兩性表面活性劑
兩性表面活性劑是兼有陰、陽離子親水基的表面活性劑。廣義地說,兩性表面活性劑是在同一分子內兼有陰離子性、陽離子性和非離子性親水基中的任意兩個親水基的化合物。一般使用的兩性表面活性劑,大多是在陽離子部分具有銨鹽或季銨鹽的親水基,在陰離子部分具有羧酸鹽、磺酸鹽和磷酸鹽型的親水基,如在同一分子中具有氨基和段基的胺基酸型兩性表面活性劑,此分子為同時含有季銨鹽和羧基的內鹽製成的 甜菜鹼型兩性表面活性劑,種類較多。
兩性表面活性劑所顯示的兩性隨其溶液的PH值不同而變。在酸性介質中,顯示陽離子表面活性劑的性質;在鹼性介質中,顯示陰離子表面活性劑的性質;在中性介質中,顯示非離子表面活性劑的性質。陽離子性和陰離子性恰好平衡的點稱為等電點。在等電點時,胺基酸型兩性表面活性劑有時產生沉澱,而 甜菜鹼型表面活性劑,即使在等電點時,也不易產生沉澱。
簡介
甜菜鹼型表面活性劑起初歸屬到季銨鹽化合物中,它又不同於季銨鹽,它沒有陰離子。甜菜鹼類在酸性、鹼性介質中,保持著它的分子正電性,有陽離子性質。這類表面活性劑不能獲得正電荷或負電荷。根據這類化合物水溶液的pH值,有理由說明是不正確地把它劃分為兩性表面活性劑。
按照這種論點,甜菜鹼型化合物應歸屬於陽離子表面活性劑一類,儘管有著這些論點,但大多數甜菜鹼化合物套用者繼續把它們歸屬於兩性化合物。在異電性範圍,表面活性存在著兩性的結構:R—N (CH)一CH一CH一COO 。
甜菜鹼型表面活性劑最常見的例子為烷基甜菜鹼,其代表性產物是N-十二烷基-N,N-二甲基-N-羧甲基甜菜鹼[BS-12,ClH—N (CH)—CHCOO ],具有醯胺基[結構中的ClH被R—CONH—(CH)—取代]的甜菜鹼性能更為優良。
水硬度不影響甜菜鹼型表面活性劑,在軟水和硬水中,它都產生好的泡沫,好的穩定性。它除了在低的pH值不同陰離子化合物復配外,還可和陰離子和陽離子表面活性劑結合使用。使用甜菜鹼同陰離子表面活性劑結合使用,可以得到理想的粘度。椰子醯胺丙基甜菜鹼衍生物(N-椰子醯胺墓-N-二甲墓氨基乙酸)可以同陰離子表面活性劑在較高濃度下復配使用。
通過動物安全試驗表明:甜菜鹼類化台物刺激性小。還發現這類化合物能減少烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽和肥皂的刺激性。
分類
α-烷基甜菜鹼
1、合成
最早是用α-溴代長鏈脂肪酸與短碳鏈叔胺反應製得,方雲等以α-鹵代長鏈脂肪酸與三甲胺等反應製備α-長鏈烷基甜菜鹼。
2、性能與套用
具有合成路線簡單、生產成本低、綜合性能良好等優點。主要用在天然油脂資源的開發上。
N-烷基甜菜鹼
1、合成
氯乙酸鈉(或氯乙酸酯)和長鏈烷基叔胺反應。
2、性能與套用
具有較好的潤濕性和乳化性、優異的抗靜電性,生產工藝成熟、設備簡單。
N-長鏈醯基亞烷基甜菜鹼
1、合成
利用脂肪酸或脂肪酸酐衍生物與N,N- 二甲基丙二胺或N,N-二甲基乙二胺反應,再與氯乙酸鈉季銨化反應的產物。
2、性能與套用
具有消毒、殺菌、低刺激性等特點。
N-長鏈硫代羧酸型甜菜鹼
1、合成
N-(烷基硫代丙撐基)二甲基甜菜鹼的合成,先由σ- 烷基硫代丙胺和甲醛,甲酸反應生成中間體N-(烷基硫代丙撐基)二甲基,然後再加入氯乙酸鈉溶液反應得到最後產物。
2、性能與套用
具有良好的抗菌性,抑制微生物的生長繁殖。