LINEAR ALKYLBENZEN SULFONATE (LAS) và một số ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực tẩy rửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO MÔN HỌC : HOẠT CHẤT BỀ MẶT ĐỀ TÀI: LINEAR ALKYLBENZEN SULFONATE (LAS) VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA GVHD: TS.PHAN NGUYỄN HUỲNH ANH SVTH: TRẦN THỊ QUỲNH TRÂM MSSV: 17139153 LỚP: DH17HS Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 PHỤ LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LAS Định nghĩa Lịch sử nghiên cứu LAS (Linear Ankylbenzen Sulphonate) Quá trình phát triển LAS Sự tiêu thụ LAS Các tiêu đánh giá chất lượng LAS Độc tính Chương 2: Tính chất LAS 10 Chương 3: Ứng dụng LAS 11 LAS sản xuát nước rửa chén 12 LAS sản xuất thuốc BVTV 13 LAS số ứng dụng khác 13 Chương 4: Kết luận 14 Tài liệu tham khảo 14 PHỤ LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các tiêu ngoại quan (TCVN 6535: 1999) Bảng Các tiêu chí hóa, lí (TCVN 6535: 1999) Bảng 3: Tính chất vật lí 10 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Tiêu thụ chất hoạt động bề mặt giới theo khu vực Hình Sự tiêu thụ chất hoạt động bề mặt hộ gia đình (thị trường EU 1998) Hình LAS dạng bột 11 Hình LAS dạng lỏng 11 Hình Một số sản phẩm từ LAS 12 Hình Nước rửa chén sản xuất từ LAS 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LAS Định nghĩa LAS hay LABSA (Linear Alkyl Benzen Sulphonic Acid) hỗn hợp Benzene Sulfonic Acid mạch thẳng có cơng thức phân tử R-C6H4-SO3H(R=C9-C16) chứa dãy alkyl có tổng số nguyên tử cacbon khác (C9: nhỏ 1%;C10: từ đến 16%; C11: từ 26 đến 38%;C12: từ 26 đến 38%; C13: từ 15 đến 27%; dài C13: 2,5%).Trong có nhóm alkyl mạch thẳng ( phần kị nước ) phần ưa nước nhóm (-SO3H) liên kết trực tiếp vào nhân thơm Benzen Công thức cấu tạo: LAS muối axit sulfonic thu sau trình sulfonat alkylbenzen mạch thẳng (LAB) tương ứng Đây chất hoạt động bề mặt tổng hợp dạng ion âm (anion) thuộc nhóm sulfonat – nhóm quan trọng số chất bề mặt tổng hợp Lịch sử nghiên cứu LAS (Linear Ankylbenzen Sulphonate) Xà phòng chất tẩy rửa xuất văn minh chúng ta, cho dù chế biến thơ sơ nhiều kỷ xà phịng sản phẩm xa xỉ để tắm gội, vừa mỹ phẩm dược liệu Nhờ thúc đẩy hai nhà khoa học Pháp mà xà phòng trở thành sản phẩm thông dụng Vào cuối kỷ 18, Lelane khám phá xút sản xuất từ natri clorua Vài năm sau, Chvreul thành cơng giải thích phản ứng hóa học chất kiềm triglyxerit Từ thời kỳ này, sản xuất công nghiệp trở nên dễ dàng nên việc sử dụng xà phòng trở thành phổ biến Về sau nhà khoa học hướng nghiên cứu đến sản phẩm thay hữu hiệu xà phịng, có nhờ tổng hợp hóa chất Fruitz Guinther BASF thành công sáng chế chất tẩy rửa tổng hợp cách alkyl hóa sulfua hóa chất naphtalen Tuy nhiên chuỗi phân tử alkylnaphtalen q ngắn, khơng thể có đầy đủ hoạt tính tẩy rửa Bertsch người Đức khám phá este hóa chất axit béo dầu kèm theo việc sunfua hóa làm phát sinh chất mang đặc tính thấm ướt tuyệt vời (chất butyleste sunfonat) hiệu giặt tẩy Vài năm sau, Bertch cộng ông chế biến thành