ఒకే వ్యాసంలో ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌లను అర్థం చేసుకోవడం——అమైనో ఆమ్ల రకం మరియు బీటైన్ రకం

ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు అంటే ఒకే అణువులో ఆనయానిక్ హైడ్రోఫిలిక్ గ్రూపులు మరియు కాటయానిక్ హైడ్రోఫిలిక్ గ్రూపులు రెండింటినీ కలిగి ఉండే సర్ఫ్యాక్టెంట్లు. వాటి అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణం ఏమిటంటే, అవి ప్రోటాన్‌లను దానం చేయగలవు మరియు స్వీకరించగలవు. ఉపయోగంలో ఉన్నప్పుడు అవి ఈ క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి: ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు సాధారణంగా ఉతకడం, చెదరగొట్టడం, ఎమల్సిఫై చేయడం, క్రిమిరహితం చేయడం, ఫైబర్‌లను మృదువుగా చేయడం మరియు యాంటీస్టాటిక్ వంటి వాటిలో మంచి పనితీరును కలిగి ఉంటాయి. వీటిని ఫ్యాబ్రిక్ ఫినిషింగ్ సహాయకాలు, రంగు వేసే సహాయకాలు, కాల్షియం సబ్బు డిస్పర్సెంట్లు, డ్రై-క్లీనింగ్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు మరియు లోహ తుప్పు నిరోధకాలు మొదలైన వాటిగా ఉపయోగించవచ్చు. ఇవి బట్టలకు అద్భుతమైన మృదుత్వం, నునుపు మరియు యాంటీస్టాటిక్ లక్షణాలను; కొన్ని బాక్టీరియా నాశక మరియు బూజు నిరోధక లక్షణాలను; మరియు మంచి ఎమల్సిఫైయింగ్ మరియు చెదరగొట్టే లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. అయితే, ఈ రకమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్ సాపేక్షంగా ఖరీదైనది మరియు దీని వాస్తవ వినియోగ పరిధి ఇతర రకాల సర్ఫ్యాక్టెంట్ల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది ఒక తేలికపాటి సర్ఫ్యాక్టెంట్. ఒంటరి ఆనయానిక్ లేదా కాటయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌ల వలె కాకుండా, ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ అణువులు అణువు యొక్క ఒక చివరన ఆమ్ల మరియు క్షార సమూహాలు రెండింటినీ కలిగి ఉంటాయి. ఆమ్ల సమూహాలు ఎక్కువగా కార్బాక్సిల్, సల్ఫోనిక్ ఆమ్లం లేదా ఫాస్ఫేట్ సమూహాలుగా ఉంటాయి, అయితే క్షార సమూహాలు అమైనో లేదా క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం సమూహాలుగా ఉంటాయి. వీటిని ఆనయానిక్ మరియు నాన్-అయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌లతో కలపవచ్చు మరియు ఇవి ఆమ్లాలు, క్షారాలు, లవణాలు మరియు క్షార మృత్తిక లోహ లవణాలకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి.

ప్రస్తుతం, సాధారణంగా ఉపయోగించే సింథటిక్ ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లలో చాలా వరకు వాటి ఆనయానిక్ భాగాలుగా కార్బాక్సిలేట్ గ్రూపులు ఉంటాయి, కొన్నింటిలో సల్ఫోనేట్ గ్రూపులు ఉంటాయి; వాటి కాటయానిక్ భాగాలు ఎక్కువగా అమైన్ లవణాలు లేదా క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం లవణాలుగా ఉంటాయి. కాటయానిక్ భాగంగా అమైన్ లవణాలు ఉన్నవాటిని అమైనో ఆమ్ల రకం అని; కాటయానిక్ భాగంగా క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం లవణాలు ఉన్నవాటిని బీటైన్ రకం అని అంటారు.

