I tensioattivi anfoteri sono tensioattivi che contengono sia gruppi idrofili anionici che gruppi idrofili cationici nella stessa molecola. La loro caratteristica più significativa è la capacità di donare e accettare protoni. Presentano le seguenti caratteristiche durante l'uso: I tensioattivi anfoteri generalmente offrono buone prestazioni nel lavaggio, nella dispersione, nell'emulsione, nella sterilizzazione, nell'ammorbidimento delle fibre e nell'azione antistatica, e possono essere utilizzati come ausiliari per la finitura dei tessuti, ausiliari per la tintura, disperdenti per saponi di calcio, tensioattivi per il lavaggio a secco e inibitori della corrosione dei metalli, ecc. Hanno eccellenti proprietà di morbidezza, levigatezza e antistatiche per i tessuti; alcune proprietà battericide e antimuffa; e buone proprietà emulsionanti e disperdenti. Tuttavia, questo tipo di tensioattivo è relativamente costoso e il suo effettivo campo di applicazione è più ristretto rispetto a quello di altri tipi di tensioattivi. È un tensioattivo delicato. A differenza dei tensioattivi anionici o cationici singoli, le molecole di tensioattivi anfoteri presentano gruppi acidi e basici a un'estremità della molecola. I gruppi acidi sono principalmente gruppi carbossilici, solfonici o fosfati, mentre i gruppi basici sono gruppi amminici o di ammonio quaternario. Possono essere miscelati con tensioattivi anionici e non ionici e sono resistenti ad acidi, alcali, sali e sali di metalli alcalino-terrosi.
Attualmente, i tensioattivi anfoteri sintetici comunemente utilizzati presentano per lo più gruppi carbossilato come porzioni anioniche, con alcuni che possiedono gruppi solfonato; le loro porzioni cationiche sono per lo più sali di ammina o sali di ammonio quaternario. Quelli con sali di ammina come porzione cationica sono detti di tipo amminoacidico; quelli con sali di ammonio quaternario come porzione cationica sono detti di tipo betaina.
- Tipo di amminoacido
La soluzione acquosa di tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico è alcalina. Quando si aggiunge lentamente acido cloridrico sotto agitazione, non si osservano cambiamenti quando la soluzione diventa neutra. Si forma un precipitato quando la soluzione diventa leggermente acida. Se si aggiunge altro acido cloridrico per rendere la soluzione fortemente acida, il precipitato si dissolve nuovamente. Ciò indica che si comporta come un tensioattivo anionico in ambiente alcalino e come un tensioattivo cationico in ambiente acido. Tuttavia, quando le proprietà cationiche e anioniche sono esattamente in equilibrio al punto isoelettrico, l'idrofilia diminuisce, con conseguente formazione di un precipitato. L'anione nella molecola è un gruppo carbossilico e il catione è un sale di ammonio. Questo tipo di tensioattivo presenta diverse attività superficiali al variare del pH del mezzo. Ad esempio, l'acido dodecilaminopropionico (C12H25N+H2CH2CH2COO-) può essere convertito in dodecilaminopropionato di sodio (C12H25NHCH2CH2COO-Na+) in un mezzo a base di idrossido di sodio, comportandosi come un tensioattivo anionico solubile in acqua. In un mezzo a base di acido cloridrico, può essere convertito nel sale cloridrato dell'acido dodecilaminopropionico [(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-], comportandosi come un tensioattivo cationico solubile in acqua. Se il pH del mezzo viene regolato in modo che le cariche positive e negative siano esattamente bilanciate, si converte in un sale interno (C12H25N+H2CH2CH2COO-), che è scarsamente solubile in acqua e precipita. Il pH a questo punto è chiamato punto isoelettrico. Per sfruttare appieno l'effetto dei tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico, questi devono essere utilizzati in soluzioni acquose con un pH diverso dal punto isoelettrico. Le materie prime comunemente utilizzate nella preparazione di tensioattivi anfoteri di tipo amminoacidico includono ammine primarie alifatiche superiori, acrilato di metile (vedi esteri acrilici), acrilonitrile e acido cloroacetico.
