ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của sản phẩm Sunfat hóa dầu thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ……………………… Đồ án Nghiên cứu thành phần cấu trúc sản phẩm Sunfat hóa dầu thơng Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo, GS.TS Đinh Thị Ngọ tận tình hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu - Hóa dầu thầy cơ, cán phịng thí nghiệm trực thuộc khoa, môn trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; thầy cơ, cán Viện hố học cơng nghiệp, Trung tâm sắc ký khí, Viện dệt may tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian làm đồ án Cuối em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án Em chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2010 Sinh viên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 MỤC LỤC CHƢƠNG : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẨY RỬA…………………………………… 1.1.1 Giới thiệu chung chất tẩy rửa…………………………………………… 1.1.2 Thành phần chất tẩy rửa…………………………………………………… 1.1.2.1 Chất hoạt động bề mặt …………………………………………………… 1.1.2.2 Chất xây dựng………………………………………………………… 1.2.2.1 Chức chất xây dựng………………………… 1.2.2.2 Một số chất xây dựng đƣợc sử dụng chất tẩy rửa 1.1.2.3 Các phụ gia 1.1.3 Cơ chế tẩy rửa…………………………………………………………………25 a Thuyết nhiệt động - Phƣơng thức Lanza…………………………………… b Cơ chế “Rolling Up”……………………………………………… c Cơ chế Hịa tan hóa……………………………………………………… 1.1.4 Lựa chọn yêu cầu với chất hoạt động bề mặt 30 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VẢI SỢI 31 1.2.1 Giới thiệu chung vải sợi ………………………………………………… 31 1.2.1.1 Sợi thiên nhiên……………………………………………………31 1.2.1.2 Sợi hoá học………………………………….….……………… 33 1.2.2 Tiền xử lý vải sợi nguồn nhiễm bẩn………………………………… 1.2.2.1 Cấu trúc vải……………………………………………………… 1.2.2.2 Các nguồn nhiễm bẩn……………………………………………… 1.2.2.3 Nhiễm bẩn dầu mỡ vải sợi…………………………………… 1.3 TỔNG QUAN VỀ DẦU THÔNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP BIẾN TÍNH DẦU THƠNG…… 37 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 1.3.1 Dầu thông nguyên liệu – thành phần tính chất………….……………….37 a Thành phần dầu thơng……………………………………………… b Tính chất dầu thơng…………………………………………………… 1.3.2 Các phƣơng pháp biến tính dầu thơng 39 1.4 Lựa chọn nguyên liệu……………………………………………………… CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 BIẾN TÍNH DẦU THƠNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SUNFAT HĨA TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 45 2.1.1 Nguyên liệu…………………………………… ………………….