1. Visão Geral

Os surfactantes anfotéricos referem-se a grupos hidrofílicos catiônicos e grupos hidrofóbicos aniônicos na estrutura molecular, que podem ser ionizados em uma solução aquosa e exibir as características de surfactantes aniônicos sob uma determinada condição do meio, mas sob outra condição do meio. É uma classe de surfactantes que exibem as características dos tensoativos catiônicos.

Os surfactantes anfotéricos do tipo betaína referem-se a uma classe de compostos cuja estrutura é semelhante à da betaína natural. O nome químico da betaína é acetato de trimetilamônio. É um produto natural descoberto por Scheibler (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) e separado do suco de beterraba. Scheibler chamou beta-in de betaína após seu nome latino beta vulgaris.

Em 1876, Bruhl adotou o termo betaína e sugeriu que compostos com estruturas semelhantes às de produtos naturais fossem nomeados “betaínas“, Que são surfactantes anfotéricos do tipo betaína. Os surfactantes anfotéricos do tipo betaína podem ser divididos em tipo de ácido carboxílico, tipo de ácido sulfônico, tipo de sulfato, tipo de sulfito, tipo de fosfato, tipo de fosfito, tipo de ácido fosfônico e tipo de fosfonito de acordo com o tipo de grupo ácido. . Atualmente, as pesquisas domésticas sobre surfactantes de betaína são muito ativas. Entre eles, produtos do tipo ácido carboxílico, tipo ácido sulfônico e tipo fosfato foram mais relatados.

A maioria dos centros de carga positiva de surfactantes anfotéricos do tipo betaína são suportados em átomos de N de amônio quaternário, enquanto os centros de carga negativa são suportados em grupos de ácido carregados negativamente. A diferença entre os surfactantes anfotéricos do tipo betaína e outros surfactantes anfotéricos é que devido à presença de nitrogênio amônio quaternário na molécula, ele não existirá na forma de surfactantes aniônicos em soluções alcalinas. Em diferentes faixas de pH, os surfactantes anfotéricos do tipo betaína só existem na forma de surfactantes zwitteriônicos ou catiônicos. Portanto, na zona isoelétrica, os surfactantes anfotéricos betaína não são tão propensos a uma diminuição acentuada na solubilidade como outros surfactantes anfotéricos com nitrogênio fracamente básico.

Os surfactantes anfotéricos do tipo betaína também são diferentes dos surfactantes catiônicos. Alguns pesquisadores (Beckett AH 1963) acreditam que ele deve ser classificado como um “surfactante anfotérico de sal de amônio quaternário”; Moore CD (1960) acredita que deveria ser classificado como um “surfactante de sal de amônio quaternário”. Ao contrário dos surfactantes catiônicos, como "surfactantes de sal de amônio quaternário externo", os surfactantes anfotéricos do tipo betaína podem ser usados ​​em combinação com surfactantes aniônicos e não formarão compostos "eletricamente neutros".

Os surfactantes anfotéricos do tipo betaína são uma parte importante dos surfactantes anfotéricos. Tem excelente compatibilidade com surfactantes aniônicos, catiônicos e não iônicos, tem excelentes efeitos sinérgicos e é de natureza suave. Possui boas propriedades antiestáticas, propriedades bactericidas, propriedades anticorrosivas e é facilmente biodegradável. É amplamente utilizado na indústria química diária. Com o aprofundamento das pesquisas, mais surfactantes do tipo betaína serão desenvolvidos e aplicados.

2. Progresso da pesquisa de surfactantes anfotéricos do tipo betaína

Já em 1869, Liebreich O. usou trimetilamina para preparar betaína; em 1937, o primeiro relatório de patente de surfactantes anfotéricos apareceu no Reino Unido, e em 1940 a DuPont relatou a primeira série de surfactantes anfotéricos da série de betaína (Betaína). Desde então, vários países começaram a pesquisar e desenvolver surfactantes anfotéricos, incluindo compostos de betaína. Com a crescente aplicação desurfactantes betaína, o ritmo da pesquisa neste campo também está acelerando. Nos últimos anos, muitos novos produtos foram desenvolvidos.

Xu Jinyun et al. preparou octadecil betaína com octadecil amina terciária, ácido cloroacético e hidróxido de sódio como matérias-primas e testou sua tensão superficial, propriedades antiestáticas, propriedades de emulsificação e outras propriedades de aplicação. A betaína base foi comparada. Zhang Li e outros também fizeram pesquisas sobre a química da interface desse surfactante, como tensão superficial, microemulsão e parâmetros estruturais.

