TẨY RỬA
I. Ứng dụng tổng quát:
APG có tính tạo bọt trung bình, khả năng thấm ướt tốt, mịn, có tính tẩy rửa và có tính kết hợp với các chất hoạt động bề mặt anion và cation khác. APG thuận lợi bất kỳ ở nơi nào có nhiệt độ không quá cao. APG có sức căng bề mặt thấp, khả năng phân tán cao nên chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật. Khả năng áp dụng chất hoạt động bề mặt không những phụ thuộc vào những tính chất riêng của nó mà còn phụ thuộc vào tính năng khi APG kết hợp với những chất hoạt động bề mặt khác.
APG có tính dịu, không gây kích ứng da, không gây độc hại nên được sử dụng trong tẩy rửa, mỹ phẩm, sữa tắm….APG bền vững với dung dịch muối cho phép trộn phân hóa học với những sản phẩm nông học. Do có tính tạo nhũ tốt nên APG thích hợp cho việc điều chế nhũ tương cực mịn, được sử dụng làm tác nhân tẩy rửa, chất tẩy rửa, chất làm sạch có tính kiềm, những sản phẩm chăm sóc cá nhân. Ngoài ra do khả năng tạo bọt thấp nên được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật phun, bơm.
II. Ứng dụng trong lĩnh vực tẩy rửa:[8]
1. Chất tẩy rửa bằng tay:
Chất tẩy rửa bằng tay thường là hỗn hợp của chất hoạt động bề mặt anion, việc sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion là thành phần chính trong công thức phối chế là không phổ biến. Điển hình là việc sử dụng các ethoxylat kết hợp với các anion thông dụng không làm tăng tính tẩy rửa. Nhưng khi sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion là APG trộn với ethersulfat của rượu béo thì khả năng tẩy rửa tăng mạnh. APG thường kết hợp với sulfat của rượu béo C13, C17 alkansulfonate, C11, C15 alkyl benzensulfonate,….sẽ làm khả năng tẩy rửa của hỗn hợp tăng lên rất nhiều. Sản phẩm đại diện cho dạng này là
Berol DGR81.
Đối với nhiều người tiêu dùng, bột giặt là sản phẩm họ sử dụng hàng ngày để giúp quần áo bẩn trở lại trạng thái phù hợp để sử dụng. Các công thức cần thiết được bán trên thị trường ở nhiều dạng khác nhau, ví dụ như chất tẩy rửa dạng đùn, bột, sệt hoặc lỏng. Sự lựa chọn của công thức cụ thể được xác định bởi yêu cầu của người tiêu dùng liên quan đến tính dễ sử dụng nhưng không kém phần quan trọng bởi chất liệu dệt và hướng dẫn giặt của nó. Ngoài ra, sinh thái đã là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển của bột giặt, ảnh hưởng đến cách thức mà chúng được phát triển.
Là một chất hoạt động bề mặt không ion nó được tối ưu hóa thường dựa trên hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt anion và không ion được sử dụng trong các công thức chất tẩy rửa hiện đại. Các APG xuất hiện trong các hỗn hợp chất hoạt động bề mặt này tốt hơn là được gọi là chất đồng hoạt động bề mặt có đặc tính bổ sung hoặc các chất hoạt động bề mặt cải thiện ưu thế về mặt định lượng liên quan đến hiệu suất giặt. Bên cạnh hiệu suất, tính thẩm mỹ của chất tẩy rửa đóng một phần quan trọng nhằm mục đích tạo ra bọt dày và ổn định. Các APG kết hợp với các chất hoạt động bề mặt anion có thể làm thay đổi tính chất tạo bọt trong công thức đáp ứng được hiệu suất và chất lượng cho người tiêu dùng.
a. Chất tẩy rửa dạng lỏng:
Alkyl polyglycoside lần đầu tiên được sử dụng trong chất tẩy giặt dạng lỏng vào năm 1989. Thành phần của chất tẩy rửa nặng dạng lỏng (hình 3.1) dựa trên sự kết hợp của chất hoạt động bề mặt không ion, chất hoạt động bề mặt anion, xà phòng và
hydrotropes. Các hydrotropes không góp phần làm sạch - có thể được thay thế một phần bằng các APG. Đáng ngạc nhiên là người ta đã phát hiện ra rằng các APG ảnh hưởng tích cực đến nhiệt độ thấp và độ ổn định bảo quản của các công thức. Một loại xà phòng đó là triethanolamine (TEA) có tác dụng tẩy rửa chất bẩn nhưng lại gây ra sự ô nhiễm
triethanolamine trong diethanolamine, có thể dẫn đến sự hình thành nitrosamine gây ô nhiễm cho môi trường đã được thay thế thành công bằng xà phòng natri / kali với sự góp mặt của APG có tác dụng tương tự [15]. Ngoài ra, xà phòng natri ít tốn kém hơn, do đó
việc sử dụng APG mang lại lợi thế về giá cả cho thị trường,rất an toàn và dễ xử lý được sử dụng nhiều trong việc rửa tay, rửa chén, dầu gội đầu…ưu tiên hơn là dạng bột.
