एउटा लेखमा एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरू बुझ्दै——एमिनो एसिड प्रकार र बेटेन प्रकार

एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरू सर्फ्याक्टेन्टहरू हुन् जसमा एउटै अणुमा एनियोनिक हाइड्रोफिलिक समूह र क्याशनिक हाइड्रोफिलिक समूह दुवै हुन्छन्। तिनीहरूको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण विशेषता भनेको तिनीहरूले प्रोटोनहरू दान गर्न र स्वीकार गर्न सक्छन्। प्रयोगको क्रममा तिनीहरूमा निम्न विशेषताहरू हुन्छन्: एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा सामान्यतया धुने, फैलाउने, इमल्सिफाइङ, स्टेरिलाइजिङ, फाइबर नरम गर्ने, र एन्टिस्टेटिकमा राम्रो प्रदर्शन हुन्छ, र कपडा फिनिशिङ सहायक, रंगाउने सहायक, क्याल्सियम साबुन डिस्पर्सेन्ट, ड्राई-क्लिनिङ सर्फ्याक्टेन्ट, र धातु जंग अवरोधकहरू, आदिको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। तिनीहरूसँग कपडाहरूको लागि उत्कृष्ट कोमलता, चिल्लोपन र एन्टिस्टेटिक गुणहरू छन्; निश्चित जीवाणुनाशक र मोल्ड-निरोधक गुणहरू; र राम्रो इमल्सिफाइङ र डिस्पर्सिङ गुणहरू। यद्यपि, यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्ट अपेक्षाकृत महँगो छ, र यसको वास्तविक प्रयोग दायरा अन्य प्रकारका सर्फ्याक्टेन्टहरू भन्दा सानो छ। यो एक हल्का सर्फ्याक्टेन्ट हो। एकल एनियोनिक वा क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको विपरीत, एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्ट अणुहरूमा अणुको एक छेउमा अम्लीय र आधारभूत दुवै समूहहरू हुन्छन्। अम्लीय समूहहरू प्रायः कार्बोक्सिल, सल्फोनिक एसिड, वा फस्फेट समूहहरू हुन्, जबकि आधारभूत समूहहरू एमिनो वा क्वाटरनरी अमोनियम समूहहरू हुन्। तिनीहरूलाई एनियोनिक र ननियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूसँग मिसाउन सकिन्छ र एसिड, क्षार, लवण, र क्षारीय पृथ्वी धातु लवणहरूको प्रतिरोधी हुन्छन्।

हाल, सामान्यतया प्रयोग हुने सिंथेटिक एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा प्रायः कार्बोक्सिलेट समूहहरू हुन्छन् जसमा एनियोनिक मोइटीहरू हुन्छन्, केहीमा सल्फोनेट समूहहरू हुन्छन्; तिनीहरूको क्याशनिक मोइटीहरू प्रायः एमाइन लवण वा क्वाटरनरी अमोनियम लवणहरू हुन्छन्। क्याशनिक मोइटीको रूपमा एमाइन लवण भएकाहरूलाई एमिनो एसिड प्रकार भनिन्छ; क्याशनिक मोइटीको रूपमा क्वाटरनरी अमोनियम लवण भएकाहरूलाई बेटेन प्रकार भनिन्छ।

