đề tài '''''''' ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa ''''''''

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA  BÀI BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Nguyễn Thị Bích Thuyền Lương Huỳnh Vũ Thanh SINH VIÊN THỰC HIỆN MSSV Nguyễn Vũ Trường 2033080 Trần Công Minh 2063982 Vũ Trung Kiên 2063970 Nguyễn Thành Luân 2063978 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 1 Trần Văn Phòng 2063995 Lớp CNHH K32 Nhóm:14 MỤC LỤC  MỤC LỤC trang 1 MỞ ĐẦU trang 3 PHẦN I . CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẨY RỬA trang 5 I.1 Định nghĩa và cơ chế của sự tẩy rửa trang 5 I.1.1 Định nghĩa sự tẩy rửa trang 5 I.1.2 Cơ chế tẩy rửa trang 5 I.2 Vai trò của các CHĐBM trang 5 I.2.1 Giảm sức căng bề mặt của nước và lấy bẩn ra trang 5 I.2.2 Chống chất bẩn tái bám trang 6 Năm học 2009 - 2010 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 2 I.2.3 Là chất tạo bọt trang 6 I.3 Ảnh hưởng của môi trường nước đến sự tẩy rửa trang 6 PHẦN II. CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY RỬA trang 8 II.1 Các CHĐBM anion trang 8 II.1.1 Các ankyl aren sulfonat trang 8 II.1.2 Các Akyl sulfat trang 8 II.1.3 Các Ankyl sulfonat trang 9 II.1.4 Các xà phòng trang 9 II.2 Các CHĐBM nonion trang 9 II.2.1 Các rượu béo etoxy hóa trang 9 II.2.2 Các rượu – amit trang 10 II.2.3 Các polyglycerol ete trang 10 II.2.4 Các ankyl polyglucosit (APG) trang 10 II.3 Các CHĐBM cation trang 10 PHẦN III. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA trang 11 III.1 Công thức của bột giặt trang 11 III.1.1 Công thức tạo bột cổ điển trang 11 III.1.1.1 Công thức giặt tay trang 11 III.1.1.2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy trang 11 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 3 III.1.2 Công thức cổ truyền không tạo bọt trang 12 III.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng trang 12 III.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa trang 13 PHẦN IV. SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA trang 14 IV.1 Sản xuất xà phòng trang 14 IV.2 Sản xuất bột giặt trang 16 IV.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng trang 17 PHẦN V. KẾT LUẬN trang 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 20 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 4 MỞ ĐẦU  Đã từ lâu, trong số những nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, xà phòng và các chất tẩy rửa tổng hợp thuộc loại không thể thiếu. Chẳng những thế nhóm sản phẩm này còn được sử dụng càng nhiều trong các ngành khác của nền kinh tế quốc dân. Số liệu của World Market Analyses cho thấy nhu cầu tẩy rửa trên thế giới (đơn vị tính 1000 Tấn). Năm 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Xà bông % 5149 24.4 5095 24.5 5035 24.3 4995 24.1 5084 23.8 5076 23.7 Chất tẩy rửa dạng thanh % 1208 5.7 1227 6.1 1289 6.2 1278 6.2 1323 6.2 1339 6.2 Bột giặt % 12904 61.3 12675 60.9 12664 61.2 12555 60.7 12859 60.1 13245 62 Bột nhãn/gen % 210 1 213 1 222 1.1 312 1.5 341 1.6 359 1.7 Chất tẩy rửa dạng nước % 1595 7.6 1536 7.4 1484 7.2 1544 7.5 1797 8.4 1357 6.3 Tổng 21066 20796 20694 20684 21404 21372 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 5 4.5 9.8 9.5 3.8 2 2 0 2 4 6 8 10 Kg/người/năm Nhật bản Bắc Mỹ Tây Âu Châu Mỹ La Tinh ĐNA - Úc Châu Phi Châu Hình 1 ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỨC TIÊU DÙNG CHẤT TẨY RỬA CỦA NGƯỜI TÊU DÙNG TRÊN THẾ GIỚI NĂM 1996 Khối lượng sản xuất này cho thấy mức tiêu