Hình 3. 1: Công thức chung của chất tẩy rửa dạng lỏng
Ngoài ra độ ổn định lưu trữ của các enzym trong công thức dạng lỏng bị giảm khi so sánh với dạng bột. Do hàm lượng chất hoạt động bề mặt cao trong một số công thức nhất định, các enzym bị vô hiệu hóa một phần và từ từ mất hoạt tính ban đầu khi bảo quản. Để cải thiện độ ổn định lưu trữ của các enzym, chẳng hạn như protease, lipase, amylase hoặc xenlulaza trong chất tẩy rửa dạng lỏng thì chất ổn định(borate, phosphate, este đặc biệt) được thêm vào và hệ thống chất hoạt động bề mặt được điều chỉnh. Người ta nhận thấy rằng độ ổn định lưu trữ của các enzym trong chất tẩy rửa lỏng có thể được cải thiện rõ rệt bằng cách sử dụng C12/14 APG.
Hình 3. 2: Biểu đồ tính ổn định của enzyme trong chất tẩy rửa dạng lỏng
b. Chất tẩy rửa dạng bột:
Chất tẩy rửa dạng bột dựa trên các công thức loại bỏ hầu hết tất cả các loại vết bẩn thường gặp, đặc biệt chú trọng đến hiệu suất giặt. Vì lý do này, độ kiềm cao hơn rõ rệt được điều chỉnh để giá trị pH của chất tẩy rửa nằm trong khoảng pH từ 9,5 đến 10,5. Do đó, việc loại bỏ các loại chất bẩn được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, chất tẩy rửa nặng được cung cấp với một hệ thống tẩy trắng vì vậy các vết bẩn có thể được tẩy trắng chẳng hạn như trà, cà phê, rượu vang đỏ… được loại bỏ một cách dễ dàng. Các loại vết bẩn chứa chất béo và dầu, chẳng hạn như bã nhờn, dầu ô liu, son môi và kem dưỡng da mặt, rất khó loại bỏ ở nhiệt độ thấp. Bằng cách sử dụng APG trong chất tẩy rửa dạng bột, những vết bẩn này đặc biệt có thể được loại bỏ một cách hiệu quả đáng kể. Ngoài ra việc sử dụng thêm lipase vào có thể làm hiệu suất giặt được tăng thêm.
Hình 3. 3: Hiệu suất giặt của chất tẩy rửa nặng với C12/14 APG
Henkel là nhà sản xuất chất tẩy rửa đầu tiên của Đức sử dụng APG trong bột giặt. Bột giặt không có chất tẩy trắng và năng lượng sáng quang học này được sử dụng cho các loại vải dệt mịn và mỏng manh như lụa và viscose. Những loại hàng dệt có giá trị cao này cần chất tẩy rửa có độ nhạy cảm hơn với sợi mà không gây hư hại gì trong chu trình giặt. Chất tẩy rửa dạng bột sử dụng APG có thể tạo ra một lớp bọt nhiều và mịn. Lớp bọt siêu nhỏ này có tác dụng làm giảm tác động cơ học trong suốt chu trình giặt bảo vệ được những loại vải dệt đắt tiền, không gây hư hỏng. Mặt khác, sản phẩm này có hiệu suất giặt rất tốt chủ yếu trong quá trình giặt nước lạnh với nhiệt độ dưới 40ºC.
Ngoài những công thức dựa vào APG để sản xuất một số loại chất tẩy rửa được nêu trên thì còn có một số công thức sản xuất khác được sử dụng rộng rãi trong thị trường châu Âu, châu Mỹ, Bắc Mỹ….
