SODIUM COCOAMPHOACETATE và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực mỹ PHẨM

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 TIỂU LUẬN CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT Đề tài: NONYLPHENOL ETHOXYLATE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẤT TẨY RỬA GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: BÙI THỊ NGỌC DIỄM MSSV: 18139022 LỚP: DH18HD NIÊN KHÓA: 2018-2022 Tháng 1/2022 Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH iii LỜI MỞ ĐẦU iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NONYLPHENOL 1.1 Định nghĩa 1.2 Phân loại 1.3 Tên gọi 1.4 Cấu trúc tính chất 1.5 Tổng hợp 1.6 Ứng dụng 1.7 Mức độ ảnh hưởng môi trường Chương 2: NONYLPHENOL ETHOXYLATE (NPEs) 2.1 Giới thiệu nonylphenol ethoxylate NPEs 2.2 Tính chất 2.2.1 Tính chất vật lí hóa học[6] 2.2.2 Khả hòa tan tương hợp[7] 2.3 Phân loại[7] 2.3.1 Đặc điểm 2.3.2 Chất hoạt hóa ion 2.3.3 Chất hoạt hóa phi ion 2.3.4 Chất hoạt hóa lưỡng cực: 2.4 Tổng hợp NPEs[8] 2.5 Độc tính NPEs[8] 2.6 Quy định 2.7 Ứng dụng Chương 3: ỨNG DỤNG CỦA NONYLPHENOL ETHOXYLATE TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA 3.1 Chất tẩy rửa[10] 3.2 Các sản phẩm tẩy rửa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa DANH MỤC HÌNH Figure 1: cấu trúc nonylphenol Figure 2: cấu trúc nonylphenol ethoxylate Figure 3: phản ứng tổng hợp nonylpheol ethoxylate Figure 4: chất tẩy rửa gia đình Figure 5: chất tẩy rửa công nghiệp Figure 6: chất tẩy rửa mạnh NPEs Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page 10 10 10 Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp ngày phát triển, mức sống người ngày nâng cao, nhu cầu người tiêu dùng quan tâm Họ cần có nhiều lựa chọn sản phẩm tiêu dùng chất lượng giá ngày có nhiều có sản phẩm đời thị trường nhằm đáp ứng cầu Tẩy rửa nhu cầu cần thiết mà gia đình, quan xí nghiệp cần sử dụng Chính vậy, có nhiều loại hóa chất chun dụng cho công đoạn thị trường, nhiều hàng sản xuất hóa chất tẩy rửa đời cạnh tranh với Cũng nhờ cạnh tranh tranh mà chất lượng loại chất tẩy rửa ngày tăng Nổi bật số loại hóa chất chuyên dụng tẩy rửa nonylphenol ethoxylate Nonylphenol ethoxylate NPEs xuất hang loạt thị trường 50 năm, sản phẩm có nguồn gốc từ alkyl phenol ethoxylate chiếm 6% tổng sản phẩm chất hoạt động bề mặt sản xuất năm giới NPEs chiếm 8085% [5] NPEs không ứng dụng chất tẩy rửa mà cịn sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp như: sơn, nhựa, mực in, mỹ phẩm,… Chính vậy, em xin làm đề tài ”nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa” để tìm hiểu sâu Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NONYLPHENOL 1.1 Định nghĩa Nonylphenol họ hợp chất hữu bao gồm phenol mang đuôi cacbon Các cấu trúc nonylphenol gọi alkylphenol Các nonylphenol sử dụng sản xuất chất chống oxy hóa, phụ gia dầu bơi trơn, chất tẩy rửa, chất nhũ hóa chất hịa tan.