………45 2.1.2 Dụng cụ…………………………………………………………………….45 2.1.3 Thực nghiệm……………………………………………………………….45 2.2 PHA CHẾ CHẤT TẨY RỬA TRÊN CƠ SỞ DẦU THƠNG BIẾN TÍNH SUNFAT HĨA…………………………… ……………………………………………………….46 2.2.1 Nguyên liệu……………………………………………………………… 2.2.2 Thiết bị dụng cụ pha chế:……………………………………… 2.2.3 Pha chế………………………………………………………………… 2.3 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHẤT TẨY RỬA DẦU THƠNG BIẾN TÍNH VÀ CHẤT TẨY RỬA ĐÃ PHA CHẾ……………… ………………………………………47 2.3.1 Chuẩn bị mẫu……………………………………………………………….48 2.3.2 Ngâm mẫu để xác định khả tẩy trắng……………………………… 48 2.3.3 Độ trắng vải…………………………………………………………….48 2.4 XÁC ĐỊNH CHẤT LƢỢNG CỦA VẢI SAU KHI TẨY……………………………48 2.4.1 Xác định độ co vải…………………………………………………… 48 2.4.2 Xác định độ mao dẫn……………………………………………………… 49 2.5 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA CHẤT TẨY RỬA………… 49 2.5.1 Xác định độ bay hơi……………………………………………………… 49 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 2.5.2 Xác định tỷ trọng……………………………………………………………50 2.5.3 Xác định độ nhớt động học………………………………………………….51 CHƢƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………… 3.1 TỔNG HỢP CHẤT HĐBM BẰNG PHƢƠNG PHÁP SUNFAT HỐ DẦU THƠNG 3.1.1 Xác định thành phần dầu thơng nguyên liệu………………………………… 3.1.2 Tổng hợp chất HĐBM phƣơng pháp sunfat hóa……………………… a Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ H2SO4 đến HTTS………………………… b Khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng H2SO4 đến HTTS……………………… c Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt đọ phản ứng đến HTTS…………………… d Khảo sát ảnh hƣởng thời gian phản ứng đến HTTS…………………… e So sánh khả tẩy rửa dầu thông sunfat hóa dầu thơng chƣa biến tính…………………………………………………………………… ………………… 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN SẢN PHẨM………………… 3.3 CHẾ TẠO CTR TỪ DẦU THƠNG SUNFAT HỐ…………………… 3.3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến HTTS CTR………………………………… a Hàm lƣợng LAS……………………………………………………………… b Hàm lƣợng axit Oleic………………………………………………………… c Hàm lƣợng Glyxerin………………………………………………………… d Hàm lƣợng TEA…………………………………………………………… 3.3.2 Thành phần CTR từ dầu thơng sunfat hóa………………………………… 78 KẾT LUẬN………………………………………………………………………………80 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………………… 82 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 MỞ ĐẦU Ở nƣớc ta, nghề Dệt có từ lâu đời Trải qua nhiều khó khăn, với phát triển ngành công nghiệp khác, công nghiệp dệt bƣớc khẳng định tầm quan trọng đời sống sinh hoạt hàng ngày Các sản phẩm làm ngày đa dạng, phong phú, đáp ứng đƣợc yêu cầu ngƣời tiêu dùng Các loại sợi thiên nhiên sợi hóa học chứa lƣợng tạp chất định, sau dệt lại chứa thêm hồ, dầu mỡ từ máy dệt, ảnh hƣởng trực tiếp đến trình nhuộm, in hoa sử dụng vải Vì vậy, trƣớc nhuộm in hoa loai vải đƣợc làm hóa học để loại bỏ thành phần Vải sợi sau xử lý dễ thấm nƣớc, có độ trắng cao, mềm mại mà tăng khả hấp phụ thuốc nhuộm, làm cho nhuộm màu bền đẹp Hiện nay, bên cạnh việc sử dụng chất tẩy rửa phổ biến thị trƣờng, việc nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa từ dầu thực vật vấn đề đƣợc quan tâm Biến tính chúng thành sản phẩm có hoạt tính bề mặt cao, từ tổng hợp chất tẩy rửa có thành