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兩性表面活性劑

兩性表面活性劑，是指同時具有陰、陽兩種離子性質(zhì)的表面活性劑。從它的結(jié)構(gòu)來看，與憎水基團相連接的既有陽離子，也有陰離子。
   它是一種溫和性的表面活性劑。兩性表面活性劑分子與單一的陰離子型、陽離子型不同，在分子的一端同時存在有酸性基和堿性基。酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基，堿性基則為胺基或季銨基，能與陰離子、非離子型表面活性劑混配，能耐酸、堿、鹽以及堿土金屬鹽。
    蛋黃里的卵磷脂是天然的兩性表面活性劑。現(xiàn)在常用的人工合成兩性表面活性劑，其陰離子部分大多是羧酸基，也有少數(shù)是磺酸基。其陽離子部分大多是胺鹽或季胺鹽。由胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫氨基酸型；由季胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫甜菜堿型。
    兩性表面活性劑通常具有良好的洗滌、分散、乳化、殺菌、柔軟纖維和抗靜電等性能，可用作織物整理助劑、染色助劑、鈣皂分散劑、干洗表面活性劑和金屬緩蝕劑等。但是，這類表面活性劑的價格較貴，實際應(yīng)用范圍較其他類型的表面活性劑小。
氨基酸型
    氨基酸型兩性表面活性劑的水溶液呈堿性。如果在攪拌下，慢慢加入鹽酸，變?yōu)橹行詴r仍無變化。至微酸性時則生成沉淀。如果再加入鹽酸至強酸性時，沉淀又溶解。這就說明，呈堿性時表現(xiàn)為陰離子表面活性劑，呈酸性時，表現(xiàn)為陽離子表面活性劑。但是，當(dāng)陽離子性和陰離子性正好在平衡的等電點時，親水性變小，就生成沉淀。
    分子中的陰離子為羧基，陽離子為銨鹽。這類表面活性劑隨介質(zhì)pH的變化而顯示不同的表面活性，如十二烷基氨基丙酸（C12H25N+H2CH2CH2COO-）在氫氧化鈉介質(zhì)中可轉(zhuǎn)變成十二烷基氨基丙酸鈉 (C12H25 NHCH2CH2COO-Na+），表現(xiàn)為能溶于水的陰離子表面活性劑。它在鹽酸介質(zhì)中可以轉(zhuǎn)變成十二烷基氨基丙酸的鹽酸鹽〔（C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-〕，表現(xiàn)為能溶于水的陽離子表面活性劑。若調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH，使陽電性和陰電性正好平衡，它就轉(zhuǎn)變成內(nèi)鹽(C12H25N+H2CH2CH2COO-），難溶于水而析出沉淀，此時的pH稱為等電點。為了充分發(fā)揮氨基酸型兩性表面活性劑的作用，必須在偏離等電點pH的水溶液中使用。制備氨基酸型兩性表面活性劑常用的原料為高級脂肪伯胺、丙烯酸甲酯（見丙烯酸酯）、丙烯腈和氯乙酸等。
甜菜堿型
    甜菜堿型兩性表面活性劑，特點是無論在酸性、中性或堿性的水溶液中都能溶解。即使在等電點時也無沉淀。此外，滲透力、去污力及抗靜電等性能也較好。因此，是較好的乳化劑、柔軟劑。
羧酸基甜菜堿
     分子中的陰離子為羧基，陽離子為季銨基。如烷基二甲基甜菜堿〔RN+(CH3）2CH2COO-〕，式中烴基R的碳原子數(shù)為12～18。與氨基酸型相比，甜菜堿型在酸性、中性或堿性介質(zhì)中均能溶解于水，即使在等電點也不致產(chǎn)生沉淀，因而可以在任何pH的水溶液中使用。在酸性介質(zhì)中，當(dāng)?shù)入婞c的pH更小時，表現(xiàn)為溶于水的陽離子表面活性劑〔【RN+(CH3）2CH2COOH】Cl-〕；在中性或堿性介質(zhì)中，即與等電點pH相同或更大時，它均表現(xiàn)為能溶于水的兩性表面活性劑，而不會表現(xiàn)為陰離子表面活性劑。兩性表面活性劑只在酸性介質(zhì)中與陰離子表面活性劑易成沉淀。在各種pH的介質(zhì)中，它可與任何類型的表面活性劑配合使用。制備甜菜堿型兩性表面活性劑常用的原料為烷基二甲基叔胺和氯乙酸鈉等。
磺基甜菜堿
    分子中的陰離子磺基（SO3-），陽離子為季銨基。常用的有烷基二甲基磺乙基甜菜堿[RN+(CH3）2CH2CH2SO3-]和烷基二甲基磺丙基甜菜堿[RN+(CH3）2CH2CH2CH2SO3-] 式中的烷烴基R的碳原子數(shù)為12~18。磺基甜菜堿性能全面，不但有普通甜菜堿的全部優(yōu)點，還具有耐高濃度酸、堿、鹽等DuTe優(yōu)點。現(xiàn)在有羥基磺丙基[RN+(CH3）2CH2CH(OH)CH2SO3-]替代磺丙基甜菜堿在生產(chǎn)中產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)。
因結(jié)構(gòu)中同時帶有羥基的陰離子和陽離子基團，不僅具有兩性表面活性劑的所有優(yōu)點，還具有耐高濃度酸、堿鹽，良好的乳化性、分散性和抗靜電性，以及具有殺菌、抑霉性和粘彈性等，是惡性循環(huán)能優(yōu)異的表面活性劑。已可以廣泛應(yīng)用于日用化工、油田驅(qū)油、壓裂、酸化等多個領(lǐng)域。
咪唑啉型
分子中包含一個環(huán)和一個五價氮原子的結(jié)構(gòu)。　咪唑啉的母體結(jié)構(gòu)是咪唑，反映分子結(jié)構(gòu)為包含叔氮和亞胺基團的五元雜環(huán)。具有高效、無毒、低刺激性、且有優(yōu)良生物降解特性。
兩性離子
兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽離子基和陰離子基，水解共聚而成。優(yōu)點是具備了一般陽離子絮凝劑的使用特點，表現(xiàn)了更優(yōu)異的性能。此類絮凝劑可在大范圍的PH值內(nèi)使用，具有更高的濾水量，較底的濾餅含水率，也可用于強酸浸提礦石或從含金屬的酸性催化劑中回收有價值的金屬。兩性離子型絕非陰離子型、陽離子型的混合。如果把陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺配合使用則會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。所以兩性離子產(chǎn)品理想。
產(chǎn)品特點
兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽離子基和陰離子基，它具備了一般陽離子絮凝劑的使用特點外，表現(xiàn)了更優(yōu)異的性能。此類絮凝劑可在大范圍的PH值內(nèi)使用，具有更高的濾水量，較底的濾餅含水率，也可用于強酸浸提礦石或從含金屬的酸性催化劑中回收有價值的金屬。兩性離子型絕非陰離子型、陽離子型的混合。如果把陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺配合使用則會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。所以兩性離子產(chǎn)品理想。
氧化胺型
    氧化胺（amine oxid，簡稱OA），是氧與叔胺分子中的氮原子直接化合的氧化物。氧化胺分子中的氧，帶有較多的負電荷，能與氫質(zhì)子結(jié)合，是一種弱堿，但堿性要比母體叔胺弱。

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