[1] 1.2 Phân loại Những hợp chất nonylphenol tiền chất chất hoạt động bề mặt không ion quan mặt thương mại là[2]: - Nonyl ethoxylate - Alkylphenol ethoxylate Được sử dụng rộng rãi chất tẩy rửa, sơn, thuốc trừ sâu, sản phẩm chăm sóc cá nhân nhựa 1.3 Tên gọi Danh pháp IUPAC: 4-(2,4-dimethylheptan-3-yl)phenol 1.4 Cấu trúc tính chất Nonylphenol thuộc loại hóa học chung alkylphenol Nhóm nonyl gắn vào vịng phenol vị trí khác nhau, thường vị trí 1,4 [3] Figure 1: cấu trúc nonylphenol Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Hỗn hợp chất đồng phân nonylphenol chất lỏng màu vàng nhạt (mặc dù hợp chất tinh khiết khơng màu) Các nonylphenol hịa tan vừa phải nước hòa tan rượu 1.5 Tổng hợp Trong công nghiệp, nonylphenol sản xuất phản ứng alkyl hóa phenol có xúc tác acid với hôn hợp chất no tổng hợp tạo nonylphenol đa dạng đồng phân cấu tạo Nonylphenol sản xuất tự nhiên môi trường Một loài sinh vật, sâu nhung, tạo nonylphenol thành phần chất nhờn phịng vệ 1.6 Ứng dụng Nonylphenol sử dụng sản xuất chất chống oxy hóa, phụ gia dầu bơi trơn, chất tẩy rửa giặt là, chất nhũ hóa chất hịa tan [1] Nó sử dụng để sản xuất tris(4-nonyl-phenyl)phosphite (TNPP), chất chống oxy hóa sử dụng để bảo vệ polymer, chẳng hạn cao su, polymer vinyl, polyolefin, polysturenics việc chất ổn định bao bì thực phẩm nhựa [4] Muối bari canxi nonylphenol sử dụng làm chất ổn định nhiệt cho polyvinyl clorua (PVC).[4] Nonylphenol sử dụng làm chất trung gian sản xuất chất hoạt động bề mặt không ion nonylphenol ethoxylate, sử dụng chất tẩy rửa, sơn, thuốc trừ sâu, sản phẩm chăm sóc da nhựa.[1] 1.7 Mức độ ảnh hưởng môi trường Nonylphenol tồn mơi trường nước có tính tích lũy vừa phải, không dễ phân hủy sinh học, khoảng vài tháng để phân hủy nước, đất, trầm trích Nonylphenol bị loại bỏ phần trình xử lý nước hấp thụ chất rắn lơ lửng chuyển hóa sinh học Nhiều sản phẩm có chứa nonylphenol có ứng dụng xả nước đồ giặt xà phòng rửa bát, chất gây nhiễm thường xuyên thải môi trường Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Nonylphenol phân hủy quang ánh sáng mặt trời, thời gian bán hủy trầm tích lâu khoảng 60 năm Ngày nay, nồng độ nonylphenol môi trường ngày giảm Nonylphenol khơng bền khơng khí bị phân hủy nhanh chóng gốc hydroxyl Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Chương 2: NONYLPHENOL ETHOXYLATE (NPEs) 2.1 Giới thiệu nonylphenol ethoxylate NPEs Nonylphenol ethoxylate (NPEs) hợp chất sản xuất hàng loạt thị trường, đại diện cho nhóm chất hoạt động bề mặt không ion thuộc họ alkyl phenol ethoxylate (APEs) Chúng sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp sản phẩm tẩy rửa ga đình, mỹ phẩm, sơn, nhựa,… NPEs khơng có ion nước, có nghĩa chúng khơng có điện tích Do tính chất này, chúng sử dụng rộng rãi làm chất tẩy rửa, chất nhũ hóa,…chúng thuộc loại lưỡng tính, có nghĩa có đặc tính ưa nước kỵ nước, cho phép chúng bao quanh chất không phân cực dầu, mỡ, cô lập chúng khỏi nước.[1] NPEs tồn lâu mơi trường nước tích lũy sinh học, gây độc đến phát triển loài sinh vật nước, gây ảnh hưởng đến trình sinh trưởng phát triển cá 2.2 Tính chất 2.2.1 Tính chất vật lí hóa học[6] - Là loại chất hoạt động bề mặt: không phân ly - Công thức hóa học: (C2H40)nC15H24O hay C9H19C6H4(OCH2CH2)nOH Figure 2: cấu trúc nonylphenol ethoxylate - Là chất lỏng nhớt, màu vàng, suốt nhiệt độ phòng Ở nhiệt độ tiêu chuẩn 25oC [77oF], 100kPa, ta có: - Tỉ trọng: 0.953 g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy: −8 đến °C (18 - 36 °F; 265 - 275 K) - Điểm sôi: 293 - 297 °C (559 - 567 °F; 566 - 570 K) Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa - Độ hòa tan nước: mg/l (pH=7) - Hydrophillic-lipophillic balance (HLB) gọi số cân ưa nước – ưa dầu, thang đo giá trị HLB nằm khoảng từ – 20 NPEs chất hoạt động bề mặt khơng ion, có giá trị HLB cao - Khả giặt tẩy tốt, độ thấm ướt đáng ý, khả hòa tan rộng, khả tẩy rủa tốt, dễ sử dụng, mùi nhẹ - NPEs có đầu kỵ nước đầu lại ưa nước Đầu kỵ nước thu hút chất hòa tan dầu, mỡ đầu ưa nước thu hút nước 2.2.2 Khả hòa tan tương hợp[7] - Tan nước - Tan dung môi chlor hóa hầu hết dung mơi phân cực - Bền hóa học mơi trường acid lỗng, mơi trường kiềm muối - Có thể tương hợp với xà phịng, loại chất hoạt động bề mặt phân ly không phân ly nhiều dung môi hữu - NPEs xem chất ổn định mặt hóa học không tham gia phản ứng 2.3 Phân loại[7] NP: số mode trung bình oxide ethylene cho vào phản ứng - NP 4-6: chất nhủ hóa làm tăng khả hịa tan nước vào dung mơi (dissolving water into solvent) - NP 7-9: chất nhủ hóa làm tăng khả thấm ướt (hòa tan would make a good wetting agent) - NP 8-18: chất nhủ hóa làm tăng khả hòa tan dầu vào nước - Một mixen với phần đầu kị nước hòa tan dầu, phần ưa nước hướng phía 2.3.1 Đặc điểm Trong sản xuất sản phẩm tẩy rửa xà phòng, NPEs dùng giảm sức căng bề mặt chất lỏng cách làm giảm sức căng bề mặt bề mặt tiếp xúc (interface) hai chất lỏng Nếu có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan chất Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng hịa tan dung môi không phân cực dầu Trong công giấy dệt sợi, nhựa, lớp phủ bảo vệ, thu hồi dầu khí, sản xuất thép, sản phẩm kiểm soát dịch hại phát điện, sản phầm làm sạch, chất tẩy nhờn tẩy rửa gia đình Cịn sử dụng để làm máy móc, thiết bị khâu hoàn thiện sản phẩm, làm làm ẩm sản xuất mỹ phẩm Dùng chất chống oxy hóa để bảo vệ polymer cao su, vinyl, polyolefins, polystyrens làm chất ổn định bao bì thực phẩm nhựa 2.3.2 Chất hoạt hóa ion Khi bị phân cực đầu phân cực bị ion hóa - Chất hoạt hóa dương: bị phân cực đầu phân cực mang điện dương - Chất hoạt hóa âm: bị phân cực đầu phân cực mang điện âm 2.3.3 Chất hoạt hóa phi ion Đầu phân cực khơng bị ion hóa 2.3.4 Chất hoạt hóa lưỡng cực: - Khi bị phân cực đầu phân cực mang điện âm mang điện dương tùy vào pH dung mơi Ví dụ: Dodecyl đimetylamin oxit 2.4 Tổng hợp NPEs[8] NPEs tổng hợp từ phản ứng Nonylphenol (NP) nhóm Ethylene oxide (EO) với xúc tác kali hydroxit (KOH) Mức độ phản ứng tùy thuộc vào tỷ leeh mol NP EO Figure 3: phản ứng tổng hợp nonylpheol ethoxylate Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa 2.5 Độc tính NPEs[8] Độc tính NPEs tăng theo chiều giảm chuỗi EO, chuỗi EO ngắn, độc tính cao NPEs mơi trường dễ phân hủy thành chuỗi ngắn có thẻ phân hủy thành NP với độc tính cao Nếu tiếp xúc với nồng độ cao NP (có thể gây kích thích phổi, hệ tiêu hóa, da mắt, tương tác với hệ thống nội tiết cách: - Tác động lên quan cảm nhận giống hoocmon tự nhiên khiến quan phản ứng thể chịu tác động hoocmon tự nhiên không phản ứng bình thường - Gây rối loạn chế tổng hợp hoocmon tự nhiên kiểm soát quan cảm nhận (làm tăng/giảm đột ngột khiến khả sản sinh hoocmon tuyến nội tiết, thay đổi