Xà phòng và ứng dụng

Xà phịng ứng dụng Đồn Quang Huy 20201876 Lê Minh Sơn 20201917 Nội dung chính: • Phần I: Chất hoạt động bề mặt • Phần II: Đặc điểm cấu tạo xà phịng • Phần III: Các tính chất đặc trưng xà phịng • Phần IV: Ứng dụng xà phịng cơng nghiệp Phần I: Chất hoạt động bề mặt Sức căng bề mặt Khái niệm chất hoạt động bề mặt Cấu tạo, đặc điểm Hoạt tính bề mặt Độ cân ưa kỵ nước HLB Phân loại chất hoạt động bề mặt Sức căng bề mặt Sức căng bề mặt công cần thiết để làm tăng đơn vị diện tích bể mặt hay để tạo đơn vị diện tích bề mặt Hoặc có thê hiểu sức căng bề mặt lực tác dụng lên đơn vị chiểu dài để tách khỏi bể mặt, thứ nguyên dyn/cm Khái niệm chất hoạt động bề mặt • Chất hoạt động bề mặt (Surface active agents) chất làm ướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng • Xuất thành phần nhiều sản phẩm khác đời sống người Cấu tạo Phần thân nước: nhóm chức – COOH, -OH, … liên kết mạnh với dung môi phân cực Phần thân dầu: gốc hydrocarbon mạch thẳng, vịng liên kết tốt với dung mơi khơng phân cực Đặc điểm Đặc điểm Khi nồng độ chất HĐBM nhỏ, phân tử hòa tan riêng biệt Khi nồng độ tăng đến giá trị xác định, phân tử liên kết với tạo thành micelle Nguyên nhân Do lực hút Van de Waals Do lực đẩy nhóm điện tích dấu Do lực hút phân tử nước Hoạt tính bề mặt • Là đại lượng đặc trưng cho khả làm giảm SCBM mol chất hoạt động bề mặt tan vào dung dịch • Hoạt tính bề mặt phụ thuộc vào cấu tạo nhóm phân cực, độ dài gốc hydrocarbon phụ thuộc vào nhiệt độ Độ cân ưa kỵ nước (HLB: Hydrophilic Lipophilic Balance) Tính ưa, kị nước hay tương quan phần thân dầu phân thân nước chất HĐBM đặc trưng độ cân ưa kỵ nước HLB: HLB = (chỉ số nhóm thân nước) – (chỉ số nhóm thân dầu) + Các chất có tính ưa nước thấp có HLB nhỏ Các chất có tính ưa dầu thấp có HLB lớn Bảng số chất hoạt động bề mặt HLB chúng Phân loại chất hoạt động bề mặt Phân loại theo tính phân ly Chất HĐBM cation: Là chất hòa tan vào nước phân ly ion HĐBM dương Chất HĐBM anion: Là chất hòa tan vào nước phân ly ion HĐBM âm Chất HĐBM lưỡng tính: Là chất phân ly tùy vào môi trường acid hay base có hoạt tính cation với acid hay anion với base Chất HĐBM không ion: chất tan nước không phân ly 10 Khả tạo bọt Sự tạo bọt xảy phân tử xà phòng bao vây quanh phân tử nước với đầu ưu nước hướng phía phân tử nước đầu kỵ nước hướng phía ngược lại Khi đó, lớp nước mỏng kẹp lớp phân tử xà phòng hình thành nên bề mặt bọt 34 Sự hấp phụ Sự hấp phụ lỏng – rắn VD: Hấp phụ axit acetic than hoạt tính Lượng chất bị hấp phụ tính theo cơng thức Trong đó: a lượng hấp phụ(mol/gam) V thể tích dung dịch (L) C0 nồng độ chất tan dung dịch trước hấp phụ (mol/L) C nồng độ chất tan dung dịch sau hấp phụ (mol/L) 35 Sự hấp phụ Sự hấp phụ lỏng – rắn Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến q trình hấp phụ phân tử, bao gồm - Ảnh hưởng môi trường - Ảnh hưởng chất vật hấp phụ - Ảnh hưởng chất chất bị hấp phụ 36 Sự hấp phụ Các phân tử xà phòng hấp phụ lên bề mặt sợi chất bẩn rẳn lỏng, tạo nên lớp hấp phụ hidrat hoá Tác dụng làm tách hạt chất bẩn khỏi bề mặt vải chuyển chúng vào