1.国内外两性表面活性剂发展与进展情况

两性表面活性剂是表面活性剂中开发较晚、品种和数量最少，但却是发展最快的类别。1937年美国专利首次报道了两性表面活性剂；20世纪40年代，德国首次使氨基酸型两性表面活性剂实现商品化。到目前为止，全世界两性表面活性剂的品种已不下数百种。

据资料统计，美国、日本、西欧的表面活性剂品种中，以两性表面活性剂发展最快，美国在20世纪80年代，就生产了20多种两性表面活性剂商品，并以5％～6％的年增长率增长，远远超过了当时工业表面活性剂2％的年平均增长率。

日本的两性表面活性剂在20世纪80年代初，产量翻倍，到了80年代末期，则以35％的年增长率递增，总产量达1.9万吨，占其当年表面活性剂生产总量的1.9％，其品种数达到176种，占表面活性剂总数的9.5％。

进入20世纪90年代以来，两性表面活性剂仍在平稳发展，发达国家的两性表面活性剂的产量，占到表面活性剂总产量的2％～3％，目前日本两性表面活性剂的品种数在200种左右。

我国两性表面活性剂的起步较晚，从20世纪70年代才开始研究，发展也很慢，远远落后于发达国家的发展水平。据统计，1988年我国两性表面活性剂产量只有1000t，约占当年我国表面活性剂总产量的1.2％，品种数约占当年表面活性剂品种总数的1.5％。其中，甜菜碱型、咪唑啉型和氨基酸型的两性表面活性剂的产量分别为200t, 800t和50t。90年代中期，我国两性表面活性剂的生产情况有所改观，但形成商品的品种只在40～50种，且真正在市场上销量较大的只有10种左右。近年来国内两性表面活性剂的总产量一直呈上升趋势，近几年，两性表面活性剂的年平均增长率较大。在我国，虽然两性表面活性剂的产量在表面活性剂总产量中占不到1％，但其年平均增长率远远超过其他类型的表面活性剂。

我国两性表面活性剂品种中，生产量最大的为甜菜碱型，位居其次的是两性咪唑啉型。

据不完全统计，2010年7月止我国表面活性剂的总产量148.6万吨(不含肥皂)，其中阴离子表面活性剂95万吨，非离子表面活性剂40.6万吨，阳离子表面活性剂8万吨，两性表面活性剂5万吨。目前市场上的两性表面活性剂主要品种为BS-12, CAB(椰油酰胺丙基甜菜碱)及椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱。在两性表面活性剂的研究和应用方面，我国仍处于起步阶段。

2.国内两性表面活性剂研究与应用情况如何？

目前，两性表面活性剂的研究与应用已形成热点，如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等，其目的是提高含表面活性剂配方的性能，优化使用并提高经济效益。

长期以来，在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌，一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物，从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。研究发现，在一定条件下阴一阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性，显示出极大的增效作用，这样的复配体系已成功地用于实际。由于阴一阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用，因而使表面活性大大提高。有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”，并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。

3.阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应及表面张力的表现如何？

(1)降低表面张力的效能

复配溶液所能达到的最低表面张力，即在CMC时的表面张力γ_cmc比单一组分的最低表面张力低。阳离子表面活性剂C₈H₁₇N(CH₃)₃Br(以下用C₈N表示)与阴离子表面活性剂C₈H₁₇SO₄Na(以下用C₈S表示)等摩尔复配体系的γ_cmc比两纯组分各自的γ_cmc低得多，尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出，等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2mN/m，而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14mN/m和11mN/m)。事实上，在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。

(2)降低表面张力的效率

达到指定的表面张力γ时，复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)以9:1(摩尔比)复配，当达到相同的表面张力38mN/m时，体系的总浓度为5×10^-6 mol/L，远比单一组分AESA (4×10^-4 mol/L)及DTAB (1×10^-2 mol/L)的浓度低得多。

(3)降低CMC

复配体系的CMC小于每一单纯组分表面活性剂的CMC，甚至呈现几个数量级的降低。如等物质的量C₁₂H₂₅N(C₂H₄OH)₃Cl与C₁₂H₂₅SO₄Na复配体系的CMC分别为上述两种单一表面活性剂的1/208和1/240。再如以等摩尔C₂H₂₅N(C₂H₄OH)₃Cl与C₈H₁₇SO₄Na复配，体系的CMC分别为单一表面活性剂的1/13和1/189。由此可见阴一阳离子表面活性剂复配体系有形成胶团能力的增效作用。

(4)表面吸附

阴-阳离子表面活性剂复配后会导致每一组分吸附量增加，这是由于阴、阳离子表面活性剂间存在强烈相互作用，这种相互作用包括异性离子间的静电吸引作用以及烃基间的憎水相互作用。阴阳离子表面活性剂在吸附层呈等比组成时达到最大电性吸引，表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。如C₈N, C₈S的等摩尔复配溶液的饱和吸附量达到5.6×10^-10 mol/cm²,相应的每个吸附分子平均所占面积A_m约为0.3nm²，比单一表面活性剂溶液表面吸附层的最小分子面积(均大于0.4 nm²)小得多。