công chất tẩy rửa tuyệt vời cách sulfonat hóa rượu béo Do sunphat rượu béo gia nhập vào giới chất hoạt động bề mặt Vào năm 1946, người ta vượt qua giai đoạn quan trọng khác hoàn chỉnh nguyên liệu giá rẻ không tác hại Chất Alkylbenzen sulfonat (hay ABS) thay hữu hiệu xà phòng bột giặt gốc dùng cơng việc giặt tẩy gia đình Trong năm sau đó, người ta khám phá phân tử khác, đặc biệt chất rượu béo etoxy hóa, chất noylphenol etoxy hóa đóng vai trị chất dẫn đầu Tuy nhiên ABS chất sử dụng nhiều Nó triển khai liên tục đầu năm 60, người ta bắt đầu quan tâm đến phân hủy sinh học, tác động ABS tới môi trường ABS với khả phân hủy sinh học yếu bị lên án Người ta tìm giải pháp thay mạch thẳng- LAS (linear alkylbenzen sulphonate) Quá trình phát triển LAS Trong nhiều năm trước đây, xà phịng ln đáp ứng tốt nhu cầu cung ứng cho xã hội chất béo dầu động thực vật (thành phần cần thiết để tạo nên xà phòng) trở nên thiếu thốn, với chiến tranh giới lần dẫn đến việc thúc đẩy tìm kiếm chất thay Từ nghiên cứu phát chất hoạt động bề mặt thu dễ dàng cách tổng hợp từ hóa dầu, LAS Sự phát triển chứng tỏ bước nhảy vượt bậc cho công nghiệp tẩy rửa cho xã hội Không giống xà phịng truyền thống thơng thường, chất hoạt động bề mặt chịu nước cứng cải thiện suất cho trình sản xuất chất tẩy rửa LAS lần thương mại hóa vào đầu thập niên 60 chất có khả phân hủy sinh học LAS xem tác nhân tẩy rửa “ xanh” đầu tiên, chất hoạt động giới thiệu chất giải vấn đề môi trường Những nghiên cứu tiếp tục thực suốt 40 năm qua khơng ngừng cải thiện chất lượng, độ an tồn phát triển sản xuất LAB (nguyên liệu thô LAS) sunfonat hóa LAS chất hoạt động bề mặt anionic tổng hợp từ alkylbenzen mạch thẳng (LAB) Khoảng 99% sản lượng LAB chuyển thành LAS qua trình sulphonat hóa LAS hầu hết sử dụng dành riêng thành phần chất tẩy rửa Và vài trình đặc biệt LAS sản xuất từ dẫn xuất khác Sự tiêu thụ LAS Linear Alkylbenzen Sulfonate (LAS) chất hoạt động chất bột giặt, nước rửa chén, chất lau chùi công nghiệp sinh hoạt LAS loại chất bẩn chế hóa lý chất hoạt động bề mặt sử dụng rộng rãi chất tẩy rửa lỏng dạng bột Chất hoạt động bề mặt anion, chúng ion hóa dung dịch, mang điện tích âm, nhìn chung tạo bọt nhiều Với phân bố 27% tổng tiêu thụ chất hoạt động bề mặt loại chất tẩy rửa gia đình, LAS dùng 30 năm qua tiếp tục góp phần đáng kể thị trường chất hoạt động bề mặt ngày Trung bình hàm lượng LAS chiếm khoảng 5%-25% khối lượng loại chất tẩy rửa châu Âu (dung dịch rửa chén, bột giặt…) Hình 1: Tiêu thụ chất hoạt động bề mặt giới theo khu vực Hình Sự tiêu thụ chất hoạt động bề mặt hộ gia đình (thị trường EU 1998) Các tiêu đánh giá chất lượng LAS Các tiêu đánh giá chất lượng LAS Bảng 1: Các tiêu ngoại quan (TCVN 6535: 1999) Tên tiêu đánh giá Yêu cầu Trạng thái Lỏng, sệt, đồng Màu Nâu sáng Bảng Các tiêu chí hóa, lí (TCVN 6535: 1999) Hàm lượng LAS (% khối lượng), 95.5 Khối lượng phân tử trung bình, (gam) 322-324 Hàm lượng H2SO4 (% khối lượng), max 1.5 Hàm lượng nước (% khối lượng), max 1.0 Hàm lượng