1.两性表面活性剂的增效效应的应用

(1)去污性能

阳离子表面活性剂可少量添加在以阴离子表面活性剂为主的洗涤剂中作为增效剂，提高去污能力。过去一般认为阳离子表面活性剂对织物的洗涤作用是不利的，因为一般纤维和固体表面在水溶液中，特别是在碱性水溶液中，通常带有负电荷，而阳离子表面活性剂在水溶液中，特别是碱性水溶液中的表面活性由表面活性阳离子来体现。在静电作用下，阳离子表面活性剂在织物(或固体)表面形成了亲水基朝向内、非极性基朝向外的排列，使织物疏水性增大而不利于洗涤，甚至有反洗涤作用。正因为如此，阳离子表面活性剂很容易吸附在固体表面形成一层表面膜，依据阳离子表面活性剂的种类及吸附表面的性质，这一吸附恰好起到了特殊作用。通常认为残留或附着于固体表面或织物表面上的无机细颗粒有很多面，其中有一些面带负电；而阳离子表面活性剂含有一带正电端头，在静电作用下阳离子表面活性剂与这些带负电的面相互吸引，形成疏水性颗粒。大量的阴离子表面活性剂则通过疏水作用以疏水基与阳离子表面活性剂吸附层的疏水基相互作用，将亲水头向外排列形成亲水型的带电的表面活性吸附双层包围颗粒，从而将残留或附着于固体表面或织物表面的无机细颗粒(或称为污物、污点)“吊起来”，最终在洗涤过程中形成“可溶性颗粒”而除去。如，双烷氧基化季铵盐(Bis-AQA)表面活性剂作为增效剂加入洗衣粉中，洗衣粉清洗日常油污能力大大提高；与此同时发现含有Bis-AQA和铝硅酸盐添加剂的洗衣粉同仅仅含有其一的产品相比，前者有更高的清洗与增白功能，特别是可提高无机的、不溶于或微溶于水的添加剂在配方中比例，在提高洗涤性能的同时不会增加其在清洗物上的残留。再如用脂肪醇硫酸钠洗涤羊毛时加入少量十二烷基吡啶氯化物，由于吸附在阴离子表面活性剂单分子膜上的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂相互渗透，降低了阴离子头基间的斥力，形成更紧密的聚合膜，提高了表面活性和去污力。

(2)增溶性能

许多研究表明，阴-阳离子表面活性剂混合胶团对非极性或微极性有机物的增溶显示出正的增效作用。在阴-阳离子表面活性剂复配体系中，随着一种表面活性剂加入到另一种带相反电荷的表面活性剂中，混合胶团的聚合数会急剧增加，同时胶团过渡到棒状结构，这种棒状胶团对增溶于胶团内核的被增溶物具有较大的增溶能力。

(3)泡沫性能

阴-阳离子表面活性剂间存在电性吸引，并且吸附层的等比组成是实现最大电性吸引所必需的。电荷作用减弱了吸附层和胶团中表面活性离子之间的电性斥力，从而使表面吸附增加。上述作用使得复配溶液具有很低的表面和界面张力，这样势必引起起泡力增加。与此同时，由于吸附层中分子排列紧密以及分子之间较强的相互作用还使得表面黏度增大、表面膜机械强度增加，使之受外力作用时不易破裂、泡沫内液体流失速度变慢、气体透过性降低，延长了泡沫的寿命。可以看出等物质的量复配溶液的气泡及正庚烷液滴的寿命大约是单一表面活性剂溶液的1400倍及70倍。再如烷基链较短的C₈N与C₈S混合，相互作用十分强烈，具有很好的表面活性，表面膜强度极高，泡沫性能非常好。

2.两性表面活性剂的等电点

两性表面活性剂与天然两性化合物如氨基酸、蛋白质一样，在分子中同时含有不可分离的正、负电荷中心，因而在溶液中显示独特的等电点性质，这是与其他类型表面活性剂最大和最根本的区别。两性表面活性剂的结构特征决定了它在溶液中既有释放一个质子的能力，又有吸收一个质子的能力。以烷基甘氨酸型两性表面活性剂为例：

在不同的pH范围内此种两性表面活性剂存在三种离子型，即阳离子型、两性离子型内盐形式和阴离子型，这是两性表面活性剂的显著特征。而含强碱性氮原子的“两性离子”表面活性剂则显示出另外两种不同的离子变换特征，例如对羧基甜菜碱而言：

在强酸性溶液中，负电荷中心载体羧基有可能接受一个质子形成阳离子形式，但在强碱性溶液中，正电荷中心载体季铵N可能失去一个质子形成阴离子形式，因而共有两种离子形式存在。

对磺基甜菜碱而言，在几乎所有pH范围内，都不表现出接受质子或释放质子的能力，始终以一种离子形式—内盐形式存在，因而是真正意义上的两性表面活性剂。

在外界电场，以阴离子形式存在的两性表面活性剂会向阳极迁移，以阳离子形式存在的两性表面活性剂则将向阴极迁移，而以内盐形式存在的两性表面活性剂在外界电场中不会向两极迁移，此条件下的溶液的pH就被称作两性表面活性剂的等电点(pI)。由负电荷中心载体的酸性解离常数PK_a和正电荷中心载体的碱性解离常数pK_a，可以计算两性表面活性剂的等电点pI

PI＝(pK_a＋pK_b)/2

PI值反映了正、负电荷中心的相对解离强度，PI值低于7.0，表明负电荷中心的解离强度比正电荷中心的解离强度大，需要外界提供质子来抑制负电荷中心的解离，使正负电荷中心达到平衡；反之亦然。除了正、负电荷中心的强度是决定PI的主要因素外，两性表面活性剂中疏水碳链长度对其PI值也有影响。一般随着碳链长度延长，两性表面活性剂的PI值呈下降趋势，但变化幅度较小。常见两性表面活性剂的PI值见表5-1。

表5-1  常见两性表面活性剂的PI值