1. סקירה כללית

חומרים פעילי שטח אמפוטריים מתייחסים הן לקבוצות הידרופיליות קטיוניות והן לקבוצות הידרופוביות אניוניות במבנה המולקולרי, הניתנות למינון בתמיסה מימית ומציגות את המאפיינים של פעילי שטח אניוניים במצב בינוני מסוים, אך במצב בינוני אחר. זהו סוג של חומרים פעילי שטח מציגים את המאפיינים של פעילי שטח קטיוניים.

חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין מתייחסים לסוג של תרכובות שמבנהן דומה לזה של המוצר הטבעי בטאין. השם הכימי של בטאין הוא טרימתיל אמוניום אצטט. זהו מוצר טבעי שהתגלה על ידי שייבלר (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) והופרד ממיץ סלק. שייבלר קרא לבטאין בטא-אין על שמו הלטיני בטא וולגריס.

בשנת 1876 אימץ ברוהל את המונח בטאין והציע כי תרכובות בעלות מבנים דומים למוצרים טבעיים ייקראו "בתים", שהם חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין. ניתן לחלק חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין לסוג חומצה קרבוקסילית, סוג חומצה סולפונית, סוג סולפט, סוג סולפיט, סוג פוספט, סוג פוספיט, סוג חומצה פוספונית וסוג פוספוניט לפי סוג קבוצת החומצה. . נכון לעכשיו, מחקרים מקומיים על פעילי שטח פעילי בטאין פעילים מאוד. ביניהם דווח יותר על סוג חומצה קרבוקסילית, סוג חומצה סולפונית ומוצרי פוספט.

מרבית מרכזי המטען החיוביים של פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין נתמכים באטומי אמוניום N רביעיים, ואילו מרכזי המטען השליליים נתמכים בקבוצות חומצה בעלות טעינה שלילית. ההבדל בין פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין לבין פעילי שטח אמפוטריים אחרים הוא שעקב נוכחותם של חנקן אמוניום רביעי במולקולה, הוא לא יהיה קיים בצורה של חומרים פעילי שטח אניוניים בתמיסות אלקליין. בטווחי pH שונים, פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין יהיו קיימים רק בצורת פעילי שטח זוויטרוניאניים או קטיוניים. לכן, באזור האיזואלקטרי, פעילי שטח אמפוטריים של בטאין אינם חשופים לירידה חדה במסיסות כמו חומרים פעילי שטח אמפוטריים אחרים עם חנקן בסיסי חלש.

חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין שונים גם מחומרים פעילי שטח קטיוניים. ישנם חוקרים (בקט AH 1963) הסבורים כי יש לסווג אותו כ"פעיל שטח אמפוטרי מלח אמוניום רביעי "; מור CD (1960) סבור כי יש לסווג אותו כ- "חומר פעילי שטח אמוניום מלח רביעי". בניגוד לחומרים פעילי שטח קטיוניים כגון "פעילי שטח שטח אמוניום מלוחים חיצוניים", ניתן להשתמש בחומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין בשילוב עם חומרים פעילי שטח אניוניים ולא יהוו תרכובות "ניטרליות חשמלית".

חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין הם חלק חשוב מפעילי שטח אמפוטריים. יש לו תאימות מצוינת עם פעילי שטח פעילים אניוניים, קטיוניים ולא יוניוניים, יש לו השפעות סינרגטיות מצוינות, והוא עדין באופיו. יש לו תכונות אנטי-סטטיות טובות, תכונות חיידקים, תכונות אנטי-קורוזיביות, והוא מתכלה בקלות. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית היומית. עם העמקת המחקר יפותחו ויושמו יותר חומרים פעילי שטח מסוג בטאין נוספים.

2. התקדמות המחקר של פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין

כבר בשנת 1869 השתמש Liebreich O. בטרימתילאמין להכנת בטאין; בשנת 1937, דוח הפטנט הראשון של חומרים פעילי שטח אמפוטריים הופיע בבריטניה, ובשנת 1940 דופונט דיווחה על חומרים פעילי שטח אמפוטריים בסדרת בטאין הראשונה (Betaine). מאז החלו מדינות שונות לחקור ולפתח חומרים פעילי שטח אמפוטריים כולל תרכובות בטאין. עם היישום הגובר שלפעילי שטח פעילי בטאין, קצב המחקר בתחום זה מאיץ גם הוא. בשנים האחרונות פותחו מוצרים חדשים רבים.

שו ג'יניון ואח '. הכין אוקטדציל בטאין עם אמין אוקטדציל שלישוני, חומצה כלורואצטית, ונתרן הידרוקסיד כחומרי גלם, ובדק את מתח הפנים שלו, תכונותיו האנטי סטטיות, תכונות ההתחלבות ותכונות יישום אחרות. הושווה בסיס בטאין בסיסי. ג'אנג לי ואחרים ערכו מחקר על כימיה ממשקית של חומר פעילי שטח זה, כגון מתח פנים, מיקרו-אמולסיה ופרמטרים מבניים.