dầu tự (% khối lượng), max 2.0 Chỉ số axit (mg KOH) 185-188 Độ màu ( độ Klett) 70 Độc tính LAS (Linear Alkylbenzen Sulfonate) xem chất tẩy rửa xanh chất hoạt động bề mặt giải vấn đề môi trường LAS dễ phân hủy sinh học BAS LAS phân hủy hồn tồn mơi trường hiếu khí Nó phân hủy hồn tồn mơi trường khí có sẵn oxy để bắt đầu q trình Chúng khơng bền, tích lũy sinh học cô đặc sinh học Thông thường xử lý chất thải 99% LAS bị loại bỏ Ở nơi bón bùn chất thải LAS phân hủy nhanh chóng đến bị loại bỏ hồn tồn Oxy hóa nguyên tử cacbon sau hydrocacbon cho phép loại bỏ đoạn cacbon (nhóm acetyl) chứa nhóm hydrocacbon ngắn Kế tiếp, vòng mở bị phân hủy thêm Cuối cùng, LAS chuyển thành CO2 H2O Quá trình chứng minh xảy vài ngày đến vài tuần LAS sử dụng rộng rãi công nghệ sản xuất chất giặt rửa gia đình cơng nghiệp Hiện sản lượng toàn cầu LAS khoảng triệu Những thông tin ảnh hưởng LAS tới sức khỏe người mơi trường chưa có nhiều vấn đề cần thời gian làm sáng tỏ LAS có độc tính định chưa tới mức có hại cho sức khỏe người Tuy nhà khoa học cần phải thận trọng họ tiến hành số thí nghiệm để theo dõi ảnh hưởng LAS động vật thủy sinh Chỉ tiêu độc tính LAS (EC50) sinh vật nước có phạm vi từ 1-10 mg/lít điều kiện thử nghiệm nhỏ Độc tố LAS cá lồi khơng xương xấp xỉ nhau, độc tố tảo khác xa Các thí nghiệm cho thấy sống mơi trường có LAS, cá hồi hấp thụ mạnh loại chất Qua kết phân tích người ta thấy hàm lượng LAS mô mang cá lớn Tuy nhiên, hàm lượng LAS chưa tới mức gây ảnh hưởng xấu tới hoạt động sinh lý cá Một điểm đáng ý hàm lượng LAS thịt cá thấp mà người ăn thịt cá Như nguy nhiễm độc (nếu có) giảm tối thiểu Hiện người ta coi LAS vô hại Những kinh nghiệm thực tế cho thấy phải sau hàng chục năm lợi hại việc sử dụng loại hóa chất hiểu rõ trường hợp chất trừ sâu DDT chất làm lạnh CFC Chương 2: Tính chất LAS Tính chất hóa lí LAS Bảng 3: tính chất vật lí Tính chất Trạng thái Số liệu Chất rắn màu vàng Phân tử khối (g/M) - 342,4 Độ tan (g/l) 250 Tỷ trọng (kg/l) 1,06 pH (5% LAS water solutions) 7-9 Vì LAS có mạch thẳng nên cho chất thân thiện với môi trường phân hủy sinh học nên LAS dễ phân hủy sinh học điều kiện hiếu khí - Hóa chất Sodium Linear Alkylbenzene Sulfonate chất hoạt động bề mặt anion, có dạng chất lỏng, sệt màu vàng nhạt, sáng màu nâu có hàm lượng 96% - Dễ dàng nhanh chóng hịa tan nước, khơng hịa tan dung mơi chất hữu thơng thường - Khả hịa tan nước giảm chiều dài chuỗi alkyl tăng tùy thuộc vào ion dương muối - LAS không cháy bền mơi trường oxy hóa - Bên cạnh đó, cịn sấy khơ thành bột ổn định - Một tính chất quan trọng LAS có tính tương thích cao chất hoạt động bề mặt anionic khác, chúng sử dụng công nghệ acidic alkaline chất tẩy rửa dạng lỏng hay dạng bột - LAS hợp chất tính ổn định cao Hình LAS dạng bột Hình LAS dạng lỏng Chương 3: Ứng dụng LASi Linear Alkylbenzen Sulfonate (LAS) ứng dụng làm chất hoạt động chất bột giặt, nước rửa chén, chất lau chùi công nghiệp lau chùi sinh hoạt.Trong sản phẩm công nghiệp nước rửa xe, lau sàn, LAS sử dụng