ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÀI TẬP LỚN HÓA LÝ 2 CHAPTER 4 HOẠT TÍNH BỀ MẶT CỦA “CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT” TRONG KEM ĐÁNH RĂNG Giáo viên Nguyễn Quang Long Lớp Nhóm SINH VIÊN THỰC HIỆN STT MSSV Họ và tên 1 2 3 4 5 TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 1 Thị trường kem đánh răng trên thế giới và Việt Nam 3 2 Thành phần hóa học của kem đánh răng và vai trò của từng chất 4 3 Vai trò đặc biệt của chất hoạt động bề mặt trong kem đánh răng 5 4 Cấu trúc chất.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÀI TẬP LỚN HÓA LÝ CHAPTER 4: HOẠT TÍNH BỀ MẶT CỦA “CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT” TRONG KEM ĐÁNH RĂNG Giáo viên: Nguyễn Quang Long Lớp: - Nhóm: SINH VIÊN THỰC HIỆN STT MSSV Họ tên TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Trong việc nghiên cứu và đưa các ứng dụng của những thành tựu khoa học ky thuật công nghệ vào sản xuất giúp cho nền kinh tế nước ta có những bước nhảy đáng kể Việc áp dụng các công trình nghiên cứu của ngành hóa học ứng dụng đã góp phần không nhỏ vào điều đó Và hôm chúng ta sẽ sâu vào tìm hiểu một những ứng dụng của hóa học vào đời sống đó là việc sản xuất được kem đánh Một sản phẩm rất thông dụng cuộc sống hằng ngày của chúng ta 1/ Thị trường kem đánh giới Việt Nam Nhu cầu về kem đánh tăng lên nhanh chóng Quy mô thị trường chăm sóc miệng toàn cầu được định giá 31,7 tỷ USD vào năm 2020 và dự kiến sẽ mở rộng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 5,9% từ năm 2021 đến năm 2028 Trên các khu vực, thị trường kem đánh được chia thành Bắc My, Châu Âu, Châu Á Thái Bình Dương, Châu My La-tinh, Trung Đông và Châu Phi Thị trường kem đánh là một thị trường tập trung, phần lớn thị phần Colgate-Palmolive, Procter & Gamble, Unilever và Glaxo-Smith-Kline PLC nắm giữ Ở Việt Nam, thị trường kem đánh ngày một phát triển, sản lượng và chất lượng ngày một gia tang Nghiên cứu thị trường (Triton) đã kết luận rằng thị trường chăm sóc miệng Việt Nam dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 4,19% dự báo giai đoạn 2019-2025 Tuy nhiên, thị phần kem đánh Việt Nam lại bị thâu tóm các tập đoàn quốc tế và các nhãn hiệu thuần Việt Nam hầu biến mất khỏi thị trường Nếu thị phần kem đánh của Colgate Palmolive (Colgate) toàn thế giới chiếm 45%, Unilever 9%, P&G 15% Tại Việt Nam, Unilever và Colgate chiếm gần 90% thị phần, Unilever dẫn đầu với thị phần 65%, bỏ xa số 25% của Colgate Như vậy, một thị trường đã gần hoàn toàn vào tay Unilever và Colgate Kể từ có sự xuất hiện của chất hoạt động bề mặt, ngành công nghiệp sản xuất my phẩm nói chung và kem đánh nói riêng không ngừng phát triển kéo theo nhu cầu vệ sinh cá nhân, đặc biệt là sức khoẻ miệng ngày một gia tăng của người Điển hình là sự lên của các tập đoàn my phẩm lớn Unilever, Colgate Palmolive, P&G,… 2/ Thành phần hóa học kem đánh vai trò chất Thành phần bản của kem đánh răng: - Chất mài mòn (RDA): Những chất thường dùng là: Calcium carbonate, dicalcium phosphates, hydrated alumina, silica hydrat hóa, dinatri pyrophosphate Vai trò: tạo ma sát, loại bỏ mảng bám đánh - Chất hoạt động bề mặt (SLS): thường được dùng là natri lauryl sulfat, natri laureth phosphate, natri đoecyl benzen sulfonat, natri lauroyl sarcosinate, Giúp làm thông qua chế giảm sức căng bề mặt để hòa tan các chất, cho phép xâm nhập và làm lỏng lẻo cấu trúc mảng bám bề mặt, góp phần làm trắng - Chất làm đặc: Các chất thường được sử dụng là các polyme dẫn chất cellulose: Na CMC, HEC; Natri alginat; gôm: gôm xathan, carageenan, carbomer; các polyacrylate Vai trò: trì sự ổn định cho kem, giúp kem dễ nặn, nặn xong không “kéo sợi” kem nằm gọn bề mặt lông bàn chải - Hệ thống giữ ẩm gồm các chất bảo quản kết hợp với chất giữ ẩm Các chất thường giữ ẩm thường được sử dụng là