Amfotære overflateaktive stoffer er overflateaktive stoffer som inneholder både anioniske hydrofile grupper og kationiske hydrofile grupper i samme molekyl. Deres viktigste egenskap er at de både kan donere og motta protoner. De har følgende egenskaper under bruk: Amfotære overflateaktive stoffer har generelt god ytelse i vasking, dispergering, emulgering, sterilisering, mykgjøring av fibre og antistatisk, og kan brukes som hjelpestoffer for tekstilbehandling, fargestoffer, kalsiumsåpedispensere, renseri-overflateaktive stoffer og metallkorrosjonshemmere, etc. De har utmerket mykhet, glatthet og antistatiske egenskaper for tekstiler; visse bakteriedrepende og mugghemmende egenskaper; og gode emulgerende og dispergerende egenskaper. Denne typen overflateaktivt middel er imidlertid relativt dyrt, og det faktiske bruksområdet er mindre enn for andre typer overflateaktive stoffer. Det er et mildt overflateaktivt middel. I motsetning til enkeltstående anioniske eller kationiske overflateaktive stoffer har amfotære overflateaktive molekyler både sure og basiske grupper i den ene enden av molekylet. De sure gruppene er for det meste karboksyl-, sulfonsyre- eller fosfatgrupper, mens de basiske gruppene er amino- eller kvaternære ammoniumgrupper. De kan blandes med anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer og er motstandsdyktige mot syrer, alkalier, salter og jordalkalimetallsalter.
Vanlig brukte syntetiske amfotære overflateaktive stoffer har for det meste karboksylatgrupper som anioniske deler, mens noen få har sulfonatgrupper. De kationiske delene er for det meste aminsalter eller kvaternære ammoniumsalter. De med aminsalter som kationisk del kalles aminosyretypen; de med kvaternære ammoniumsalter som kationisk del kalles betaintypen.
- Aminosyretype
Den vandige løsningen av amfotære overflateaktive stoffer av aminosyretypen er alkalisk. Når saltsyre tilsettes sakte under omrøring, er det ingen endring når løsningen blir nøytral. Et bunnfall dannes når løsningen blir svakt sur. Hvis mer saltsyre tilsettes for å gjøre løsningen sterkt sur, løses bunnfallet opp igjen. Dette indikerer at det oppfører seg som et anionisk overflateaktivt middel i et alkalisk miljø og som et kationisk overflateaktivt middel i et surt miljø. Men når de kationiske og anioniske egenskapene er nøyaktig balansert ved det isoelektriske punktet, reduseres hydrofilisiteten, noe som resulterer i dannelsen av et bunnfall. Anionet i molekylet er en karboksylgruppe, og kationen er et ammoniumsalt. Denne typen overflateaktivt middel viser ulik overflateaktivitet med endringer i mediets pH. For eksempel kan dodecylaminopropionsyre (C12H25N+H2CH2CH2COO-) omdannes til natriumdodecylaminopropionat (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) i et natriumhydroksidmedium, og oppfører seg som et vannløselig anionisk overflateaktivt middel. I et saltsyremedium kan det omdannes til hydrokloridsaltet av dodecylaminopropionsyre [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-], og oppføre seg som et vannløselig kationisk overflateaktivt middel. Hvis pH-verdien i mediet justeres slik at de positive og negative ladningene er nøyaktig balanserte, omdannes det til et indre salt (C12H25N+H2CH2CH2COO-), som er dårlig løselig i vann og utfelles. pH-verdien på dette punktet kalles det isoelektriske punktet. For å utøve full effekt av amfotære overflateaktive stoffer av aminosyretypen, må de brukes i vandige løsninger med en pH-verdi som avviker fra det isoelektriske punktet. Vanlige råvarer som brukes i fremstillingen av amfotære overflateaktive stoffer av aminosyretypen inkluderer høyere alifatiske primære aminer, metylakrylat (se akrylatestere), akrylnitril og kloreddiksyre.