phần tối ƣu, phù hợp với mục đích tẩy rửa định Đồ án nghiên cứu trình tổng hợp chất tẩy rửa từ dầu thơng sunfat hóa để xử lý dầu mỡ vải sợi Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 PHẦN : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẨY RỬA 1.1.1 Giới thiệu chung chất tẩy rửa Chất tẩy rửa chất đƣợc dùng để làm tăng tác dụng tẩy nƣớc với chất bẩn có tính dầu (khơng tan nƣớc) Khi hòa tan nƣớc, chất tẩy rửa làm giảm mạnh sức căng bề mặt nƣớc chất bẩn có tính dầu, nhờ làm cho chất bẩn dễ thấm ƣớt dễ bị lôi kéo khỏi bề mặt dính bẩn, vào mơi trƣờng nƣớc Kết bề mặt dính bẩn đƣợc tẩy rửa Chất tẩy rửa chất hoạt động bề mặt – vơ hữu Các chất tẩy rửa thuộc loại vô chất có kiềm tính, muối trung tính chất khơng tan nƣớc nhƣ cao lanh, bentonit Các chất tẩy rửa thuộc loại hữu chia loại anion, cation, lƣỡng tính, có khả ion hóa, khơng có khả ion hóa, loại bọt, loại nhiều bọt… Xét phạm vi, khả sử dụng, chất tẩy rửa thuộc loại hữu có nhiều ƣu việt loại vơ Chất tẩy rửa thông dụng muối natri axit béo (xà phòng) chất hoạt động bề mặt tổng hợp có hoạt tính ion phi ion nhƣ natri lauryl sulfat, natri đođexyl benzensunfonat, ankylamit… Để tăng hiệu tẩy rửa chất hoạt động bề mặt, chất tẩy rửa thƣơng phẩm (kem giặt, bột giặt) ngƣời ta đƣa thêm vào chất phụ gia vô nhƣ natri tripoliphotphat, natri sulfat, natri cacbonat Xu là, để bảo vệ môi sinh, ngƣời ta thiên sản xuất sử dụng chất tẩy rửa với phụ gia dễ bị phân hủy sinh học, độc 1.1.2 Thành phần chất tẩy rửa Một sản phẩm chất tẩy rửa có thành phần phức tạp nhƣng thƣờng bao gồm thành phần sau: - Chất hoạt động bề mặt - Các chất xây dựng - Các phụ gia Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Mỗi thành phần chất tẩy rửa có chức riêng nhƣng chúng có tác động qua lại với Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta thay đổi phụ gia cần thiết 1.1.2.1 Chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt thành phần quan trọng chất tẩy rửa Nó có mặt tất chất tẩy rửa khác với nhiệm vụ tẩy vết bẩn chất lơ lửng nƣớc giặt chúng không bám trở lại bề mặt Chất hoạt động bề mặt hợp chất hóa học có sức căng bề mặt nhỏ sức căng bề mặt dung mơi, dung dịch, nồng độ bề mặt cao bên dung dịch, làm giảm sức căng bề mặt dung dịch Nếu có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan chất hoạt động bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng Khi hịa chất hoạt động bề mặt vào chất lỏng phân tử chất hoạt động bề mặt có xu hƣớng tạo đám (gọi mixen), nồng độ mà phân tử bắt đầu tạo đám đƣợc gọi nồng độ tạo đám tới hạn Những chất hoạt động bề mặt quan trọng thƣờng hợp chất hữu gồm hai phần: phần phân cực (phần ƣa nƣớc) phần không phân cực (phần kị nƣớc) Axit béo chất hoạt động bề mặt gồm gốc hyđrocacbon phần khơng phân cực nhóm cacboxyl phần phân cực Tính ƣa, kị nƣớc chất hoạt động bề mặt đƣợc đặc trƣng