ایک مضمون میں امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کو سمجھنا — امینو ایسڈ کی قسم اور بیٹین کی قسم

امفوٹیرک سرفیکٹنٹس سرفیکٹینٹس ہیں جو ایک ہی مالیکیول میں اینیونک ہائیڈرو فیلک گروپس اور کیشنک ہائیڈرو فیلک گروپس دونوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ان کی سب سے اہم خصوصیت یہ ہے کہ وہ پروٹون کو عطیہ اور قبول کر سکتے ہیں۔ استعمال کے دوران ان میں درج ذیل خصوصیات ہیں: امفوٹیرک سرفیکٹینٹس عام طور پر دھونے، منتشر کرنے، ایملسیفائنگ، جراثیم کشی، نرم کرنے والے ریشوں اور اینٹی سٹیٹک میں اچھی کارکردگی رکھتے ہیں، اور ان کو تانے بانے کو ختم کرنے والے معاون، رنگنے کے معاون، کیلشیم صابن ڈسپرسنٹ، ڈرائی کلیننگ اور میٹل کلیننگ وغیرہ میں بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کیا جا سکتا ہے۔ کپڑوں کے لیے نرمی، ہمواری، اور antistatic خصوصیات؛ بعض جراثیم کش اور سڑنا کو روکنے والی خصوصیات؛ اور اچھی emulsifying اور منتشر خصوصیات. تاہم، اس قسم کا سرفیکٹینٹ نسبتاً مہنگا ہے، اور اس کی اصل اطلاق کی حد دیگر اقسام کے سرفیکٹینٹ سے کم ہے۔ یہ ایک ہلکا سرفیکٹنٹ ہے۔ واحد anionic یا cationic surfactants کے برعکس، amphoteric surfactant molecules کے مالیکیول کے ایک سرے پر تیزابی اور بنیادی دونوں گروپ ہوتے ہیں۔ تیزابی گروپ زیادہ تر کاربوکسیل، سلفونک ایسڈ، یا فاسفیٹ گروپس ہیں، جبکہ بنیادی گروپ امینو یا کواٹرنری امونیم گروپس ہیں۔ انہیں anionic اور nonionic surfactants کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے اور یہ تیزاب، الکلیس، نمکیات اور الکلائن ارتھ میٹل نمکیات کے خلاف مزاحم ہیں۔

فی الحال، عام طور پر استعمال ہونے والے مصنوعی امفوٹیرک سرفیکٹینٹس میں زیادہ تر کاربو آکسیلیٹ گروپس ہوتے ہیں ان کی اینیونک موئیٹیز کے ساتھ، کچھ میں سلفونیٹ گروپ ہوتے ہیں۔ ان کی کیشنک موئیٹیز زیادہ تر امائن نمکیات یا کوٹرنری امونیم نمکیات ہیں۔ جن میں امائن نمکیات کیشنک موئٹی کے طور پر ہوتے ہیں انہیں امینو ایسڈ ٹائپ کہا جاتا ہے۔ جن میں کواٹرنری امونیم نمکیات کیشنک موئٹی کے طور پر ہوتے ہیں انہیں بیٹین ٹائپ کہا جاتا ہے۔