dùng bột giặt trung bình khoảng 4.5 kg/người/năm. Tuy nhiên có sự phân bố không đồng đều trên thế giới. Hiện nay trên thi trường có rất nhiều mặt hàng bột giặt(omo, fix, viso…), nước rửa chén ( sunlight , Mỹ hảo …) và xà bông tắm ( safeguard, Lifeboy, dove, X men…). Mỗi nhà sản sản xuất có những công thức phối chế khác nhau, nhưng đều trên nguyên tắc cơ bản về thành phần của chất tẩy rửa. Các thành phần có trong chúng là: chất hoạt đông bề mặt (CHĐBM), các tác nhân làm mềm nước, tác nhân tạo môi trường bazơ, chất chống bám, chất làm tăng bọt, chất làm mềm vải, chất tạo hương, chất xúc tác sinh học. Trong đó CHĐBM là thành phần không thể thiếu. Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 6 PHẦN I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẨY RỬA: I.1 Định nghĩa và cơ chế của sự tẩy rửa: I.1.1 Định nghĩa sự tẩy rửa: Sự tẩy rửa được định nghĩa là “làm sạch mặt của một vật thể rắn, với một tác nhân riêng biệt, chất tẩy rửa, theo một tiến trình lý hóa khác hẳn với việc hòa tan thông thường” 1.1.2 Cơ chế tẩy rửa: Quá trình tẩy rửa xảy ra theo các bước như sau:  Dung dịch tẩy rửa trong nước làm giảm sức căng của nước, nước thấm sâu vào xơ sợi.  Quá trình lấy bẩn ra.  Quá trình chống tái bám chất bẩn.  CHĐBM tạo bọt, chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài hay phân tán vào trong dung dịch ở dạng huyền phù, treo lơ lửng. I.2 Vai trò của các CHĐBM: I.2.1 Giảm sức căng bề mặt của nước và lấy bẩn ra: CHĐBM làm giảm sức căng bề mặt của nước làm cho vải được thấm ướt hoàn toàn. Mỗi phân tử của CHĐBM có 1 đầu ái nước, đầu này bị các phân tử nước hút và 1 đầu không ưa nước – đầu này đồng thời vừa đẩy nước vừa hút vào các chất dầu mỡ bẩn. Các lực ngược nhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ lửng trong nước ở dạng hòa tan, nhũ hoặc huyền phù. Khuấy đảo của tay hay máy giặt đã giúp kéo hẳn các chất bẩn ra khỏi bề mặt cần làm sạch. Các vết bẩn phân cực thì dùng CHĐBM anion, các vết bẩn không phân cực thì dùng CHĐBM không ion. Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 7 VD : cơ chế tẩy rửa vết bẩn có chất béo: Ban đầu, sợi có dính vết bẩn dạng dầu mỡ được ngâm trong môi trường nước. Do sức căng bề mặt của nước lớn nên nước không thể tách hoặc hòa tan vết bẩn. Khi hòa tan chất tẩy rửa vào nước, dung dịch chất tẩy rửa này có sức căng bề mặt nhỏ hơn nước. Dung dịch có thể thấm sâu vào sợi vải và lôi các vết dầu mỡ ra, các vết dầu mỡ được lấy ra và treo lơ lửng ở dạng nhũ tương hoặc dung dịch đồng nhất. I.2.2 Chống chất bẩn tái bám: Các vết bẩn trong dung dịch tẩy có thể ưa hoặc kỵ nước. Các hạt ưa nước sẽ phân tán vào trong nước và không bị tái bám. Ngược lại các hạt kỵ nước lại có khuynh hướng bám trơ lại vải. Trong dung dịch tẩy rửa, phần lớn bề mặt vải và hạt bẩn tích điện âm.  Các CHĐBM anion bị hút vào hạt bẩn và sợi làm tăng hàng rào tĩnh điện giữa chúng và các hạt giúp sự phân tán các hạt bẩn ổn định, ngăn sự tái bám. Nhưng đến một nồng độ nào đó của vết bẩn và CHĐBM nhất định, khi nồng độ anion càng cao thì sự tái bám càng tăng do sự nén ép lớp điện tích kép bao bọc bề mặt sợi và hạt. Dầu mỡ D ầu mỡ Dung dịch chất tẩy rửa Sợi Sợi Nước Hình 2: CƠ CHẾ TẨY RỬA CÁC VẾT DẦU MỠ Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 8  Các CHĐBM nonion có dây kỵ nước của phân tử càng dài thì tính chống tái bám càng lớn. Các chất nonion hấp phụ vào bề mặt sợi và các hạt bẩn hướng phần ưa nước ra ngoài. Hàng rào lập thể được tạo ra và cả lớp nước hydrat hóa sẽ ngăn chặn các hạt tiến lại gần sợi, chống lại sự tái bám. Nhưng thực tế CHĐBM nonion có khả năng chống tái bám thấp hơn các anion.  CHĐBM cation không có tác dụng chống tái bám, nó không thích hợp cho việc giặt tẩy. CHĐBM cation tích điện dương, bề mặt vải tích điện âm vì vậy chúng bám vào vải nên không có tác dụng chống tái bám. I.2.3 Là chất tạo bọt: CHĐBM tạo bọt làm cho chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài. Một CHĐBM hay hỗn hợp CHĐBM có khả năng tạo bọt tối đa quanh cmc. Với một loại CHĐBM, cmc càng nhỏ thì khả năng tạo bọt càng lớn. Đối với alky sulfat, chiều dài dây Cacbon tăng thì độ hòa tan cmc giảm, khả năng tạo bọt tăng; khi di chuyển nhóm ưa nước vào trong dây hay dùng dây Cacbon mạch nhánh thì làm tăng cmc từ đó làm giả khả năng tạo bọt. Chất HDBM không ion tạo bọt ít hơn ion trong nước. Để tăng khả năng tạo bọt người ta thêm vào các thành phần phụ da, đó là Hình 3: CƠ CHẾ CHỐNG TÁI BÁM Bề mặt hạt bẩn (tích điện âm) CHĐBM anion (mang điện âm) Bề mặt sợi (tích điện âm) - - - - - - - - - - - - Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 9 các chất hữu cơ có cực có thể làm giảm cmc của CHĐBM. Các chất tăng cường bọt trong bột giặt, nước rửa chén, các dầu gội đầu là mono hay dietanol amid tạo bọt bền, mịn và đều. I.3 Ảnh hưởng của môi trường nước đến sự tẩy rửa:  Môi trường nước cứng có chứa nhiều ion Ca 2+ và Mg 2+ làm kết tủa xà bông, giảm bọt. Do đó trong bột giặt có chứa các thành phần có tác dụng làm mềm nước. Ta có thể sử dụng các chất tạo phức như ortho phosphat, pyro phosphat, di phosphat, tri phosphat (tên gọi không chính xác là tripolyphosphat TPP), EDTA (etylen Diamin Tetra-acetat), NTA (Nitrilo Tri-acetic) … Nhưng do các chất tạo phức có chưa phospho sẽ cung cấp dinh dưỡng cho các thực vật sống trong nước nhất là tảo, làm cho chúng phát triển nhanh nên tiêu thụ nhiều O 2 hòa tan trong nước vào ban đêm làm cá chết hàng loạt nên hạn chế dùng.  Sử dụng chất tạo môi trường kiềm và có tác dụng đệm để duy trì môi trường này. Các chất thường sử dụng như TPP, Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , các silicat. Trước đây, người ta sử dụng TPP khá phổ biến nhưng hiện nay Zeolit (các silicat) đang từ từ thay thế các carboxylat cùng các loại polymer phân giải sinh học tăng tốc và các silicat mới đang đi vào thị trường. [...].. .Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa PHẦN II CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY RỬA: Các chất hoạt động bề mặt là thành phần chính trong các sản phẩm tẩy rửa Nó có tác dụng tẩy sạch các vết bẩn và ngăn cản sự tái bám của chất bẩn lên vải Chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa là CHĐBM anion và nonion Tuy nhiên do tính phong phú của các vết... IV.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng: Trang 22 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Axit Sulfonic NaOH LES NI Chất tạo màu và chất tạo mùi Nước đã khử khoáng Thùng trộn Thùng trộn Cánh khuấy Thành phẩm Thành phẩm Hình 6: ĐỒ ĐỒ BÀO CHẾ SẢN PHẨM LỎNG SƠ SƠ BÀO CHẾ SẢN PHẨM LỎNG Trang 23 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Phần lớn chất tẩy rửa dạng lỏng được sản. .. nghiên cứu đến tính năng của CHĐBM Trong các CHĐBM thường sử dụng để sản xuất sản phẩm tẩy rửa là các CHĐBM loại Anion, nonion và số ít các cation Đặc biệt hiên nay trong các sản phẩm trên đều dùng CHĐBM anion và các tính năng đặc trựng của chúng Trang 25 