nồng độ cao Trong sản phâm gia dụng đầu gội đầu, kem đánh răng,… nồng độ LAS sử dụng thấp  Vì chất hoạt động bề mặt nên đóng vai trị làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng  Ngồi ra, LAS cịn ứng dụng lĩnh vực dệt may, sợi, hóa chất nơng nghiệp Hình Một số sản phẩm từ LAS LAS sản xuát nước rửa chén Nước rửa chén tạo từ nguyên liệu có sẵn pha chế theo tỷ lệ thích hợp Các nguyên liệu sản xuất bao gồm chất hoạt động bề mặt chiếm đến -15% Trong chất hoạt động bề mặt LAS chọn chất tạo nhiều bọt, kháng khuẩn tốt môi trường nước cứng Trong trình sản xuất LAS phản ứng với NaOH tạo LASNa chất hoạt động bề mặt tạo bọt tốt ,tẩy rửa mạnh Hình Nước rửa chén sản xuất từ LAS LAS sản xuất thuốc BVTV LAS chất nhũ hóa giúp làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan Điển chất nhũ hóa thuốc diệt cỏ để gia công thuốc bảo vệ thực vật LAS số ứng dụng khác Trong ngành công nghiệp Las ứng dụng cho ngành nhỏ là: – Ngành dệt nhuộm: dùng Las để giúp làm mềm sợi vải, chất trợ nhuộm – Ngành khoáng sản: Las dùng làm chất tạo bọt để làm giàu khống sản, chất nhũ hóa, làm thuốc tuyển – Trong dầu khí: ứng dụng làm chất nhũ hóa dung dịch khoan – Trong ngành in: Las dùng làm chất trợ ngấm phân tán mực in Trong xây dựng: dùng Las để nhũ hóa nhựa đường, giúp tăng cường độ nóng rắn bê tơng Trong ngành nơng nghiệp Las ứng dụng làm chất nhũ hóa để sản xuất thuốc diệt cỏ, để gia công thuốc bảo vệ thực vật Chương 4: Kết luận LAS axit mạnh, có khả tạo bọt cao, khơng dễ bị oxy hóa sử dụng rộng rãi lĩnh vực tẩy rửa số ngành Công-Nông nghiệp Giá thành rẻ nên chất hoạt động bề mặt ngày sử dụng nhiều có tính axit nên kích ứng tiếp xúc trực tiếp vs mắt da Tính axit làm cho da bị khô sử dụng trực tiếp Vì cần sử dụng thiết bị bảo hộ tiếp xúc trực tiếp Bên cạnh đó, cần ý tránh để hóa chất dính vào da, mắt, hay hít phải hóa chất Bởi chất văng vào miệng, tiếp xúc trực tiếp da vùng nhạy cảm gây ảnh hưởng nghiêm trọng Gây số nguy hiểm khó lường trước Tài liệu tham khảo [1] Khanh nguyen, “Đồ án kỹ sư chất hoạt động bề mặt LAS”, 2016 [2] Mohammad Basry Attar, production of Linear Alkylbenzen Sulfonic Acid (LAS) at high pressure in Supercritical Carbondioxide Medium, Canada, 2010 [3] Nir Board, the complete technology book on detergents [4] Giáo trình hoạt chất bề mặt Các trang Web: - http://hoachatcoban.com.vn - http://uniduc.com - http://123.docz.net ... dụng công nghệ acidic alkaline chất tẩy rửa dạng lỏng hay dạng bột - LAS hợp chất tính ổn định cao Hình LAS dạng bột Hình LAS dạng lỏng Chương 3: Ứng dụng LASi Linear Alkylbenzen Sulfonate (LAS). .. cao, khơng dễ bị oxy hóa sử dụng rộng rãi lĩnh vực tẩy rửa số ngành Công-Nông nghiệp Giá thành rẻ nên chất hoạt động bề mặt ngày sử dụng nhiều có tính axit nên kích ứng tiếp xúc trực tiếp vs mắt... Sulfonate (LAS) ứng dụng làm chất hoạt động chất bột giặt, nước rửa chén, chất lau chùi công nghiệp lau chùi sinh hoạt .Trong sản phẩm cơng nghiệp nước rửa xe, lau sàn, LAS sử dụng nồng độ cao Trong sản