1. امینو ایسڈ کی قسم

امائنو ایسڈ قسم کے امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کا آبی محلول الکلائن ہے۔ جب ہائیڈروکلورک ایسڈ آہستہ آہستہ ہلچل کے ساتھ شامل کیا جاتا ہے، جب محلول غیر جانبدار ہوجاتا ہے تو کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے۔ جب محلول قدرے تیزابیت والا ہو جاتا ہے تو ایک ورن بنتی ہے۔ اگر محلول کو مضبوطی سے تیزابیت بنانے کے لیے مزید ہائیڈروکلورک ایسڈ شامل کیا جائے، تو پرسیپیٹیٹ دوبارہ گھل جاتا ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہ الکلائن ماحول میں اینیونک سرفیکٹنٹ کے طور پر اور تیزابیت والے ماحول میں کیشنک سرفیکٹنٹ کے طور پر برتاؤ کرتا ہے۔ تاہم، جب آئسو الیکٹرک پوائنٹ پر کیشنک اور اینیونک خصوصیات بالکل متوازن ہو جاتی ہیں، تو ہائیڈرو فیلیسیٹی کم ہو جاتی ہے، جس کے نتیجے میں ایک پریزیٹیٹ بنتا ہے۔ مالیکیول میں anion ایک کاربوکسیل گروپ ہے، اور کیشن ایک امونیم نمک ہے۔ اس قسم کا سرفیکٹنٹ میڈیم کے پی ایچ میں تبدیلیوں کے ساتھ سطح کی مختلف سرگرمیوں کو ظاہر کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، dodecylaminopropionic acid (C12H25N+H2CH2CH2COO-) کو سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ میڈیم میں سوڈیم dodecylaminopropionate (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، پانی میں گھلنشیل anionic سرفیکٹنٹ کے طور پر برتاؤ کرتا ہے۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ میڈیم میں، اسے پانی میں گھلنشیل cationic سرفیکٹنٹ کے طور پر برتاؤ کرتے ہوئے، dodecylaminopropionic acid [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-] کے ہائیڈروکلورائڈ نمک میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اگر میڈیم کے پی ایچ کو اس طرح ایڈجسٹ کیا جاتا ہے کہ مثبت اور منفی چارجز بالکل متوازن ہیں، تو یہ اندرونی نمک (C12H25N+H2CH2CH2COO-) میں تبدیل ہو جاتا ہے، جو پانی میں ناقص حل ہوتا ہے اور باہر نکل جاتا ہے۔ اس مقام پر پی ایچ کو isoelectric point کہا جاتا ہے۔ امائنو ایسڈ قسم کے امفوٹیرک سرفیکٹنٹس کے اثر کو مکمل طور پر استعمال کرنے کے لیے، انہیں پانی کے محلول میں پی ایچ کے ساتھ آئیسو الیکٹرک پوائنٹ سے انحراف کرنا چاہیے۔ امائنو ایسڈ قسم کے امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کی تیاری میں استعمال ہونے والے عام خام مال میں اعلی الیفاٹک پرائمری امائنز، میتھائل ایکریلیٹ (دیکھیں ایکریلیٹ ایسٹرز)، ایکریلونیٹرائل، اور کلورواسیٹک ایسڈ شامل ہیں۔

1. Bایٹین کی قسم

Betaine قسم کے امفوٹیرک سرفیکٹینٹس میں پانی کے محلول میں حل ہونے کی سب سے بڑی خصوصیت ہوتی ہے چاہے وہ تیزابی، غیر جانبدار یا الکلین ہوں۔ وہ آئسو الیکٹرک پوائنٹ پر بھی تیز نہیں ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ان میں اچھی خصوصیات بھی ہیں جیسے پارگمیتا، ڈٹرجنسی اور اینٹی سٹیٹک کارکردگی۔ لہذا، وہ اچھے emulsifiers اور نرم کرنے والے ہیں.

کاربوکسی بیٹین

مالیکیول میں anion ایک کاربوکسیل گروپ ہے، اور کیٹیشن ایک کواٹرنری امونیم گروپ ہے۔ مثال کے طور پر، alkyl dimethyl betaine [RN+(CH3)2CH2COO-]، جہاں الکائل گروپ R میں 12 سے 18 کاربن ایٹم ہوتے ہیں۔ امینو ایسڈ کی اقسام کے مقابلے میں، بیٹین کی قسمیں تیزابی، غیر جانبدار، یا الکلائن میڈیا میں پانی میں تحلیل ہو سکتی ہیں، اور آئیسو الیکٹرک پوائنٹ پر بھی تیز نہیں ہوتیں، اس لیے انہیں کسی بھی پی ایچ کے ساتھ پانی کے محلول میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تیزابی میڈیا میں، جب آئسو الیکٹرک پوائنٹ کا پی ایچ کم ہوتا ہے، تو یہ پانی میں گھلنشیل cationic سرفیکٹنٹ [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-] کے طور پر کام کرتا ہے۔ غیر جانبدار یا الکلائن میڈیا میں، یعنی جب pH isoelectric point کے برابر یا اس سے زیادہ ہوتا ہے، تو یہ پانی میں گھلنشیل امفوٹیرک سرفیکٹنٹ کی طرح برتاؤ کرتا ہے اور anionic surfactant کی طرح برتاؤ نہیں کرتا ہے۔ امفوٹیرک سرفیکٹینٹس صرف تیزابی میڈیا میں اینیونک سرفیکٹینٹس کے ساتھ پریسیپیٹیٹس بناتے ہیں۔ وہ مختلف pH اقدار کے ساتھ میڈیا میں کسی بھی قسم کے سرفیکٹنٹ کے ساتھ مل کر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ بیٹین قسم کے ایمفوٹیرک سرفیکٹینٹس کی تیاری کے لیے استعمال ہونے والے عام خام مال میں الکائل ڈائمتھائل ٹرٹیری امائنز اور سوڈیم کلورواسیٹیٹ وغیرہ شامل ہیں۔