lòng chất tẩy rửa Các màng hấp phụ trền bề mặt hạt có độ vững bền liên kết, cản trở bám trở lại cải liên kết với 37 Trạng thái phân tử xà phòng dung dịch 38 Trạng thái phân tử xà phòng dung dịch Khi nồng chất hoạt động bề mặt tăng lên một giá trị nào đó, từ các phân tử riêng lẻ sẽ có sự hình thành các micell Nồng độ dung dịch chất hoạt động bề mặt mà ở đó sự hình thành micell trở nên đáng kể gọi là nồng độ micell tới hạn (crictical micelle cncentration CMC) 39 Trạng thái phân tử xà phòng dung dịch Các micelles làm cho dung dịch xà phòng có dạng tự nhiên là dạng keo, điều này rất quan trọng đối với những tính chất tẩy rửa, vì: • Cung cấp lượng CHBM dự trữ ở bề mặt chất lỏng • Có thể hòa tan các chất dầu 40 Khả hoà tan keo Nhiều chất hữu cơ không tan nước như các hidrocacbon, một số phẩm màu, nhưng chúng có khả năng hòa tan dung dịch xà phòng khá đậm đặc và tạo thành dung dịch suốt, bền vững nhiệt động học 41 Khả hồ tan keo Khi có mặt xà phịng nồng độ C>CMC chc chui vào lòng mixen xà phòng 42 Phần IV: Ứng dụng xà phịng cơng nghiệp Xà phịng nói riêng chất tẩy rửa cơng nghiệp nói chung sử dụng công nghiệp ngun liệu thiết yếu Các ngành cơng nghiệp có sử dụng xà phòng nhiều bao gồm: - Ngành công nghiệp giặt - Ngành công nghiệp dệt may - Sản xuất cao su - Ngành công nghiệp giấy, da, gốm, xi măng sơn 43 Trong công nghiệp giặt Ở Mỹ, ngành công nghiệp giặt với 7000 tiệm giặt điện tiêu thụ nhiều xà phịng ngành cơng nghiệp khác Ước tính, ngành cơng nghiệp sử dụng 200 triệu pound xà phòng làm từ mỡ động vật năm, chưa kể đến chất tẩy rửa công nghiệp Rất nhiều nỗ lực thực nhằm thay xà phịng chất giặt rửa cơng nghiệp, nhiên có số diễn người ta ưu tiên xà phịng 44 Trong cơng nghiệp dệt may Trong ngành công nghiệp dệt may, phân đoạn sản xuất hồn thiện có nhiều quy trình yêu cầu sử dụng xà phòng chất tẩy rửa tổng hợp Quy trình xử lý ướt sử dụng xà phòng chất tẩy rửa tổng hợp bao gồm q trình: Bơi dầu, làm ướt, cọ rửa, nhuộm, bơi trơn sợi hoàn thiện Lê Minh Sơn 20201917 45 Trong sản xuất cao su Xà phịng có ứng dụng việc xử lý tạp chất cao su thiên nhiên sản xuất cao su tổng hợp Trong trình đổ khn xà phịng bơi vào khn để tránh bám dính cao su lên bề mặt khn Đặc tính chống dính dung dịch xà phòng sử dụng để tạo lớp bảo vệ cao su trình xử lý Dung dịch mủ cao su tự nhiên sản xuất tự nhiên, nguồn dốc từ dầu mỏ rượu, đặc biệt butadien styren, trộn dung dịch nước, sử dụng mỡ động vật loại xà phòng khác làm tác nhân liên kết Lê Minh Sơn 20201917 46 Tài lieu tham khảo [1] H K Cơ, Kỹ Thuật Môi Trường Hà Nội: NXB.Khoa học và kỹ thuật, 2005 [2] T H Nhuệ, Thoát Nước Và Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp Hà Nội: NXB.Khoa học kỹ thuật, 1992 [3] N P Hùng, N T V Hoàn, and N Tuyên, “Chương 2:  HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ SỰ HẤP PHỤ,” in Giáo Trình Hóa Keo, Hà Nội: NXB.Khoa học kỹ thuật, 2015, pp 30–68 [4] T T Hồ, “Chương ,” in Các sản phẩm tẩy rửa và chăm Sóc cá nhân: Lý thuyết Và Ứng dụng, Tp Hồ Chí Minh: NXB.Tp Hồ Chí Minh, 1999, pp 41–58 47 THANK YOU ! Lê Minh Sơn 20201917 48