thông số độ cân ƣa kị nƣớc (Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị từ đến 40 HLB cao hóa chất dễ hịa tan nƣớc, HLB thấp hóa chất dễ hịa tan dung môi không phân cực nhƣ dầu.Chất hoạt động bề mặt đƣợc sử dụng phổ biến công nghiệp, ví dụ việc tuyển quặng, điều chế chất tẩy rửa… Tùy theo tính chất mà chất hoạt động bề mặt đƣợc phân theo loại khác Nếu xem theo tính chất điện đầu phân cực phân tử chất hoạt động bề mặt phân chúng thành bốn loại sau: - Chất hoạt động bề mặt anion - Chất hoạt động bề mặt cation - Chất hoạt động bề mặt không ion Đồ án tốt nghiệp - SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính a Chất hoạt động bề mặt anion Là chất hoạt động bề mặt phần ƣa nƣớc mang điện tích âm (-COO-, SO3-, -SO4-, PO3-) liên kết với nhóm kị nƣớc liên kết cộng hóa trị.Chất hoạt động bề mặt anion có nhƣợc điểm nhạy với nƣớc cứng tạo thành kết tủa với ion Ca 2+, Mg2+ Tuy vậy, hạn chế nhƣợc điểm cách giảm chiều dài mạch cacbon Các chất hoạt động anion thƣờng gặp là: - Các muối sulfat axit béo Đây chất hoạt động bề mặt đƣợc sử dụng từ lâu đƣợc dùng rộng rãi để làm gốc chế tạo loại nƣớc gội đầu, chất tạo nhũ hóa, chất tẩy rửa + Sulfat rƣợu bậc (PAS: Primary Alcohol Sulfate) Công thức hóa học: R-CH2-O-SO3-Na với R= C11 - C12 Sulfat rƣợu bậc đƣợc chế tạo cách sulfat hóa rƣợu béo (thiên nhiên nhân tạo) với hỗn hợp khơng khí/SO3 theo phản ứng: R – OH + SO3  R – O – SO3- Sự trung hòa axit cho sulfat rƣợu béo (PAS) + Avirol: muối amoni estesulfo butyloleat có cơng thức sau: H3C (CH2)7 CH O (CH2)7 COOC 4H9 SO 3NH Avirol đƣợc sản xuất dạng lỏng sánh, dễ tan nƣớc lạnh nhƣng để lâu dung dịch đục Do có khả tẩy rửa nhũ hóa tốt nên đƣợc dùng làm chất nhũ hoá dầu mỡ Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 + Alkyl Ete Sulfat (LES: Lauryl Ether Sulfate ): loại chất hoạt động thƣờng đƣợc sử dụng công thức lỏng (nƣớc rửa chén, dầu gội đầu) R-O-(CH2-CH2-O)n-SO3- Cơng thức hóa học: - Parafin sulfonat (SAS: Secondary Alkyl Sulfonate Công thức hóa học: CH3-(CH2)n-CH-(CH2)m-CH3 SO3- Loại có khả phân giải sinh học cao, chúng nguồn sản xuất anion Tuy nhiên sản phẩm chƣa đƣợc sử dụng thành phần bột giặt giá bán tƣơng đối cao - Alkylsunfonat (ABS,LAS): Alkylbenzen sulfonat (ABS) chất hoạt động đƣợc sử dụng phổ biến Có ABS nhánh ABS thẳng ABS nhánh cịn dùng số quốc gia tốc độ phân giải chậm vi sinh vật + ABS thẳng (LAS: Linear Alkylbenzen Sulfonate) Cơng thức hóa học: H3C (CH2)n SO3H + ABS nhánh Cơng thức hóa học: CH3 CH3 H3C C CH2 C CH3 CH2 C CH3 CH3 CH3 SO3- b Chất hoạt động bề mặt cation Chất hoạt động bề mặt cation chất hoạt động bề mặt mà hòa tan nƣớc phân ly tạo gốc hoạt động mang điện tích dƣơng Cấu tạo tiêu biểu Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 chất hoạt động cation amin mạch thẳng, dẫn xuất amit, bazơ mạch vòng, dị vòng dẫn xuất chúng