chu trình di chuyern hoocmon thể gia tăng tốc độ chuyển hóa hoocmon qua giảm tốc độ chúng) - Có thể trực tiếp biến đổi phá hủy AND, biến đổi chu trình tế bào, làm rối loạn kết nói liên bào,… - Ảnh hưởng đến nội tiết tố, phát triển qus trình sinh sản, gây giảm mật độ tinh trùng, tăng thời gian chu kỳ động dục, suy giảm chất lượng trứng ảnh hưởng hoạt tính hoocmon giới tính estrogen - Đối với động vật nước, làm gián đoạn, bắt trước estrogen thể sinh vật nê chúng độc hại với cá sinh vật nước - NPEs dễ phân hủy môi trường thành NP đọc hại NPEs ban đầu 2.6 Quy định Hiện nay, việc sản xuất sử dụng NP NPEs chưa có quy định cấm tuyệt đối Ở Châu Âu, tiêu chất chất lượng cho NP đề xuất 0,3 ug/l [1] Tại Hoa Kỳ, EPA đưa tiêu chí khuyến cáo nồng độ nonylphenol không vượt 6,6 ug/l nước 1,7 ug/l nước mặn.[9] Ở nước châu Á Nam Mỹ khác, nonylphenol sử dụng rộng rãi chất tẩy rửa thương mại, có quy định Vào ngày 14 tháng năm 2016, Ủy ban Châu Âu sửa đổi hạn chế có nonylphenol ethoxylate (NPEs) theo luật Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép Hạn chế Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Hóa chất (REACH), giới hạn dư lượng NPEs mặt hàng dệt may mức 0,01% tính theo trọng lượng, có hiệu lực vào ngày tháng 2, Năm 2021 2.7 Ứng dụng - Với khả tẩy rửa dầu mỡ nên NPEs dùng rộng rãi sản xuất xà phòng chất tẩy rửa - Được dùng để dùng làm bóng, làm đẹp sản phẩm nhựa, gỗ, đồ gia dụng, trưng bày - Được dùng ngành giấy dệt nhuộm, ngành sợi, ngành sơn - Ngoài ứng dụng lĩnh vực khác như: + Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm cho vải sợi, chất trợ nhuộm + Trong ngành in: Chất trợ ngấm phân tán mực in + Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật + Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ nóng rắn bê tong + Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan + Trong cơng nghiệp khống sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Chương 3: ỨNG DỤNG CỦA NONYLPHENOL ETHOXYLATE TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA Công nghiệp ngày phát triển, nhiều hàng sản xuất hóa chất tẩy rửa đời cạnh tranh với Chính vậy, có nhiều loại hóa chất chuyên dụng sản xuất thị trường, nhờ cạnh tranh tranh mà chất lượng loại chất tẩy rửa ngày tăng Nổi bật số loại hóa chất chuyên dụng tẩy rửa nonylphenol ethoxylate 3.1 Chất tẩy rửa[10] Chất tẩy rửa chất hoạt động bề mặt hỗn hợp chất hoạt động bề mặt có đặc tính tẩy rửa dung dịch loãng - Chất tẩy rửa anion: Chất tẩy rửa anion điển hình alkylbenzen sulfonat Phần alkylbenzen anion chất ưa béo sulfonate chất ưa nước - Chất tẩy rửa cation: Chất tẩy rửa cation tương tự anion, amoni bậc bốn thay nhóm sulfonat anion ưa nước Tâm amoni sunfat tích điện dương Các chất hoạt động bề mặt cation thường có khả tẩy rửa - Chất tẩy rửa không ion: Chất tẩy rửa không ion đặc trưng nhóm đầu khơng tích điện, ưa nước chúng 3.2 Các sản phẩm tẩy rửa NPEs chất hoạt động bề mặt không ion, dung làm chất tẩy rửa khơng ion Có nghĩa chúng khơng có ion nước, khơng có điện tích, chúng thuộc loại lưỡng tính, có đặc tính ưa nước kỵ nước, cho phép chúng bao quanh chất không phân cực dầu, mỡ, cô lập chúng khỏi nước.