1. అమైనో ఆమ్ల రకం

అమైనో ఆమ్ల-రకం ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల జల ద్రావణం క్షారంగా ఉంటుంది. కలుపుతూ నెమ్మదిగా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని కలిపినప్పుడు, ద్రావణం తటస్థంగా మారడంలో ఎటువంటి మార్పు ఉండదు. ద్రావణం కొద్దిగా ఆమ్లంగా మారినప్పుడు అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది. ద్రావణాన్ని గాఢంగా ఆమ్లంగా చేయడానికి మరింత హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని కలిపితే, అవక్షేపం మళ్ళీ కరిగిపోతుంది. ఇది క్షార వాతావరణంలో ఆనయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా మరియు ఆమ్ల వాతావరణంలో కాటయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా ప్రవర్తిస్తుందని సూచిస్తుంది. అయితే, ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ వద్ద కాటయానిక్ మరియు ఆనయానిక్ ధర్మాలు సరిగ్గా సమతుల్యం అయినప్పుడు, జలాకర్షణ శక్తి తగ్గి, అవక్షేపం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. అణువులోని ఆనయాన్ ఒక కార్బాక్సిల్ సమూహం, మరియు కాటయాన్ ఒక అమ్మోనియం లవణం. ఈ రకమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్ మాధ్యమం యొక్క pH లో మార్పులతో విభిన్న ఉపరితల క్రియాశీలతలను ప్రదర్శిస్తుంది. ఉదాహరణకు, డోడెసిలామినోప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం (C12H25N+H2CH2CH2COO-) సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మాధ్యమంలో సోడియం డోడెసిలామినోప్రొపియోనేట్ (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) గా మార్చబడుతుంది, ఇది నీటిలో కరిగే ఆనయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది. హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్ల మాధ్యమంలో, ఇది డోడెసిలామినోప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోక్లోరైడ్ లవణం [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-] గా మార్చబడుతుంది, ఇది నీటిలో కరిగే కాటయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది. మాధ్యమం యొక్క pH ను ధన మరియు రుణ ఆవేశాలు సరిగ్గా సమతుల్యం అయ్యేలా సర్దుబాటు చేస్తే, అది ఒక అంతర లవణంగా (C12H25N+H2CH2CH2COO-) మార్చబడుతుంది, ఇది నీటిలో తక్కువగా కరుగుతుంది మరియు అవక్షేపంగా ఏర్పడుతుంది. ఈ స్థితిలోని pH ను ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ అంటారు. అమైనో ఆమ్ల-రకం ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల ప్రభావాన్ని పూర్తిగా చూపడానికి, వాటిని ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ నుండి విచలనం చెందే pH ఉన్న జల ద్రావణాలలో ఉపయోగించాలి. అమైనో ఆమ్ల-రకం ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల తయారీలో ఉపయోగించే సాధారణ ముడి పదార్థాలలో ఉన్నత అలిఫాటిక్ ప్రైమరీ అమైన్‌లు, మిథైల్ అక్రిలేట్ (అక్రిలేట్ ఎస్టర్‌లను చూడండి), అక్రిలోనైట్రైల్ మరియు క్లోరోఅసిటిక్ ఆమ్లం ఉన్నాయి.

1. Bఎటైన్ రకం

బీటైన్-రకం ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు ఆమ్ల, తటస్థ లేదా క్షారమైన జల ద్రావణాలలో కరగడం అనే అతిపెద్ద లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అవి ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ వద్ద కూడా అవక్షేపం చెందవు. దీనికి అదనంగా, అవి పారగమ్యత, శుభ్రపరిచే గుణం మరియు యాంటీస్టాటిక్ పనితీరు వంటి మంచి లక్షణాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, అవి మంచి ఎమల్సిఫైయర్లు మరియు సాఫ్ట్‌నర్లుగా పనిచేస్తాయి.

కార్బాక్సీబెటైన్

అణువులోని ఆనయాన్ ఒక కార్బాక్సిల్ గ్రూప్, మరియు కాటయాన్ ఒక క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం గ్రూప్. ఉదాహరణకు, ఆల్కైల్ డైమిథైల్ బీటైన్ [RN+(CH3)2CH2COO-], దీనిలో ఆల్కైల్ గ్రూప్ Rలో 12 నుండి 18 కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. అమైనో ఆమ్ల రకాలతో పోలిస్తే, బీటైన్ రకాలు ఆమ్ల, తటస్థ, లేదా క్షార మాధ్యమాలలో నీటిలో కరుగుతాయి, మరియు ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ వద్ద కూడా అవక్షేపం చెందవు, కాబట్టి వీటిని ఏ pH ఉన్న జల ద్రావణాలలోనైనా ఉపయోగించవచ్చు. ఆమ్ల మాధ్యమాలలో, ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్ యొక్క pH తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఇది నీటిలో కరిగే కాటయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-] వలె ప్రవర్తిస్తుంది; తటస్థ లేదా క్షార మాధ్యమాలలో, అంటే, pH ఐసోఎలక్ట్రిక్ పాయింట్‌కు సమానంగా లేదా అంతకంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఇది నీటిలో కరిగే ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు ఆనయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌గా ప్రవర్తించదు. ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు ఆమ్ల మాధ్యమాలలో మాత్రమే ఆనయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లతో అవక్షేపాలను ఏర్పరుస్తాయి. వీటిని వివిధ pH విలువలు గల మాధ్యమాలలో ఏ రకమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్‌తోనైనా కలిపి ఉపయోగించవచ్చు. బీటైన్-రకం ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే సాధారణ ముడి పదార్థాలలో ఆల్కైల్ డైమిథైల్ టెర్షియరీ అమైన్లు మరియు సోడియం క్లోరోఎసిటేట్ మొదలైనవి ఉంటాయి.