Các chất hoạt động bề mặt cation thƣờng đƣợc sử dụng cho mục đích tẩy rửa hiệu tẩy rửa mơi trƣờng trung tính khơng cao Chức chủ yếu chất hoạt động bề mặt cation phân tán, làm màu, hồ chống nhàu, chống tĩnh điện, chống hạt xoắn, tăng độ co giãn, hồ mềm cầm màu thuốc nhuộm Các chất hoạt động cation thƣờng gặp là: - Cetyl trimetylammonium bromua (CTAB) - Cetyl pyridinium clorua (CPC) - Polyethoxylated tallow amin (POEA) - Benzethonium clorua (BZT) - Benzalkonium clorua (BZT) c Chất hoạt động bề mặt không ion Chất hoạt động bề mặt không ion chất hoạt động bề mặt hịa tan nƣớc nhƣng khơng bị phân ly thành ion Đa số chúng dẫn xuất polietylenglycol có cơng thức tổng qt: R-O-(CH2-CH2-O)n-CH2-CH2-OH R-O-(CH2-CH2-O)n-OH R-CƠ-(CH2-CH2-O)n-CH2-CH2-OH Trong gốc R-ankyl phần kị nƣớc, gốc polietylenglycol phần ƣa nƣớc tạo nên khả hòa tan chất hoạt động bề mặt Khi số nhóm -OH nhóm etylen oxit tăng lên khả hịa tan tăng lên, điều cho phép tăng chiều dài mạch cacbon mà đảm bảo khả hòa tan nƣớc chất hoạt động bề mặt Dung dịch chất hoạt động bề mặt thƣờng tạo môi trƣờng trung tính pH=7, bền với nƣớc cứng, axit, kiềm kim loại Đây loại chất hoạt động bề mặt có chức đa dạng nên đƣợc sử dụng rộng rãi trình nấu, tẩy, giặt, nhuộm - in hoa hoàn tất cho nhiều loại vải sợi khác Một số chất hoạt động bề mặt không ion: 10 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 - Các rƣợu béo Etoxy hóa: R-O-(CH2-CH2O)n - Các oxit amin: CH3 R CH3 N CH3 - Các alkyl amin: R-CH2-NH2 - Các alkylpolyglycosit (APG): Ƣu điểm chất hoạt động bề mặt là: dễ phân giải sinh học điều kiện tự nhiên môi trƣờng, phối hợp với dầu thơng tạo hợp chất có hoạt tính cao tẩy rửa vết bẩn xăng dầu H2C – OH Trong n = 1,3 O H R = C8 C14 OH R O O OH n -Các amin etoxy hóa: (CH2CH2O)xCH2CH2OH N (CH2CH2O)yCH2CH2OH - Các copolyme oxit etylen oxit propylen: HO(CH2CH2O)y(CHCH2O)x(CH2CH2O)zH CH3 -Alkyl phenol etoxy hóa: O(CH2CH2O)8CH2CH2OH 11 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 d Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính chất hoạt động bề mặt mà phân tử chúng có chứa nhóm axit nhóm bazơ: nhóm axit cacboxylic sunfonat, cịn nhóm bazơ thƣờng nhóm amin Những chất mơi trƣờng axit chúng phân ly nhƣ chất hoạt động bề mặt cation, cịn mơi trƣờng kiềm chúng thể chức loại anion Chúng có lực với protein cellulose đồng thời có ƣu phối trộn với chế phẩm có đặc tính anion Các chất lƣỡng tính tan nƣớc nhƣng điểm đẳng điện khả tan Chất hoạt động bề mặt loại có tính tƣơng hợp tốt với loại chất hoạt động bề mặt khác Khả hoạt động bề mặt chất lƣỡng tính thay đổi khoảng rộng phụ thuộc vào khoảng cách nhóm mang điện, khả hoạt động bề mặt cao điểm đẳng điện.