[1] NPEs thành phần quan trọng chất tẩy rửa bột giặt dùng giảm sức căng bề mặt chất lỏng cách làm giảm sức căng bề mặt bề mặt tiếp hai chất lỏng Nếu có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng hịa tan dung môi không phân cực dầu.[1] Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa Figure 4: chất tẩy rửa gia đình Figure 5: chất tẩy rửa công nghiệp Figure 6: chất tẩy rửa mạnh NPEs Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page 10 Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Nonylphenol ethoxylate chất hoạt động bề mặt không ion ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp đại, đặc biệt chất tẩy rửa Nonylphenol tổng hợp từ hợp chất hóa học nên năm sản xuất với số lượng lớn thị trường giới hạn chế, tác động tiêu cực môi trường sức khỏe người động vật nên cần sử dụng ngưỡng cho phép sử dụng Tuy nhiên, với mức giá thành phù hợp với người tiêu dùng, nonylphenol ethoxylate sản xuất rộng rãi ngưỡng cho phép Ngồi ra, cần có nghiên cứu để tìm hướng giải chất thải từ ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm từ NPEs thay chất thân với môi trường, sức khỏe với giá phải cho người tiêu dùng Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page 11 Nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Soares, A.; Guieysse, B.; Jefferson, B.; Cartmell, E (2008) "Nonylphenol in the Environment: A Critical Review on Occurrence, Fate, Toxicity and Treatment in Wastewaters" EnvironmentInternational 34 (7):1033049 doi:10.1016/j.envint.2008.0 1.004 PMID 18282600 [2] "No, no, nonyl(phenol)" Healthy Building Network Retrieved 2021-03-18 [3] Sonnenschein, Carlos; Soto, Ana M (1998) “An Updateed Review Of Enviromental Estrogen and Androgen Minics and Antagonists” [4] Nonylphenol and nonylphenol ethoxylates action plan U.S Enviromental Protection Agency (EPA) August [5] Nonylphenol (NP) and Nonylphenol Ethoxylates (NPEs) Action Plan [RIN 2070ZA09] [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Nonylphenol [7] https://en.wikipedia.org/wiki/Nonoxynols#cite_ref-2 [8]text.123docz.net/document/7303559-khao-sat-su-hien-dien-nonylphenolethoxylate-npes.htm [9] David, A.; Fenet, H.; Gomez, E (2009) “Alkylphenols in marine environment: distribution monitoring strategies and detection considerrations” Mar Pollut Bull [10] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed (the "Gold Book") (1997) Online corrected version: (2006–) "detergent" doi:10.1351/goldbook.D01643 Bùi Thị Ngọc Diễm 18139022Page 12 ... NPEs[8] 2.5 Độc tính NPEs[8] 2.6 Quy định 2.7 Ứng dụng Chương 3: ỨNG DỤNG CỦA NONYLPHENOL ETHOXYLATE TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA 3.1 Chất tẩy rửa[10] 3.2 Các sản phẩm tẩy rửa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 11 TÀI LIỆU... [5] NPEs không ứng dụng chất tẩy rửa mà cịn sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp như: sơn, nhựa, mực in, mỹ phẩm, … Chính vậy, em xin làm đề tài ”nonylphenol ethoxylate ứng dụng chất tẩy rửa”... để dùng làm bóng, làm đẹp sản phẩm nhựa, gỗ, đồ gia dụng, trưng bày - Được dùng ngành giấy dệt nhuộm, ngành sợi, ngành sơn - Ngoài ứng dụng lĩnh vực khác như: + Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất