1. نظرة عامة

تشير المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى كل من المجموعات الكاتيونية المحبة للماء والمجموعات الكارهة للماء في التركيب الجزيئي ، والتي يمكن أن تتأين في محلول مائي وتظهر خصائص خافضات التوتر السطحي الأنيونية تحت ظروف وسط معينة ، ولكن تحت حالة متوسطة أخرى إنها فئة من المواد الخافضة للتوتر السطحي تظهر خصائص الفاعل بالسطح الموجبة.

تشير المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين إلى فئة المركبات التي يشبه تركيبها هيكل المنتج الطبيعي البيتين. الاسم الكيميائي للبيتين هو أسيتات ثلاثي ميثيل الأمونيوم. إنه منتج طبيعي اكتشفه Scheibler (Scheibler C. 1869، Scheibler C. 1870) وتم فصله عن عصير البنجر. أطلق Scheibler على betaine beta-in اسمها اللاتيني beta vulgaris.

في عام 1876 ، تبنى Bruhl مصطلح betaine واقترح تسمية المركبات التي لها هياكل مماثلة للمنتجات الطبيعية باسم "betaines"، وهي مواد خافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين. يمكن تقسيم المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين إلى نوع حمض الكربوكسيل ، ونوع حمض السلفونيك ، ونوع الكبريتات ، ونوع الكبريتيت ، ونوع الفوسفات ، ونوع الفوسفيت ، ونوع حمض الفوسفونيك ، ونوع الفوسفونيت وفقًا لنوع المجموعة الحمضية. . في الوقت الحاضر ، تنشط الأبحاث المحلية على خافضات التوتر السطحي للبيتين. من بينها ، تم الإبلاغ عن أنواع حمض الكربوكسيل ونوع حامض السلفونيك ونوع الفوسفات.

يتم دعم معظم مراكز الشحنة الموجبة لمواد الخافض للتوتر السطحي من نوع البيتين على ذرات الأمونيوم N الرباعية ، بينما يتم دعم مراكز الشحن السالبة على مجموعات حامض سالب الشحنة. يتمثل الاختلاف بين المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين وغيرها من المواد الخافضة للتوتر السطحي في أنه نظرًا لوجود نيتروجين الأمونيوم الرباعي في الجزيء ، فإنه لن يكون موجودًا في شكل خافضات التوتر السطحي الأنيونية في المحاليل القلوية. في نطاقات مختلفة من الأس الهيدروجيني ، لن توجد المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين إلا في شكل خافضات التوتر السطحي zwitterionic أو الموجبة. لذلك ، في المنطقة الكهروضوئية ، لا تكون المواد الخافضة للتوتر السطحي بيتين عرضة لانخفاض حاد في قابلية الذوبان مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي الأخرى ذات النيتروجين الأساسي الضعيف.

تختلف المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين أيضًا عن المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجبة. يعتقد بعض الباحثين (Beckett AH 1963) أنه ينبغي تصنيفها على أنها "مادة خافضة للتوتر السطحي لملح الأمونيوم الرباعي". يعتقد مور سي دي (1960) أنه ينبغي تصنيفها على أنها "مادة خافضة للتوتر السطحي بملح الأمونيوم الرباعي". على عكس المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجبة مثل "المواد الخافضة للتوتر السطحي بملح الأمونيوم الرباعي الخارجي" ، يمكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين مع مواد خافضة للتوتر السطحي الأنيونية ولن تشكل مركبات "محايدة كهربائيًا".

تعتبر المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين جزءًا مهمًا من المواد الخافضة للتوتر السطحي. إنه متوافق بشكل ممتاز مع المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية والكاتيونية وغير الأيونية ، وله تأثيرات تآزرية ممتازة ، وهو معتدل بطبيعته. لها خصائص مضادة للكهرباء الساكنة ، وخصائص مبيدة للجراثيم ، وخصائص مضادة للتآكل ، وقابلة للتحلل بسهولة. يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية اليومية. مع تعميق البحث ، سيتم تطوير وتطبيق المزيد من المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين.

2. تقدم البحث في المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين

في وقت مبكر من عام 1869 ، استخدم Liebreich O. ثلاثي ميثيل أمين لتحضير البيتين. في عام 1937 ، ظهر أول تقرير براءة اختراع عن المواد الخافضة للتوتر السطحي في المملكة المتحدة ، وفي عام 1940 أبلغت شركة DuPont عن أول سلسلة بيتين (Betaine) من المواد الخافضة للتوتر السطحي. منذ ذلك الحين ، بدأت دول مختلفة في البحث وتطوير المواد الخافضة للتوتر السطحي بما في ذلك مركبات البيتين. مع زيادة تطبيقخافضات التوتر السطحي البيتينتتسارع وتيرة البحث في هذا المجال أيضًا. في السنوات الأخيرة ، تم تطوير العديد من المنتجات الجديدة.

شو جينيون وآخرون. أعد أوكتاديسيل بيتين مع أوكتاديسيل أمين ثلاثي ، حمض كلورو أسيتيك ، وهيدروكسيد الصوديوم كمواد خام ، واختبر توتره السطحي ، وخصائصه المضادة للكهرباء الساكنة ، وخصائص الاستحلاب وخصائص التطبيق الأخرى. تمت مقارنة قاعدة البيتين. قام Zhang Li وآخرون أيضًا ببعض الأبحاث حول كيمياء الواجهة لهذا الفاعل بالسطح ، مثل التوتر السطحي ، والمستحلب الدقيق والمعلمات الهيكلية.