[19] Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính thích hợp cho da nhờ đặc tính dầu nhẹ, ổn định, thƣờng đƣợc dùng sản phẩm chăm sóc cá nhân số sản phẩm làm gia dụng Một số chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính điển hình: - Alkyl amido propyl betain - Alkyl amido propyl sulfobetain - Sulfonat betain - Betain etoxy hóa - Dodecyl betain - Dodecyl dimethylamine oxide - Cocamidopropyl betain - Coco ampho glycinate 1.1.2.2 Chất xây dựng 1.1.2.2.1 Chức chất xây dựng: Các chất xây dựng thành phần đƣợc thêm vào chất tẩy rửa để gia tăng hoạt tính tẩy rửa chất hoạt động bề mặt 12 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Các chất xây dựng đóng vai trị trung tâm suốt q trình tẩy rửa Chức chúng lớn làm tăng hoạt tính tẩy rửa loại bỏ ảnh hƣởng ion Ca2+ Mg2+ có nƣớc đơi có thành phần chất bẩn bề mặt nhiễm bẩn Các chất xây dựng bao gồm vài loại sau: hợp chất kiềm nhƣ natri cacbonat natri silicat, phức hợp chất trao đổi ion Các chất xây dựng đại phải bao gồm tính sau : - Loại bỏ ảnh hƣởng kim loại kiềm thổ từ nƣớc, bề mặt, chất bẩn - Có khả chống tái bám chất bẩn trở lại cao, ngăn cản ăn mòn bề mặt nhiễm bẩn - Phân tán hạt bẩn giữ hạt trạng thái lơ lửng dung dịch - Tính tẩy rửa tốt chất màu, chất béo, thích hợp với bề mặt khác nhau, cải thiện tính chất chất hoạt động bề mặt, có đặc tính tạo bọt mong muốn - Tính thƣơng mại: ổn định hóa học, khơng hút ẩm, màu mùi dễ chịu, thích hợp với thành phần khác chất tẩy rửa, nguyên liệu dễ kiếm - Không độc hại cho ngƣời sử dụng - Về mặt môi trƣờng: phân hủy sinh học tốt, không làm ô nhiễm nƣớc, không gây hại đến vi sinh vật - Có tính kinh tế cao 1.1.2.2.2 Một số chất xây dựng sử dụng chất tẩy rửa - Các chất kiềm: Các chất kiềm nhƣ kali cacbonat natri cacbonat đƣợc sử dụng từ lâu để tăng cƣờng khả tẩy rửa Tác dụng chúng dựa sở chất bẩn vải dễ nhiễm điện âm pH tăng lên, kết làm tăng đẩy tƣơng hỗ Các chất kiềm kết tủa ion nƣớc cứng Vào đầu kỷ 20, thành phần tất chất tẩy rửa (trừ xà bông) chứa sođa silicat, chúng chiếm gần 50% tác dụng tẩy rửa Những chất vào năm 1930 đƣợc thay Natri monophosphat Hiện chất tẩy rửa đại sử dụng hợp chất cua (chelat) hay hợp chất trao đổi ion - Các tác nhân phức hóa: 13 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Một tác nhân phức hoá thuốc thử hoá học tạo với ion kim loại thành hợp chất tan nƣớc Thuật ngữ phức hoá, chelat hoá đƣợc dùng để mô tả phản ứng Trong dung dịch chất tẩy rửa có nhiều anion kết hợp với canxi hay magie nƣớc để tạo thành muối khơng hồ tan (kết tủa) khơng mong muốn Việc sử dụng phức hợp có đặc tính riêng chúng có khả hồ tan chất kết tủa sau tạo thành phức hợp tan Trong dung dịch chất tẩy rửa, anion kết tủa từ cacbonat, ankylbenzen sulfonat xà phòng, lúc anion phức hợp kết tủa từ TTP, pyrophosphate, EDTA… + Các phosphate: Các polyphosphate tác nhân phức hóa Các polyphosphat nhƣ tripolyphosphate (P3O10), pyrophosphate (diphosphate, P2O7) khơng tác nhân phức hóa tốt mà cịn có khả giữ chất bẩn lơ lửng dung dịch