glycerin, dung dịch sorbitol 70%, propylene glycol Chất bảo quản thường dùng các chất parabens (nipagin, nipasol), natri benzoat, kali sorbat, phenoxyethanol Hệ thống giữ ẩm tạo điều kiện cho sự kết nối giữa các thành phần, giữ ẩm tốt cho kem đánh suốt quá trình sử dụng, ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn vi nấm, trì được chất lượng của kem sau mở nắp - Chất làm ngọt: thường được sử dụng là natri saccharin, acesulfame, aspartme và sorbitol, giúp tạo vị ngọt đánh - Hương liệu: tùy thuộc vào loại sản phẩm sẽ dùng các hương liệu khác Các chất tạo mùi thường dùng là tinh dầu Mục đích là để che mùi của chất thành phần khác, giúp người dùng thoải mái đánh - Chất tạo màu: Các chất màu hay được sử dụng là các chất màu vô TiO2, mica và các chất màu hữu Giúp sản phẩm thu hút hơn, đặc biệt là với trẻ em Các màu được sử dụng tương thích với mùi hương liệu, tạo nét đặc trưng riêng - Các chất hoạt tính: Tùy vào mục đích kem đánh sẽ có thêm các chất hoạt tính khác + Hạn chế sâu răng: Florua dưới nhiều hình thức là thành phần hoạt chất phổ biến nhất kem đánh để ngăn ngừa sâu Phổ biến nhất là Natri florua (NaF) NaF giúp làm chậm quá trình hòa tan các khoáng chất giai đoạn khử khoáng và tăng cường bảo vệ khỏi vi khuẩn miệng + Giảm mẫn cảm cho răng: Các chất có chứa ion K+ kali nitrat (dưới 5%), kali clorid, kali citrat Các ion K+ có khả giảm mẫn cảm ngọn thần kinh của + Hạn chế cao răng: Các chất hay được sử dụng như: tetranatri pyrophosphat, tetrakali pyrophosphate, … Các chất này có khả ngăn sự hình thành các mảng vôi hóa bề mặt thông qua quá trình kiểm soát khoáng hóa và vi khuẩn + Làm trắng răng: các peroxide hydrogen peroxide, carbamid peroxid Các chất này có thể gây ê buốt nhẹ an toàn có thể sử dụng hàng ngày 3/ Vai trò đặc biệt chất hoạt động bề mặt kem đánh Chất hoạt động bề mặt là các hợp chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng, chất khí và chất lỏng giữa chất lỏng và chất rắn Chúng hoạt động chất tẩy rửa, chất làm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất phân tán Có rất nhiều kem đánh chứa natri lauryl sunfat (SLS) chất hoạt động bề mặt có liên quan (chất tẩy rửa): - SLS là một chất hoạt động bề mặt, giúp tạo bọt, giúp dễ dàng tán đều kem đánh quanh miệng Nó giúp kéo các mảnh vụn và vết bẩn khỏi bề mặt - SLS là một chất tẩy rửa, giúp nới lỏng và tẩy các mảnh vụn thức ăn Ngoài SLS được biết đến là chất chống vi khuẩn, giúp làm chậm sự phát triển của mảng bám miệng Tuy nhiên, việc tiếp xúc với SLS trực tiếp và lâu dài có thể dẫn đến một sớ tác dụng phụ kích ứng da Mức đợ kích ứng tuỳ tḥc vào thời gian tiếp xúc, đợ tinh khiết, nồng độ của SLS các sản phẩm 4/ Cấu trúc chất hoạt động bề mặt kem đánh cách chúng sản xuất 4.1/ Cấu trúc: Chất hoạt động bề mặt kem đánh là Sodium Lauryl Sulfate (SLS) chất hoạt động bề mặt có liên quan (sodium laureth sulfate SLES) SLS là một hợp chất hữu tổng hợp có công thức CH 3(CH2)11SO4Na, là muối natri của một alcol 12-carbon đã được este hóa thành axit sulfuric Nó có đuôi kỵ nước là mạch 12 carbon và đầu ưa nước là nhóm sulfate 4.2/ Điều chế SLS được điều chế bằng cách chuyển dodecanol (alcol 12-carbon) thành hợp chất sulfate (este một lần với axit sulfuric), sau đó trung hịa để tạo thành ḿi natri 5/ Triển vọng chất hoạt động bề mặt nguồn gốc tự nhiên kem đánh Các chất hoạt động bề mặt thường được sử dụng kem đánh là sodium lauryl sulphate, cocamidopropyl betaine và sodium methyl cocoyl taurat Thế nhưng, một số chất lại tác động tiêu cực nguồn gốc tổng hợp từ các dẫn xuất dầu mỏ, kéo theo khả phân hủy và các vấn đề sinh học đối với môi trường và người Vì bảo vệ môi trường, sức khoẻ người tiêu dùng các công ty đã chuyển sang các loại kem đánh được dán nhãn “không chứa sulphat” bằng cách thay thế các chất hóa học hoạt động bề mặt bằng