Амфотерные поверхностно-активные вещества

Амфотерные (амфолитные) поверхностно-активные вещества — соединения, которые в водных растворах в зависимости от значения рН среды по-разному ионизируются и действуют — в кислом растворе проявляют свойства катионных ПАВ, а в щелочном растворе — анионных ПАВ.[1].

Общие сведенияПравить

При значениях рН, называемых изоэлектрической точкой, молекулы амфотерных ПАВ существуют в виде диполярных сбалансированных ионов. В изоэлектрической точке заряды равны, и молекула амфотерных ПАВ представляет собой цвиттер-ион. Чаще всего встречаются катионно- и анионно-ориентированные цвиттер-ионные амфотерные ПАВ. http://www.ngpedia.ru/id407917p1.html Катионной группой обычно служат первичная, вторичная или третичная аминогруппы, пиридиновая или имидазолиновые группы. Вместо азота могут быть сера, фосфор, мышьяк и т. д. В качестве анионных групп применяют карбоксильную, сульфонатную, сульфоэфирную и фосфатные группы. В общем виде амфотерные ПАВ могут быть представлены формулой:

K--R-O+, где R — углеводородный радикал, обычно С919; О+ — это основная группа; К- — кислотная группа.

КлассификацияПравить

По химическому строению амфолитные ПАВ подразделяются на пять основных видов.[2]:

1.Алкиламинокарбоновые кислоты (ААКК):

  • RNH(CH2)nCOOH — алкильный радикал амина обычно имеет линейное строение, радикал между аминной и карбоксильной группами иногда имеет разветвленный характер;
  • алкиламинофенилкарбоновые кислоты — RNHC6H4COOH;

2.Алкилбетаины (АБ) наиболее распространенный тип амфолитных ПАВ:

  • С- и N-алкилбетаины — RCH(N+(CH3)3)COO- RN+(CH3)2CH2COO- ;
  • сульфобетаины — RC6H4CH2N+(CH3)2CH2CH2OSO3- ;
  • сульфитбетаины — RN+(CH3)2CH2CH2OSO2;
  • фосфатбетаины RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2OPO3;
  • амидобетаины RCONH(CH2)3N+(CH3)2COO- ;
  • оксиэтилированные бетаины RN+(CH2CH2O)CH2COO-.

3.Производные алкилимидазолинов. В структуре имидазолиновых амфолитных ПАВ анионные и катионные группы приблизительно равносильны. По структуре их можно разделить на два основных класса — небетаинные и бетаинные:

здесь, R — углеводородный радикал С7-C17.

4.Алкиламиноалкансульфонаты и сульфаты. Константа ионизации кислотной группы у этих ПАВ гораздо больше, чем основной, поэтому их применяют в щелочной среде. В зависимости от констант ионизации можно выделить соли:

  • соль алкиламиноалкансульфоната RN(R')-R:—SO3М;
  • соль алкиламиноалкансульфата RN(R')-R: — OSO3M;
  • производные ароматических аминосульфокислот RR’N—Ar—SO3M,где R и R'-длинный и короткий углеводородные радикалы, R:-короткий двухвалентный радикал

5.Полимерные амфолитные ПАВ:

  • природные (белки, нуклеиновые к-ты и т. п.);
  • продукты ступенчатой конденсации аминов, формальдегида, альбумина, жирных кислот;
  • производные целлюлозы, полученные введением карбоксильных и этаноламиноэтильных групп;
  • синтетические, в молекулах которых сочетаются структурные особенности всех приведенных выше групп амфотерных ПАВ.

ПрименениеПравить

Амфотерные ПАВ в сочетании с анионными ПАВ улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур моющих средств, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие силиконов и полимеров на волосы и кожу. Эти производные получают из природного сырья, поэтому они являются достаточно дорогостоящими компонентами. Чаще всего используют производные бетаина (кокаминопропил бетаин). Химическое строение амфолитных ПАВ предусматривает наличие в их структуре многих разнохарактерных функциональных групп и возможность построения их в различных комбинациях. Поэтому при появлении новых направлений в применении ПАВ и исследовании возможностей получения препаратов с заданными свойствами амфолитные ПАВ являются наиболее перспективными[3].

ЛитератураПравить

  • Ребиндер П. А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика дисперсных систем. М., 1979.
  • Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. М.:Химия ,1975.
  • Сумм Б. Д., Горюнов Ю. В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.:Химия, 1976
  • Зимон А. Д. Адгезия жидкости и смачивание.-М.: Химия,1974.
  • Волков В. А. Поверхностно-активные вещества. Синтез и свойства. -М.1989
  • Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение, 2 изд., Л., 1981
  • Таубман А. Б., Маркина З. Н. Физико-химические основы применения поверхностно-активных веществ, Ташкент, 1977

ПримечанияПравить