tốt Khi vết bẩn bị tách khỏi vải bị lơ lửng dung dịch lực đẩy tĩnh điện, ngăn vết bẩn bám trở lại bề mặt vải Dƣới cơng thức số phosphate có mặt thành phần chất tẩy rửa O - O O O P O - - O O O P - O - O Orthophosphat O O O P O - Diphosphate O - O P - O O P O - Triphosphate + Phức hợp phosphat: 14 O P O - - - Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Phức hợp phản ứng hóa học tác nhân phức hợp tạo với ion kim loại dung dịch hợp chất tan nƣớc Tiêu biểu cho loại gồm có: pyrophosphat, tripolyphosphat Cấu trúc hóa học phức với Ca nhƣ sau: Với pyrophosphat có cơng thức nhƣ sau: O - O O O P O P O - O Ca Với tripolyphosphat có hai khả cấu tạo: O - O P O O O O O P O O P O - - Ca O - O P O O O O O P O - P O Ca 15 O - Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Các phosphat chất xây dựng tốt nhiên chúng có nhƣợc điểm độc hại, khả phân hủy sinh học Ngày nay, phosphat dần đƣợc thay hợp chất hữu có tác dụng tƣơng đƣơng thân thiện với môi trƣờng (khả phân hủy sinh học tốt) Các aminocacboxylat nhƣ NTA (Nitrilo Tri-Axetic), EDTA (Etylen Diamin TetraAxetic) chất tạo phức tốt với hầu nhƣ tất ion kim loại Hơn chúng ổn định mặt hóa học oxy hóa khử, chúng không nhạy cảm với axit bazơ EDTA có khả tạo phức tốt nhƣng khó phân hủy sinh học NTA nhanh phân hủy sinh học + Các tác nhân khác phức hợp: NTA có cơng thức: CH2COOH N CH2COOH CH2COOH EDTA có cơng thức: HOOC- CH2 CH2COOH N - CH2- CH2- N CH2COOH HOOC- CH2 Các hydrocacboxylat (axit citric, axit tartric, axit gluconic…) thân thiện với môi trƣờng nhƣng khả tạo phức chúng aminocacboxylat Axit Citric axit Tartric: CH2COOH HO C OH OH CH CH COOH HCOO CH2COOH EDTMP (Axit Etylen Diamin Tetra Metylen Phosphonic): H2O3P CH2 CH2 PO3H2 CH2 PO3H2 N-CH2-CH2-N H2O3P CH2 16 COOH Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Ngày nay, chất xây dựng phải đáp ứng đƣợc yêu cầu ngày cao khả phân hủy sinh học nhƣ tiêu khác an toàn ngƣời sinh vật, phải có hiệu lực tƣơng đƣơng với EDTA giá thành hợp lý Hiện sản phẩm chứa phần lớn điều kiện MGDA (Methyl Glycine Diaxetic Acid) Phân tử MGDA phân huỷ sinh học HOOC CH3 H2C N HOOC MGDA CH H2 C CH3 - Các chất trao đổi ion Từ nhiều năm nay, việc sử dụng chất trao đổi ion nhiều sản phẩm tẩy rửa gia tăng đáng kể lý mơi trƣờng Những nguyên liệu không tan (các zeolit) silico- aluminat natri, nguyên liệu xƣa zeolit 4A Zeolit định hình tạo đƣợc phản ứng silicat natri với aluminat natri, sau đƣợc xử lý nhiệt để đạt đƣợc công dụng mong muốn Khả trao đổi ion Na+ có cơng thức tùy thuộc vào kích cỡ ion tình trạng hydrat hóa nhƣ nồng độ, nhiệt độ, độ pH theo thời gian Các ion Ca đƣợc trao đổi nhanh ion Mg, tƣơng tự với ion khác nhƣ: Pb, Cu, Ag, Zn, Hg Công thức zeolit A là: Na12 (AlO2)12 (SiO2)12.27H2O OAl O Si SiO O OAl Al - SiO OAl O Si O OAl 1.1.2.3 Các phụ gia Các chất phụ gia đƣợc đƣa vào thành