חן זונגגנג ואחרים הגיבו עם חומצה סטארית וטריאתנולאמין ליצירת סטריאט טריאתנולאמין, ושלטו על היחס בין המגיבים להפיכת המוצר בעיקר לדיאסטר, ואז הגיבו עם ריאגנט הקוורטיזציה נתרן מונוכרורואצטט ליצירת אסתר חומצת שומן טריאתנולמין בטאין. חומר פעילי שטח זה יכול לשמש כחומר ריכוך להדפסה ולצביעה. רכותו קרובה לשמן סיליקון אמינו, לובן ויכולת הרטבה טובים יותר משמן סיליקון אמינו, והוא מתכלה בקלות. זהו מוצר ידידותי לסביבה.

FangYiwen etal. לורואמידופרופיל בטאין מסונתז עם N, N-dimethyl N'-lauroyl-1,3-propanediamine ונתרן כלורואצטט כחומרי גלם. המוצר בעל קצף גבוה, ייצוב קצף ועיבוי. , תאימות טובה עם רכיבים אחרים בשמפו.

חן הונגלינג ואח '. מסונתז שתי סולפואימידאזוליןבתים באמצעות נתרן 2-ברומאתיל סולפונט כחומר הבסיס ההידרופילי ואלקיד אימידאזולין ובדק את תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות. הנוסחה המבנית היא כדלקמן.

ג'יאנג ליובו משיג N-lauricamidopropyl-N'-β-hydroxypropylamine sulfobetaine על ידי הסרת נתרן כלורי מ נתרן l-chloropropyl-2-hydroxysulfonate ו- lauramide dimethylpropylamine באמצעות תגובה, כל אחד מהם האינדיקטורים הטכניים תואמים למעשה את מוצרי המותג המיובאים. יש לו ביצועים קלים, גירוי נמוך מאוד, קצף עשיר ועדין, ועמיד בפני מים ועיקור מעולים.

Nonglanping משתמש בדודקנול, אפיכלורוהידרין, כלורואתנול ודימתילאמין כחומרי גלם, ו- P2O5 כמגיב לפוספורילציה, והשם הסינתטי הוא 2- [N- (3-דודצילוקסי-2-הידרוקסי) פרופיל- N, N- דימתיל אמוניום] חומצה אתילית פוספט בטאין .

 

סן בו ואח '. הופרד וטהר דאהידרואבייטילאמין מאמין רוזין לא פרופורציונלי, ואז סונתז N-dehydroabietyl-N דרך N, N-dimethyl dehydroabietyl אמין כחומר גלם. N-dimethyl carboxymethyl betaine והכלוריד שלו הם שני סוגים חדשים של פעילי שטח פעילים אמפוטריים.

 

וואנג ג'ון ואח '. סינתז את הסוג בטאין אמפוטרי פעילי שטח-דודציל דימתיל הידרוקסיפרופיל סולפובטאין עם אפיכלורוהידרין, נתרן ביסולפיט ודודציל אמין שלישוני כחומרי גלם, תנאי התגובה אופטימיזציה.

 

הנאן דאו צ'ונג כימית טכנולוגית ושות 'בע"מ הכינה שני פעילי שטח אמפוטריים מסוג בטאין חדשים המכילים מבנה שרשרת פוליוקסיאתילן על ידי תגובה של אמין אלקין פוליוקסיאתילן אמין שלישוני שלישית עם חומצה כלורואצטית או חומצה גופרתית כלורואתיל. לממש ייצור מתועש.

 

מדינות זרות עדיין ברמה המובילה בתחום פעילי שטח פעילי בטאין, ועבודת המחקר והפיתוח שלהם ראויה לתשומת לב מלאה והתייחסות למחקר. לדוגמא, לעיסה, CH וכו 'סינתזו פולימר פעילי שטח מסוג בטאין AUDMAA עם אקרילואיל כלוריד 1-פירידינדינול וחומצה אמינו-אצטית. ריכוז המיצל הקריטי שלה ב 24 ℃ הוא 9.42 × 10-3mol / L. אנרגיית ההפעלה של פילמור היא 50.2kJ / mol. Furuno Takeshi et al. סונתז שני פעילי שטח פעילים חדשים מסוג בטאין N, N- הידרוקסיאתיל- N- אתיל חומצת שומן אסתר בטאין ו- N- (אסתר חומצות שומן) אתיל- עם חומצת שומן שמן טארוט כחומר גלם. N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-12-hydroxypropyl) ammonium sulfonate.

 

בשנים האחרונות חלו התפתחויות משמחות רבות בתכונות הפיזיקליות והכימיות של פעילי שטח פעילי בטאין. לדוגמא: YousukeOne וכו '(dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, חומצה אולאיתנושא בטאמין דימתיל, נחקרה ההתנהגות הדיאלקטרית של תמיסת המיקרל של חומר פעילי שטח בטאין. אין לזה שום קשר לריכוז המיצלים, ועוצמת ההרפיה של תמיסת השטח האמפוטורית משתנה באופן יחסי לריכוז, הדומה לבטאמין האמינוגליקולאטו בעל מבנה כימי בטאין אך אינו חומר פעילי שטח. התוצאות מראות שלמשטח המיסל של חומר השטח האמפוטורי יש גם אותו רגע דיפול מיידי כמו לתמיסת הגליצין בטאין.