Chen Zonggang e outros reagiram com ácido esteárico e trietanolamina para gerar estearato de trietanolamina e controlaram a proporção dos reagentes para tornar o produto principalmente um diéster e, em seguida, reagiram com o reagente de quaternização monocloroacetato de sódio para gerar betaína do éster de ácido graxo de trietanolamina. Este surfactante pode ser usado como um agente amaciante para impressão e tingimento. Sua suavidade é próxima ao óleo de silicone amino, sua brancura e molhabilidade são melhores do que o óleo de silicone amino, e é facilmente biodegradável. É um produto amigo do ambiente.

FangYiwen etal. lauroamidopropil betaína sintetizada com N, N-dimetil N'-lauroil-1,3-propanodiamina e cloroacetato de sódio como matérias-primas. O produto tem alta formação de espuma, estabilização de espuma e propriedades de espessamento. , Boa compatibilidade com outros componentes do shampoo.

Chen Hongling et al. sintetizou duas sulfoimidazolinabetaínas usando 2-bromoetilsulfonato de sódio como material de base hidrofílica e alquil imidazolina e testando suas propriedades físicas e químicas. A fórmula estrutural é a seguinte.

Jiang Liubo obtém N-lauricamidopropil-N'-β-hidroxipropilamina sulfobetaína removendo cloreto de sódio de l-cloropropil-2-hidroxissulfonato de sódio e lauramida dimetilpropilamina por reação, cada. Os indicadores técnicos estão basicamente em linha com produtos de marca importados. Possui desempenho moderado, irritação muito baixa, espuma rica e fina e excelente resistência à água e esterilização.

Nonglanping usa dodecanol, epicloridrina, cloroetanol e dimetilamina como matérias-primas e P2O5 como reagente de fosforilação, e o nome sintético é 2- [N- (3-dodeciloxi-2-hidroxi) propil -N, N-Dimetilamônio] etil fosfato betaína .

 

Cen Bo et al. separou e purificou a desidroabietilamina da colofónia amina desproporcionada e, em seguida, sintetizou N-desidroabietil-N a N, N-dimetil desidroabietil amina como matéria-prima. A N-dimetil carboximetil betaína e seu cloreto são dois novos tipos de surfactantes anfotéricos de betaína.

 

Wang Jun et al. sintetizou o surfactante anfotérico tipo betaína-dodecil dimetil hidroxipropil sulfobetaína com epicloridrina, bissulfito de sódio e dodecilamina terciária como matérias-primas. As condições de reação foram otimizadas.

 

Henan Dao Chung Chemical Technology Co., Ltd. preparou dois novos surfactantes anfotéricos do tipo betaína contendo estrutura de cadeia de polioxietileno por reação de alquil polioxietileno dimetil amina terciária com ácido cloroacético ou ácido cloroetilsulfúrico. Realize a produção industrializada.

 

Os países estrangeiros ainda estão no patamar de liderança no campo da surfactantes betaína, e seu trabalho de pesquisa e desenvolvimento merece total atenção e referência de estudo. Por exemplo, Chew, CH, etc. sintetizou um polímero surfactante do tipo betaína AUDMAA com cloreto de acriloil 1-piridinodecanol e ácido aminoacético. Sua concentração micelar crítica a 24 ℃ é 9,42 × 10-3mol / L. A energia de ativação da polimerização é 50,2 kJ / mol. Furuno Takeshi et al. sintetizou dois novos surfactantes do tipo betaína N, N-hidroxietil-N-etil éster de ácido graxo betaína e N- (éster de ácido graxo) etil- com ácido graxo de óleo de tarô como matéria-prima. Sulfonato de N, N-bis (2-hidroxietil) -3-12-hidroxipropil) amônio.

 

Nos últimos anos, houve muitos desenvolvimentos gratificantes nas propriedades físicas e químicas de surfactantes betaína. Por exemplo: YousukeOne, etc. (dodecil, tetradecil, hexadecil, ácido oleicosujeito) -dimetil betaína, foi estudado o comportamento dielétrico da solução micelar do surfactante de betaína. Não tem nada a ver com a concentração de micelas, e a força de relaxamento da solução surfactante anfotérica muda proporcionalmente à concentração, que é semelhante à betaína de aminoglicolato que tem uma estrutura química de betaína, mas não é um surfactante. Os resultados mostram que a superfície micelar do surfactante anfotérico também possui o mesmo momento dipolar instantâneo da solução de glicina betaína.