1. एमिनो एसिडको प्रकार

एमिनो एसिड-प्रकारको एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको जलीय घोल क्षारीय हुन्छ। जब हाइड्रोक्लोरिक एसिडलाई बिस्तारै हलचलको साथ थपिन्छ, घोल तटस्थ हुँदा कुनै परिवर्तन हुँदैन। घोल थोरै अम्लीय हुँदा अवक्षेपण बन्छ। यदि घोललाई बलियो अम्लीय बनाउन थप हाइड्रोक्लोरिक एसिड थपियो भने, अवक्षेपण फेरि घुल्छ। यसले संकेत गर्दछ कि यो क्षारीय वातावरणमा एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा र अम्लीय वातावरणमा क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा व्यवहार गर्दछ। यद्यपि, जब क्याशनिक र एनियोनिक गुणहरू आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दुमा ठ्याक्कै सन्तुलित हुन्छन्, हाइड्रोफिलिसिटी घट्छ, जसको परिणामस्वरूप अवक्षेपणको गठन हुन्छ। अणुमा रहेको आयन कार्बोक्सिल समूह हो, र क्याशन एक अमोनियम नुन हो। यस प्रकारको सर्फ्याक्टेन्टले माध्यमको pH मा परिवर्तनको साथ विभिन्न सतह गतिविधिहरू प्रदर्शन गर्दछ। उदाहरणका लागि, डोडेसिलामिनोप्रोपियोनिक एसिड (C12H25N+H2CH2CH2COO-) लाई सोडियम हाइड्रोक्साइड माध्यममा सोडियम डोडेसिलामिनोप्रोपियोनेट (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) मा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ, जसले पानीमा घुलनशील एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा व्यवहार गर्दछ। हाइड्रोक्लोरिक एसिड माध्यममा, यसलाई डोडेसिलामिनोप्रोपियोनिक एसिड [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-] को हाइड्रोक्लोराइड नुनमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ, जसले पानीमा घुलनशील क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा व्यवहार गर्दछ। यदि माध्यमको pH समायोजन गरिएको छ ताकि सकारात्मक र नकारात्मक चार्जहरू ठ्याक्कै सन्तुलित छन् भने, यो भित्री नुनमा (C12H25N+H2CH2CH2COO-) रूपान्तरण हुन्छ, जुन पानीमा कम घुलनशील हुन्छ र बाहिर निस्कन्छ। यस बिन्दुमा pH लाई आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दु भनिन्छ। एमिनो एसिड-प्रकारको एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको प्रभाव पूर्ण रूपमा प्रयोग गर्न, तिनीहरूलाई आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दुबाट विचलित pH भएको जलीय घोलमा प्रयोग गर्नुपर्छ। एमिनो एसिड-प्रकारको एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टको तयारीमा प्रयोग हुने सामान्य कच्चा पदार्थहरूमा उच्च एलिफेटिक प्राथमिक एमाइनहरू, मिथाइल एक्रिलेट (एक्रिलेट एस्टरहरू हेर्नुहोस्), एक्रिलोनिट्राइल र क्लोरोएसेटिक एसिड समावेश छन्।

1. Bइटाइन प्रकार

बेटेन-प्रकारका एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूमा अम्लीय, तटस्थ वा क्षारीय जलीय घोलहरूमा घुलनशील हुने सबैभन्दा ठूलो विशेषता हुन्छ। तिनीहरू आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दुमा पनि अवक्षेपण गर्दैनन्। यसको अतिरिक्त, तिनीहरूमा पारगम्यता, डिटर्जेन्सी र एन्टिस्टेटिक प्रदर्शन जस्ता राम्रो गुणहरू पनि छन्। त्यसकारण, तिनीहरू राम्रो इमल्सीफायर र सफ्टनर हुन्।

कार्बोक्सीबेटिन

अणुमा रहेको आयन कार्बोक्सिल समूह हो, र क्याशन क्वाटरनरी अमोनियम समूह हो। उदाहरणका लागि, अल्काइल डाइमिथाइल बेटेन [RN+(CH3)2CH2COO-], जहाँ अल्काइल समूह R मा १२ देखि १८ कार्बन परमाणुहरू हुन्छन्। एमिनो एसिड प्रकारहरूको तुलनामा, बेटेन प्रकारहरू अम्लीय, तटस्थ, वा क्षारीय मिडियामा पानीमा घुलनशील हुन सक्छन्, र आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दुमा पनि अवक्षेपण गर्दैनन्, त्यसैले तिनीहरूलाई कुनै पनि pH भएको जलीय घोलमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। अम्लीय मिडियामा, जब आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दुको pH कम हुन्छ, यसले पानीमा घुलनशील क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्ट [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-] को रूपमा व्यवहार गर्दछ; तटस्थ वा क्षारीय मिडियामा, अर्थात्, जब pH आइसोइलेक्ट्रिक बिन्दु बराबर वा बढी हुन्छ, यसले पानीमा घुलनशील एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा व्यवहार गर्दछ र एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा व्यवहार गर्दैन। एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले अम्लीय मिडियामा मात्र एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूसँग अवक्षेपण बनाउँछन्। तिनीहरूलाई विभिन्न pH मानहरू भएको मिडियामा कुनै पनि प्रकारको सर्फ्याक्टेन्टसँग संयोजनमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। बेटेन-प्रकारको एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरू तयार गर्न प्रयोग गरिने सामान्य कच्चा पदार्थहरूमा अल्काइल डाइमिथाइल टर्शरी एमाइनहरू र सोडियम क्लोरोएसीटेट, आदि समावेश छन्।