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa TÀI LIỆU THAM KHẢO Louis Hồ Tấn Tài – Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân” – 1999 Mai... nước bị bốc hơi trong quá trình điều chế), chất tạo màu, chất tạo mùi, các enzym… Trang 24 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa PHẦN V KẾT LUẬN Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm lên quan đến tẩy rửa Hầu hết các sản phẩm thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm là các chất có khả năng tẩy rửa (CHĐBM) Từ đó quá trình sản xuất chất tẩy rửa thường chú... các sản phẩm tẩy rửa: Trang 17 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trong các công thức pha chế ở trên, ta thấy mọi sản phẩm tẩy rửa có chứa rất nhiều thành phần khác nhau, các công thức không giống nhau hoàn toàn về số lượng cũng như các hóa chất sử dụng Nhưng nhìn chung tất cả các công thức đều có chứa các CHĐBM Các CHĐBM là thành phần không thể thiếu, chúng có tác dụng làm giảm... (tự động hay NTR- Non Tower Route, theo thuật ngữ Anglosaxon)  Ngoài ra việc chọn lựa còn tùy thuộc vào số lượng và chất lượng của các thành phần khác Có thể sử dụng kết hợp CHĐBM ion và nonion Các CHĐBM thường sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa như: II. 1Các CHĐBM anion: II.1.1 Các ankyl aren sulfonat: Công thức hóa học của chúng: Trang 10 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa. .. năng tẩy rửa kém hơn Nhóm sulfat càng gần đầu mạch carbon bao nhiêu thì khả năng tẩy rửa càng tốt Khả năng tạo bọt càng kém khi mạch hidrocarbon càng dài II.1.3 Các Ankyl sulfonat: Công thức hóa học của chúng: RSO3Na Trang 11 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, người ta thường dùng ankyl sulfonat bậc hai R1 CH – SO3Na R2 Tính chất tẩy rửa. .. số phụ gia khác, tuy nhiên sản phẩm này chưa được sử dụng nhiều Ngoài ra CHĐBM cation còn có tác dụng tẩy trùng, ta sử dụng chúng để tẩy trùng cho quần áo PHẦN III TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA: III.1 Công thức của bột giặt: III.1.1 Công thức tạo bột cổ điển: III.1.1.1 Công thức giặt tay: Trang 14 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Tỉ lệ (% Khối lượng) Thành... OH OH OH Các chất này hoàn toàn phù hợp với da và có những đặc tính tạo bọt rất tốt Trang 13 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa II.2.4 Các ankyl polyglucosit (APG): Công thức hóa học của chúng: CH2OH H O OH O OH O R n Trong đó n từ 1 đến 3, R là gốc hidro carbon có tử 9 đến 13 nguyên tử Carbon Các chất này được sử dụng trong công thức bột, nhưng thường là trong các sản phẩm lỏng,... ngày càng được sử dụng rộng rãi vì chúng có khả năng hoạt động trong môi trường nước cứng, môi trường chứa lượng lớn chất điện ly, chứa nhiều ion kim loại nặng và môi trường pH thấp II.2.1 Các rượu béo etoxy hóa: Công thức hóa học của chúng: R – O – (CH2CH2O)nH Trang 12 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trong những CHĐBM không ion thương mại, các sản phẩm làm từ các rượu béo với . bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang 10 PHẦN II. CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY RỬA: Các chất hoạt động bề mặt là thành phần chính trong các sản phẩm tẩy rửa. Nó. khả năng hoạt động trong môi trường nước cứng, ít hai da. III.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa: Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa Trang. CÔNG NGHỆ HÓA  BÀI BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Nguyễn Thị Bích Thuyền