomai nuo jų koncentracijos – rūgštiniuose, neutraliuose ar šarminiuose. Jos neiškrenta net izoelektriniame taške. Be to, jos pasižymi geromis savybėmis, tokiomis kaip pralaidumas, ploviklio savybės ir antistatinės savybės. Todėl jos yra geri emulsikliai ir minkštikliai.
Karboksibetainas
Molekulėje esantis anijonas yra karboksilo grupė, o katijonas – ketvirtinė amonio grupė. Pavyzdžiui, alkildimetilbetainas [RN+(CH3)2CH2COO-], kur alkilo grupė R turi nuo 12 iki 18 anglies atomų. Palyginti su aminorūgščių tipais, betaino tipai gali tirpti vandenyje rūgštinėje, neutralioje arba šarminėje terpėje ir neiškristi į nuosėdas net izoelektriniame taške, todėl juos galima naudoti vandeniniuose tirpaluose su bet kokiu pH. Rūgštinėje terpėje, kai izoelektrinio taško pH yra mažesnis, jis elgiasi kaip vandenyje tirpi katijoninė paviršinio aktyvumo medžiaga [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-]; neutralioje arba šarminėje terpėje, t. y. kai pH yra lygus arba didesnis už izoelektrinį tašką, jis elgiasi kaip vandenyje tirpi amfoterinė paviršinio aktyvumo medžiaga ir nesielgia kaip anijoninė paviršinio aktyvumo medžiaga. Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos linkusios sudaryti nuosėdas su anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis tik rūgštinėje terpėje. Jas galima naudoti kartu su bet kokio tipo paviršinio aktyvumo medžiaga terpėse su įvairiomis pH vertėmis. Įprastos žaliavos, naudojamos betaino tipo amfoterinėms paviršinio aktyvumo medžiagoms gaminti, yra alkildimetil tretiniai aminai ir natrio chloracetatas ir kt.
Sulfobetainas
Molekulėje anijoninė grupė yra sulfo grupė (SO3-), o katijoninė grupė – ketvirtinė amonio grupė. Dažniausiai naudojami alkildimetilsulfonetilbetainai [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] ir alkildimetilsulfopropilbetainai [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-]. Anglies atomų skaičius alkilo grupėje R formulėse svyruoja nuo 12 iki 18. Sulfobetainai pasižymi visapusiškomis savybėmis; jie ne tik turi visus įprastų betainų privalumus, bet ir unikalius privalumus, tokius kaip atsparumas didelėms rūgščių, šarmų ir druskų koncentracijoms. Šiuo metu hidroksisulfopropilas [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] naudojamas sulfopropilbetainų, kurių gamybos metu susidaro žmogaus organizmui kenksmingos medžiagos, pakaitalui. Dėl savo struktūroje esančių anijoninių ir katijoninių grupių su hidroksilo grupėmis, jos ne tik turi visus amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų privalumus, bet ir yra atsparios didelėms rūgščių, šarmų ir druskų koncentracijoms, geroms emulsinimo, dispergavimo ir antistatinėms savybėms, taip pat baktericidinėms, priešgrybelinėms ir viskoelastinėms savybėms. Tai paviršinio aktyvumo medžiagos, pasižyminčios puikiomis bendromis savybėmis ir plačiai naudojamos įvairiose srityse, tokiose kaip kasdienės cheminės medžiagos, naftos telkinių naftos išstūmimas, hidraulinis ardymas ir rūgštinimas.
Fosfolipidų betainas
Molekulėje anijoninė grupė yra fosfato grupė (HPO4-), o katijoninė grupė – ketvirtinė amonio grupė. Pavyzdžiui, alkildimetilhidroksipropilfosfato betainas [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], kur alkilo grupė R turi 12–18 anglies atomų. Ši struktūra lemia, kad ji pasižymi ne tik puikiomis amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų savybėmis, tokiomis kaip drėkinimas, plovimas, tirpimas, emulsinimo ir dispergavimo savybės, antistatinės savybės, terminis stabilumas, taip pat geras suderinamumas, mažas dirginimas ir pranašumai, palyginti su įprastomis anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis, tokie kaip geresnis atsparumas šarmams, elektrolitams ir antistatinės savybės, bet ir stipriu kalcio muilo dispersiškumu, mažu paviršiaus įtempimu ir puikiomis putojimo savybėmis.
Įrašo laikas: 2026 m. vasario 4 d.