सल्फोबेटेन

अणुमा रहेको एनियोनिक समूह सल्फो समूह (SO3-) हो, र क्याशनिक समूह क्वाटरनरी अमोनियम समूह हो। सामान्यतया प्रयोग हुनेहरू अल्काइल डाइमिथाइल सल्फोनेथिल बेटेनहरू [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] र अल्काइल डाइमिथाइल सल्फोप्रोपाइल बेटेनहरू [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-] हुन्। सूत्रहरूमा अल्काइल समूह R मा कार्बन परमाणुहरूको संख्या १२ देखि १८ सम्म हुन्छ। सल्फोबेटेनहरूमा व्यापक गुणहरू हुन्छन्; तिनीहरूमा साधारण बेटेनका सबै फाइदाहरू मात्र हुँदैनन् तर एसिड, क्षार र लवणहरूको उच्च सांद्रताको प्रतिरोध जस्ता अद्वितीय फाइदाहरू पनि हुन्छन्। हाल, हाइड्रोक्सी सल्फोप्रोपाइल [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] सल्फोप्रोपाइल बेटेनहरूलाई प्रतिस्थापन गर्न प्रयोग गरिन्छ, जसले उत्पादनको क्रममा मानव शरीरलाई हानिकारक पदार्थहरू उत्पादन गर्दछ। तिनीहरूको संरचनामा हाइड्रोक्सिल समूहहरू भएका एनियोनिक र क्याशनिक समूहहरू दुवैको उपस्थितिको कारणले गर्दा, तिनीहरूसँग एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूका सबै फाइदाहरू मात्र छैनन् तर एसिड, क्षार र लवणहरूको उच्च सांद्रता, राम्रो इमल्सिफाइङ, डिस्पर्सिङ, र एन्टिस्टेटिक गुणहरू, साथै ब्याक्टेरिसाइडल, एन्टिफंगल, र भिस्कोइलास्टिक गुणहरूको प्रतिरोध पनि प्रदर्शन गर्दछ। तिनीहरू उत्कृष्ट समग्र प्रदर्शन भएका सर्फ्याक्टेन्टहरू हुन् र दैनिक रसायनहरू, तेल क्षेत्र तेल विस्थापन, फ्र्याक्चरिङ, र एसिडाइजिङ जस्ता विभिन्न क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा लागू गरिएका छन्।

फस्फोलिपिड बेटेन

अणुमा रहेको एनियोनिक समूह फस्फेट समूह (HPO4-) हो, र क्याशनिक समूह क्वाटरनरी अमोनियम समूह हो। उदाहरणका लागि, अल्काइल डाइमिथाइल हाइड्रोक्साइप्रोपाइल फस्फेट बेटेन [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], जहाँ अल्काइल समूह R मा १२ देखि १८ कार्बन परमाणुहरू हुन्छन्। यो संरचनाले निर्धारण गर्छ कि यसमा एम्फोटेरिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको उत्कृष्ट गुणहरू मात्र छैनन् जस्तै भिजेको क्षमता, डिटर्जेन्सी, घुलनशीलता, इमल्सिफाइङ र डिस्पर्सिङ गुणहरू, एन्टिस्टेटिक गुण, थर्मल स्थिरता, साथै राम्रो अनुकूलता, कम जलन, र राम्रो क्षार प्रतिरोध, इलेक्ट्रोलाइट प्रतिरोध, र एन्टिस्टेटिक गुण जस्ता सामान्य एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरू भन्दा फाइदाहरू, तर बलियो क्याल्सियम साबुन फैलावट, कम सतह तनाव, र उत्कृष्ट फोमिंग प्रदर्शन पनि छ।