تفاعل Chen Zonggang وآخرون مع حامض دهني وثلاثي إيثانولامين لتوليد ثلاثي إيثانول أمين ستيرات ، وتحكم في نسبة المواد المتفاعلة لجعل المنتج أساسًا ديستر ، ثم تفاعل مع كاشف رباعي الصوديوم أحادي كلورو أسيتات لتوليد ثلاثي إيثانول أمين الأحماض الدهنية استر البيتين. يمكن استخدام خافض التوتر السطحي كعامل تليين للطباعة والصباغة. نعومته قريبة من زيت السيليكون الأميني ، البياض وقابلية التبلل أفضل من زيت السيليكون الأميني ، وهو قابل للتحلل بسهولة. إنه منتج صديق للبيئة.

FangYiwen etal. توليف lauroamidopropyl betaine مع N و N-dimethyl N'-lauroyl-1،3-propanediamine وكلورو أسيتات الصوديوم كمواد خام. المنتج لديه رغوة عالية ، استقرار الرغوة وخصائص سماكة. ، التوافق الجيد مع المكونات الأخرى في الشامبو.

Chen Hongling et al. تصنيع اثنين من السلفوإيميدازولينbetaines باستخدام الصوديوم 2-برومو إيثيل سلفونات كمادة أساسية محبة للماء وألكيل إيميدازولين واختبار خواصهما الفيزيائية والكيميائية. الصيغة الهيكلية على النحو التالي.

تحصل جيانغ ليوبو على N-lauricamidopropyl-N'-β-hydroxypropylamine sulfobetaine عن طريق إزالة كلوريد الصوديوم من الصوديوم l-chloropropyl-2-hydroxysulfonate و lauramide dimethylpropylamine من خلال التفاعل ، كل المؤشرات الفنية تتماشى بشكل أساسي مع المنتجات ذات الأسماء التجارية المستوردة. تتميز بأداء معتدل ، وتهيج منخفض للغاية ، ورغوة غنية وناعمة ، ومقاومة ممتازة للماء وتعقيم.

يستخدم Nonglanping دوديكانول ، إبيكلوروهيدرين ، كلورو إيثانول وثنائي ميثيل أمين كمواد خام ، و P2O5 ككاشف فسفرة ، والاسم الصناعي هو 2- [N- (3-dodecyloxy-2-hydroxy) propyl -N ، N-Dimethylammonium] فوسفات حمض الإيثيل بيتين .

 

سين بو وآخرون. ديهيدروابايتي أمين منفصل ومنقى من أمين الصنوبري غير المتناسب ، ثم تصنيعه N-dehydroabietyl-N عبر N ، N-dimethyl dehydroabietyl amine كمادة خام. N-dimethyl carboxymethyl betaine وكلوريده هما نوعان جديدان من المواد الخافضة للتوتر السطحي البيتين.

 

وانغ جون وآخرون. تم تصنيع نوع البيتين المذبذب السطحي - دوديسيل ثنائي ميثيل هيدروكسي بروبيل سلفوبيتين مع إبيكلوروهيدرين ، بيسلفيت الصوديوم وثلاثي دوديسيل أمين كمواد خام ، تم تحسين ظروف التفاعل.

 

أعدت شركة Henan Dao Chung Chemical Technology Co.، Ltd. نوعين جديدين من المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين تحتوي على هيكل سلسلة البولي أوكسي إيثيلين عن طريق تفاعل ألكيل بولي أوكسي إيثيلين ثنائي ميثيل أمين ثلاثي مع حمض كلورو أسيتيك أو حمض كلورو إيثيل الكبريتيك. تحقيق الإنتاج الصناعي.

 

الدول الأجنبية لا تزال في المستوى الرائد في مجال خافضات التوتر السطحي البيتين، وأن أعمالهم البحثية والتطويرية تستحق الاهتمام الكامل ومرجع الدراسة. على سبيل المثال ، قام Chew و CH وما إلى ذلك بتوليف بوليمر AUDMAA من نوع البيتين مع كلوريد أكريلويل 1-بيريدين ديكانول وحمض أمين أسيتيك. تركيزها الحرج عند 24 ℃ هو 9.42 × 10-3mol / L. تبلغ طاقة تنشيط البلمرة 50.2 كيلو جول / مول. فورونو تاكيشي وآخرون. تخليق اثنين من المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع البيتين N ، N-hydroxyethyl-N-ethyl fatty acid ester betaine و N- (إستر الأحماض الدهنية) ethyl- مع زيت التاروت الأحماض الدهنية كمواد خام. N ، N-bis (2-hydroxyethyl) -3-12-hydroxypropyl) سلفونات الأمونيوم.

 

في السنوات الأخيرة ، كان هناك العديد من التطورات المرضية في الخصائص الفيزيائية والكيميائية خافضات التوتر السطحي البيتين. على سبيل المثال: YousukeOne ، إلخ. (دوديسيل ، تتراديسيل ، هيكساديسيل ، حمض الأوليك) -دايميثيل بيتين ، تم دراسة السلوك العازل لمحلول ميسيلار لخافض التوتر السطحي البيتين. لا علاقة له بتركيز المذيلات ، وتتغير قوة الاسترخاء لمحلول الفاعل بالسطح المذبذب بالتناسب مع التركيز ، وهو مشابه لأمينوغليكولاتو البيتين الذي يحتوي على بنية كيميائية بيتين ولكنه ليس خافض للتوتر السطحي. تظهر النتائج أن سطح micelle للمادة الخافضة للتوتر السطحي له أيضًا نفس عزم ثنائي القطب اللحظي مثل محلول glycine betaine.