سلفوبیٹین

مالیکیول میں anionic گروپ سلفو گروپ (SO3-) ہے، اور cationic گروپ کواٹرنری امونیم گروپ ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے الکائل ڈائمتھائل سلفونتھائل بیٹینز [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] اور الکائل ڈائمتھائل سلفوپروپل بیٹینز [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-] ہیں۔ فارمولوں میں الکائل گروپ R میں کاربن ایٹموں کی تعداد 12 سے 18 تک ہوتی ہے۔ سلفوبیٹینز کی جامع خصوصیات ہوتی ہیں۔ وہ نہ صرف عام بیٹینز کے تمام فوائد کے مالک ہیں بلکہ ان کے منفرد فوائد بھی ہیں جیسے تیزاب، الکلیس اور نمکیات کی زیادہ مقدار کے خلاف مزاحمت۔ فی الحال، ہائیڈروکسی سلفوپروپل [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] سلفوپروپل بیٹینز کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو پیداوار کے دوران انسانی جسم کے لیے نقصان دہ مادے پیدا کرتے ہیں۔ ان کی ساخت میں ہائیڈروکسیل گروپوں کے ساتھ اینیونک اور کیشنک دونوں گروپوں کی موجودگی کی وجہ سے، ان میں نہ صرف امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کے تمام فوائد ہیں بلکہ تیزاب، الکلیس، اور نمکیات، اچھی ایملسیفائنگ، ڈسپرسنگ، اور اینٹی سٹیٹک خصوصیات کے ساتھ ساتھ جراثیم کش، اینٹی فاسٹیکل اور اینٹی فاسٹک خصوصیات کے خلاف مزاحمت بھی ظاہر کرتے ہیں۔ وہ بہترین مجموعی کارکردگی کے ساتھ سرفیکٹینٹس ہیں اور مختلف شعبوں جیسے کہ روزانہ کیمیکلز، آئل فیلڈ تیل کی نقل مکانی، فریکچرنگ اور تیزابیت میں بڑے پیمانے پر لاگو ہوتے ہیں۔

فاسفولیپڈ بیٹین

مالیکیول میں anionic گروپ فاسفیٹ گروپ (HPO4-) ہے، اور cationic گروپ کواٹرنری امونیم گروپ ہے۔ مثال کے طور پر، alkyl dimethyl hydroxypropyl phosphate betaine [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-]، جہاں الکائل گروپ R میں 12 سے 18 کاربن ایٹم ہوتے ہیں۔ یہ ڈھانچہ اس بات کا تعین کرتا ہے کہ یہ نہ صرف امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کی بہترین خصوصیات رکھتا ہے جیسے کہ گیلے پن، ڈٹرجنسی، حل پذیری، ایملسیفائنگ اور ڈسپرسنگ پراپرٹیز، اینٹی سٹیٹک پراپرٹی، تھرمل استحکام، نیز اچھی مطابقت، کم جلن، اور عام اینیونک سرفیکٹینٹ جیسے بہتر الکلیسٹینس، الیکٹروسٹیریس، اینٹی اسٹیٹینس اور اینٹی سٹیٹک خصوصیات۔ مضبوط کیلشیم صابن کی بازی، کم سطح کا تناؤ، اور عمدہ فومنگ کارکردگی۔