phần chất tẩy rửa với mục đích cải thiện, tạo số tính chất chất tẩy rửa Trong thành phần chất tẩy rửa thƣờng đƣợc đƣa vào số loại phụ gia nhƣ sau: 1.2.3.1 Tác nhân chống tái bám Đối với chất tẩy rửa ngồi u cầu có khả tẩy rửa tốt khả chống tái bám trở lại vấn đề đáng quan tâm 17 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 Chống lại tái bám trở lại thực lựa chọn cẩn thận nhiều cấu tử chất tẩy rửa (chất hoạt động bề mặt chất xây dựng) Tuy nhiên sử dụng tác nhân chống kết tủa đặc biệt Hoạt động tác nhân tạo chống lại tƣợng hấp phụ thuận nghịch, chất kết tủa chúng kiểm soát kết tinh ngăn không cho chúng lớn tới cỡ tối ƣu để tránh tái bám trở lại chúng vào vải vóc Trên vết dạng hạt chúng gia tăng điện tích âm nƣớc giặt tạo lực đẩy lớn hạt, qua tránh đƣợc ngƣng kết dẫn đến tái bám trở lại vải vóc Các tác nhân chống tái bám thƣờng sử dụng nhƣ : ete xenluloza, copo terephtalat polyetylen (dùng cho vải polyeste)… CH2OCH2CH3 O O OH O Etylhydroxyetylxenluloza O CH2 CH2OH CH2OCH2CH3 O O OH O CH3 O Metylhydroxylpropylxenluloza CH CH2OH O O O C C O CH2CH2 O O O O C C O(CH2CH2) n x Copolyme Polyetylenterephtalat Polyoxyetylenterephtalat 18 y Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Luyến_HD1001 1.2.3.2 Phụ gia tẩy trắng: Một số chất bẩn dính q chặt khơng thể hịa tan hết đƣợc nên phải làm màu Màu chúng thƣờng có quan hệ đến cấu trúc electron liên kết yếu phân tử chất màu Chất tẩy trắng cơng vào cấu trúc Ngƣời ta sử dụng chất oxy hóa mạnh nhƣ oxy clo để làm việc Khi chất màu bị phân hủy, ngƣời ta phát chúng - Các peroxit vô :tiêu biểu hydroperoxit, natri perborat, natri percabonat + Hydroperoxit chất lỏng suốt, nhớt chút so với nƣớc, có thuộc tính oxy hóa mạnh chất tẩy trắng mạnh đƣợc sử dụng nhƣ chất tẩy uế, nhƣ làm chất oxy hóa Hydroperoxit phân hủy tự nhiên thành nƣớc oxy Thông thƣờng phản ứng nhƣ chất oxi hố, nhƣng có nhiều phản ứng phản ứng nhƣ chất khử, giải phóng oxy nhƣ phụ phẩm Nó nhanh chóng tạo peroxit vơ hữu Trong q trình tẩy, H2O2 phân ly thành H+ vaf HOO-, HOO- phân hủy cho nguyên tử oxy Nguyên tử oxy ghép vào liên kết đôi chất màu, phá hủy cấu trúc màu tẩy trắng vải Phản ứng diễn môi trƣờng kiềm Vải cotton bị phá hủy mạnh điều kiện Các chất kích hoạt chất ổn định đƣợc đƣa vào để kiểm sốt q trình tẩy trắng + Natri perborat : tinh thể trắng dạng bột, tan nƣớc nhiệt độ thƣờng Khi hòa tan nƣớc tạo hydroperoxit Trong thực tế thƣờng sử dụng dung dịch 1% pH 10 4NaBO2.H2O2 + 3H2O → NaB4O7 + H2O2 + 2NaOH + Natri percabonat Na2CO3.3H2O2 : Nhờ cải tiến độ bền nhƣ giá tính mơi trƣờng, percacbonat thay cho perborat nhiều sản phẩm giặt rửa Dung dịch 1% natri percabonat có pH 10,5 Nó bị phân hủy nhiệt độ 20°C tạo natri cacbonat hydroperoxit - Các peroxit hữu : Các peraxit chứa nhóm –OOH có khả tẩy trắng cao hydro peroxit thƣờng đƣợc đƣa vào sản phẩm tẩy rửa 19