సల్ఫోబెటైన్

అణువులోని ఆనయానిక్ సమూహం సల్ఫో సమూహం (SO3-), మరియు కాటయానిక్ సమూహం క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం సమూహం. సాధారణంగా ఉపయోగించేవి ఆల్కైల్ డైమిథైల్ సల్ఫోనెథైల్ బీటైన్‌లు [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] మరియు ఆల్కైల్ డైమిథైల్ సల్ఫోప్రొపైల్ బీటైన్‌లు [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-]. ఈ ఫార్ములాలలోని ఆల్కైల్ సమూహం R లో కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య 12 నుండి 18 వరకు ఉంటుంది. సల్ఫోబీటైన్‌లు సమగ్ర లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి; అవి సాధారణ బీటైన్‌ల యొక్క అన్ని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, అధిక గాఢత గల ఆమ్లాలు, క్షారాలు మరియు లవణాలకు నిరోధకత వంటి ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. ప్రస్తుతం, సల్ఫోప్రొపైల్ బీటైన్‌ల స్థానంలో హైడ్రాక్సీ సల్ఫోప్రొపైల్ [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] ను ఉపయోగిస్తున్నారు, ఎందుకంటే వాటి ఉత్పత్తి సమయంలో మానవ శరీరానికి హానికరమైన పదార్థాలు వెలువడతాయి. వాటి నిర్మాణంలో హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలతో పాటు ఆనయానిక్ మరియు కాటయానిక్ సమూహాలు రెండూ ఉండటం వలన, అవి ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల యొక్క అన్ని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, అధిక గాఢత గల ఆమ్లాలు, క్షారాలు మరియు లవణాలకు నిరోధకతను, మంచి ఎమల్సిఫైయింగ్, డిస్పర్సింగ్ మరియు యాంటీస్టాటిక్ లక్షణాలను, అలాగే బాక్టీరిసైడల్, యాంటీఫంగల్ మరియు విస్కో ఎలాస్టిక్ లక్షణాలను కూడా ప్రదర్శిస్తాయి. ఇవి అద్భుతమైన సమగ్ర పనితీరు గల సర్ఫ్యాక్టెంట్లు మరియు రోజువారీ రసాయనాలు, ఆయిల్‌ఫీల్డ్ ఆయిల్ డిస్‌ప్లేస్‌మెంట్, ఫ్రాక్చరింగ్ మరియు యాసిడైజింగ్ వంటి వివిధ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ఫాస్ఫోలిపిడ్ బీటైన్

అణువులోని ఆనయానిక్ సమూహం ఫాస్ఫేట్ సమూహం (HPO4-), మరియు కాటయానిక్ సమూహం క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం సమూహం. ఉదాహరణకు, ఆల్కైల్ డైమిథైల్ హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ ఫాస్ఫేట్ బీటైన్ [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], దీనిలో ఆల్కైల్ సమూహం Rలో 12 నుండి 18 కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. ఈ నిర్మాణం వల్ల, ఇది తడిచే గుణం, శుభ్రపరిచే గుణం, ద్రావణీకరణ, ఎమల్సిఫైయింగ్ మరియు విక్షేపణ గుణాలు, యాంటీస్టాటిక్ గుణం, ఉష్ణ స్థిరత్వం వంటి ఆంఫోటెరిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, మంచి అనుకూలత, తక్కువ చికాకు, మరియు సాధారణ ఆనయానిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్ల కంటే మెరుగైన క్షార నిరోధకత, ఎలక్ట్రోలైట్ నిరోధకత, మరియు యాంటీస్టాటిక్ గుణం వంటి ప్రయోజనాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఇది బలమైన కాల్షియం సబ్బు విక్షేపణ సామర్థ్యం, ​​తక్కువ ఉపరితల తన్యత, మరియు అద్భుతమైన నురుగు పనితీరును కూడా కలిగి ఉంటుంది.