- Btipo etaine
I tensioattivi anfoteri di tipo betaina si distinguono principalmente per la loro solubilità in soluzioni acquose, siano esse acide, neutre o alcaline. Non precipitano nemmeno al punto isoelettrico. Inoltre, possiedono buone proprietà quali permeabilità, potere detergente e antistatico. Pertanto, si rivelano ottimi emulsionanti e ammorbidenti.
Carbossibetaina
L'anione nella molecola è un gruppo carbossilico e il catione è un gruppo di ammonio quaternario. Ad esempio, l'alchil dimetil betaina [RN+(CH3)2CH2COO-], dove il gruppo alchilico R ha da 12 a 18 atomi di carbonio. Rispetto ai tensioattivi di tipo amminoacidico, le betaine si dissolvono in acqua in ambienti acidi, neutri o alcalini e non precipitano nemmeno al punto isoelettrico, quindi possono essere utilizzate in soluzioni acquose a qualsiasi pH. In ambiente acido, quando il pH del punto isoelettrico è inferiore, si comporta come un tensioattivo cationico idrosolubile [[RN+(CH3)2CH2COOH]Cl-]; in ambiente neutro o alcalino, cioè quando il pH è uguale o superiore al punto isoelettrico, si comporta come un tensioattivo anfotero idrosolubile e non come un tensioattivo anionico. I tensioattivi anfoteri tendono a formare precipitati con i tensioattivi anionici solo in ambiente acido. Possono essere utilizzati in combinazione con qualsiasi tipo di tensioattivo in soluzioni con diversi valori di pH. Le materie prime comunemente utilizzate per la preparazione di tensioattivi anfoteri di tipo betaina includono ammine terziarie alchil dimetiliche e cloroacetato di sodio, ecc.
Sulfobetaina
Il gruppo anionico nella molecola è il gruppo solfo (SO3-), e il gruppo cationico è il gruppo ammonio quaternario. Le betaine più comunemente utilizzate sono le alchil dimetil solfonetil betaine [RN+(CH3)2CH2CH2SO3-] e le alchil dimetil solfopropil betaine [RN+(CH3)2CH2CH2CH2SO3-]. Il numero di atomi di carbonio nel gruppo alchilico R nelle formule varia da 12 a 18. Le solfobetaine possiedono proprietà complete; non solo presentano tutti i vantaggi delle betaine comuni, ma anche vantaggi unici come la resistenza ad alte concentrazioni di acidi, alcali e sali. Attualmente, l'idrossi solfopropil [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-] viene utilizzata in sostituzione delle solfopropil betaine, la cui produzione genera sostanze nocive per l'organismo umano. Grazie alla presenza di gruppi anionici e cationici con gruppi idrossilici nella loro struttura, questi tensioattivi non solo possiedono tutti i vantaggi dei tensioattivi anfoteri, ma mostrano anche resistenza ad alte concentrazioni di acidi, alcali e sali, buone proprietà emulsionanti, disperdenti e antistatiche, nonché proprietà battericide, antifungine e viscoelastiche. Sono tensioattivi con eccellenti prestazioni complessive e hanno trovato ampia applicazione in diversi settori, come quello dei prodotti chimici per uso quotidiano, dello spostamento del petrolio nei giacimenti petroliferi, della fratturazione idraulica e dell'acidificazione.
betaina fosfolipidica
Il gruppo anionico nella molecola è il gruppo fosfato (HPO4-), e il gruppo cationico è il gruppo ammonio quaternario. Ad esempio, l'alchil dimetil idrossipropil fosfato betaina [RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4-], dove il gruppo alchilico R ha da 12 a 18 atomi di carbonio. Questa struttura determina che non solo possiede le eccellenti proprietà dei tensioattivi anfoteri come bagnabilità, detergenza, solubilizzazione, proprietà emulsionanti e disperdenti, proprietà antistatiche, stabilità termica, nonché buona compatibilità, bassa irritazione e vantaggi rispetto ai tensioattivi anionici generali come migliore resistenza agli alcali, resistenza agli elettroliti e proprietà antistatiche, ma ha anche una forte disperdibilità del sapone di calcio, bassa tensione superficiale ed eccellenti prestazioni schiumogene.
Data di pubblicazione: 4 febbraio 2026