các chất tạo bề mặt sinh học có nguồn gốc tự nhiên Một số chất hoạt động bề mặt nguồn gốc tự nhiên có thể kể đến như: - Natri lauroyl sarcosinate (C15H28NNaO3) (sarkosyl) là một chất hoạt động bề mặt anion có nguồn gốc từ sarcosine được sử dụng một chất tạo bọt và làm kem đánh Là một axit amin tự nhiên được tìm thấy thể người và hầu hết các loại vật liệu sinh học - Lauryl glucoside (C18H36O6) là chất phân tán hay chất hoạt động bề mặt làm từ dừa dầu cọ và glucose từ ngơ Chất này có đặc tính tạo bọt rất quan trọng - Sodium cocoyl glutamate là một chất hoạt động bề mặt nhẹ có nguồn gốc thực vật dừa dầu hạt cọ và glucose từ ngô Nó có thể hoạt động một chất nhũ hóa, giúp các thành phần gốc dầu và nước được trộn lẫn - Rhamnolipid (C32H58O13) là một loại glycolipid được sản xuất trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa, được coi là chất hoạt đợng bề mặt của vi kh̉n Rhamnolipid cịn được sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp my phẩm cho các sản phẩm chất giữ ẩm, chất bôi trơn bao cao su và dầu gội đầu - Sophorolipid được tạo Candida bomicola và Candina apicola có các enzym cần thiết để tổng hợp chúng phát triển các chất nền kỵ nước ankan, tạo các axit béo được chuyển hoá thông qua quá trình oxi hoá β Là một những chất hoạt động bề mặt sinh học hứa hẹn nhất nhờ suất sản xuất cao và được tổng hợp các loài không gây bệnh Sự kết hợp của Sophorolipid và Fluoride làm giảm vị đắng của thực phẩm và đồ uống sau đánh - Mannosylerythritol lipid (MELs) là chất sinh học bề mặt glycolipid được sản xuất nhiều các loại nấm men basidiomycetous khác Pseudozyma Khơng cho thấy các đặc tính bề mặt tụt vời mà cịn cho thấy các hoạt đợng sinh hóa linh hoạt Các đặc tính tuyệt vời đặc biệt là kem đánh (giúp phục hồi, bảo vệ lợi), đã được chứng minh các chất sinh học bề mặt glycolipid của nấm men Trong các chất kể trên, rhamnolipid và sophorolipid là nhóm chất hoạt động bề mặt sinh học quan trọng nhất được thương mại hóa vào thời điểm hiện Không ngành công nghiệp kem đánh răng, các chất hoạt động bề mặt sinh học này đóng mợt vai trị quan trọng ngành công nghiệp my phẩm ngày một phát triển và một số ngành công nghiệp khác Không gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người và môi trường sinh thái Hứa hẹn một tương lai gần những chất này sẽ được ứng dụng rộng rãi toàn thế giới 6/ Kết luận Qua những thông tin trên, chúng ta đã hiểu rõ về cấu tạo, các thành phần của kem đánh các vai trò của chúng Đặc biệt cả đó là biết và hiểu thêm về những vai trò, tác dụng và tầm quan trọng, triển vọng của các chất hoạt động bề mặt nguồn gốc tự nhiên có kem đánh Tài liệu tham khảo Tom’s of Maine, Thư Viện Y khoa Quốc gia- Viện Y tế quốc gia Hoa Kỳ Kem đánh Truy cập từ: https://h2hglobal.org/kem-danh-rang/ Hóa học kem đánh Truy cập từ: https://hhlcs.com/2020/05/hoa-hoc-dangsau-kem-danh-rang Hóa học my phẩm Truy cập từ: http://hoahocmypham.com/san-xuat-kem-danhrang/ Natri dodecyl sulfat Truy cập từ: https://vi.wikipedia.org/wiki/Natri_dodecyl_sulfat Các thành phần kem đánh Truy cập từ: https://ecare.vn/blogs/baiblog-moi/cac-thanh-phan-co-trong-kem-danh-rang? Hoạt động nhóm: Hình 1: Nhóm trao đổi về bài tập lớn hangout Hình 2,3: Nhóm trao đổi nội dung, phân công ... phẩm 4/ Cấu trúc chất hoạt động bề mặt kem đánh cách chúng sản xuất 4.1/ Cấu trúc: Chất hoạt động bề mặt kem đánh là Sodium Lauryl Sulfate (SLS) chất hoạt động bề mặt có liên quan (sodium... dụng hàng ngày 3/ Vai trò đặc biệt chất hoạt động bề mặt kem đánh Chất hoạt động bề mặt là các hợp chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng, chất khí và... giá 31,7 tỷ USD vào năm 20 20 và dự kiến sẽ mở rộng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 5,9% từ năm 20 21 đến năm 20 28 Trên các khu vực, thị trường kem đánh được chia thành