- Betaine-type
Amfotære overflateaktive stoffer av betaintypen har den største egenskapen at de er løselige i vandige løsninger, enten de er sure, nøytrale eller alkaliske. De utfelles ikke selv ved det isoelektriske punktet. I tillegg har de også gode egenskaper som permeabilitet, vaskeevne og antistatisk ytelse. Derfor er de gode emulgatorer og myknere.
Karboksybetain
Anionet i molekylet er en karboksylgruppe, og kationen er en kvaternær ammoniumgruppe. For eksempel alkyldimetylbetain [RN+(CH3)2CH2COO-], hvor alkylgruppen R har 12 til 18 karbonatomer. Sammenlignet med aminosyretyper kan betaintyper løses opp i vann i sure, nøytrale eller alkaliske medier, og de utfelles ikke selv ved det isoelektriske punktet, slik at de kan brukes i vandige løsninger med enhver pH. I sure medier, når pH-verdien i det isoelektriske punktet er lavere, oppfører det seg som et vannløselig kationisk overflateaktivt middel [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-]; i nøytrale eller alkaliske medier, dvs. når pH-verdien er lik eller høyere enn det isoelektriske punktet, oppfører det seg som et vannløselig amfotert overflateaktivt middel og oppfører seg ikke som et anionisk overflateaktivt middel. Amfotere overflateaktive stoffer har en tendens til å danne utfellinger med anioniske overflateaktive stoffer bare i sure medier. De kan brukes i kombinasjon med enhver type overflateaktivt middel i medier med forskjellige pH-verdier. Vanlige råvarer som brukes til å fremstille amfotære overflateaktive stoffer av betaintypen inkluderer alkyldimetyl-tertiære aminer og natriumkloracetat, etc.
Sulfobetain
Den anioniske gruppen i molekylet er sulfogruppen (SO3-), og den kationiske gruppen er den kvaternære ammoniumgruppen. Vanlig brukte er alkyldimetylsulfonetylbetainer [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] og alkyldimetylsulfopropylbetainer [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-]. Antall karbonatomer i alkylgruppen R i formlene varierer fra 12 til 18. Sulfobetainer har omfattende egenskaper; de har ikke bare alle fordelene til vanlige betainer, men har også unike fordeler som motstand mot høye konsentrasjoner av syrer, alkalier og salter. For tiden brukes hydroksysulfopropyl [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] til å erstatte sulfopropylbetainer, som produserer stoffer som er skadelige for menneskekroppen under produksjonen. På grunn av tilstedeværelsen av både anioniske og kationiske grupper med hydroksylgrupper i strukturen, har de ikke bare alle fordelene med amfotære overflateaktive stoffer, men viser også motstand mot høye konsentrasjoner av syrer, alkalier og salter, gode emulgerende, dispergerende og antistatiske egenskaper, samt bakteriedrepende, soppdrepende og viskoelastiske egenskaper. De er overflateaktive stoffer med utmerket total ytelse og har blitt mye brukt innen ulike felt som daglig kjemikaliebruk, oljefortrengning i oljefelt, frakturering og syrebehandling.
Fosfolipidbetain
Den anioniske gruppen i molekylet er fosfatgruppen (HPO4-), og den kationiske gruppen er den kvaternære ammoniumgruppen. For eksempel alkyldimetylhydroksypropylfosfatbetain [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], hvor alkylgruppen R har 12 til 18 karbonatomer. Denne strukturen bestemmer at den ikke bare har de utmerkede egenskapene til amfotere overflateaktive stoffer, som fuktbarhet, vaskeevne, løselighet, emulgerende og dispergerende egenskaper, antistatiske egenskaper, termisk stabilitet, samt god kompatibilitet, lav irritasjon og fordeler i forhold til generelle anioniske overflateaktive stoffer, som bedre alkaliresistens, elektrolyttresistens og antistatiske egenskaper, men har også sterk kalsiumsåpedispergerbarhet, lav overflatespenning og utmerket skummingsevne.
Publisert: 04.02.2026