Hình 3. 4: Công thức về chất tẩy rửa ở châu Âu
Hình 3. 6: Công thức về chất tẩy rửa ở châu Mỹ Latinh
Hình 3. 7: Công thức về chất tẩy rửa ở châu Á 3. Chất tẩy rửa đa năng:
Nhiều loại hợp chất được tìm thấy trong các yêu cầu chất tẩy rửa đa năng (APC) hiện đại. Chúng phải hoạt động hiệu quả đối với cả loại chứa dầu và chất béo có thể nhũ hóa và chống lại các hạt rắn phân tán. Ngày nay, thị trường chất tẩy rửa đa năng của Châu Âu có ba phân khúc: chất tẩy rửa đa năng thông thường, chất tẩy rửa đa năng đậm đặc và chất tẩy rửa đa năng có khả năng tương thích tuyệt vời với da. Hình 3.8 minh họa phạm vi xây dựng công thức cho nhà phát triển sản phẩm. Thành phần thiết yếu là chất hoạt động bề mặt.
Hình 3. 8: Các công thức chung cho chất tẩy rửa đa năng thông thường và đậm đặc
Các sản phẩm chứa Alkyl Polyglycoside hiện có sẵn trên thị trường cho cả ba phân khúc. Bản thân các polyglycoside alkyl có hiệu suất làm sạch tuyệt vời có thể được xác định, ví dụ, phù hợp với tiêu chuẩn chất lượng IPP. Hiệu suất làm sạch có thể được tăng thêm bằng cách bổ sung một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt anion hoặc chất tăng cao phân tử. Vì vậy, nó là có thể tạo ra các sản phẩm có hiệu suất làm sạch tương đương với các sản phẩm dẫn đầu thị trường với hàm lượng chất hoạt động bề mặt thấp hơn đáng kể. Chất tẩy rửa đa năng có khả năng tương thích da đặc biệt tốt nên có tính axit nhẹ hơn là kiềm. Với APG, nhà phát triển sản phẩm có chất hoạt động bề mặt mà ở đó mức hiệu suất làm sạch cao hầu như không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi giá trị pH.
Người tiêu dùng ngày nay ưa chuộng các chất tẩy rửa đa năng với đặc tính tạo bọt vừa phải hoặc ít. Khả năng tạo bọt của chất tẩy rửa chứa Alkyl Polyglycoside có thể dễ dàng giảm xuống bằng cách sử dụng một lượng nhỏ xà phòng hoặc tăng lên bằng cách thêm một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt anion. Do đó, công suất tạo bọt phù hợp có thể được điều chỉnh cho từng quốc gia. Alkyl Polyglycoside đã được chứng minh là vấn đề giải pháp trong công thức của chất tẩy rửa đa năng tập trung với khả năng tương thích sinh thái tuyệt vời.
Hình 3. 9: Hiệu quả làm sạch theo IFF
4. Chất tẩy rửa vệ sinh dạng lỏng:
Chức năng của chất tẩy rửa nhà vệ sinh là loại bỏ cặn bẩn phân, cặn vôi, gỉ sắt và cặn bẩn trong nước tiểu một cách hiệu quả. Trước đây, các sản phẩm dựa trên axit vô cơ, chẳng hạn như axit clohydric và axit photphoric, kết hợp với các chất hoạt động bề mặt đã được sử dụng để loại bỏ các loại chất này. Thật không may, những công thức này là chủ đề của cuộc tranh luận công khai cả vì lý do sinh thái và an toàn. Kết quả là
nhận thức về môi trường ngày càng cao của người tiêu dùng, nhu cầu về các công thức có thể chấp nhận được về mặt sinh thái có chứa các axit dễ phân hủy sinh học. Hình 3.10 cho thấy phạm vi công thức của chất tẩy rửa nhà vệ sinh. Bên cạnh tính ổn định axit cao trong các công thức, các APG cũng hỗ trợ hiệu suất làm sạch của các công thức đối với cả chất chứa vôi và chất hữu cơ. Các hiệu suất của chất tẩy rửa nhà vệ sinh đối với các loại chất nêu trên có thể được xác định bằng mắt thường và bằng phân tích trọng lượng.
Hình 3. 10: Các công thức chung cho chất tẩy rửa nhà vệ sinh dạng lỏng
5. Chất tẩy rửa bảo vệ sàn:
Các công thức bảo sàn nhà chứa các chất hoạt động bề mặt như một thành phần chính (hình 3.11). Ngược lại với các chất tẩy rửa đa năng, các thành phần bảo vệ được thêm vào các sản phẩm này và lưu lại trên sàn bất cứ khi nào nó được lau. Do đó, sàn được bảo vệ chống mài mòn khi thi công thường xuyên.
Hình 3. 11: Các công thức chung cho chất tẩy rửa bảo vệ sàn
Điều này áp dụng cho cả bề mặt nhựa đàn hồi và đá cẩm thạch được đánh bóng hoặc sàn gỗ kín. Bên cạnh nhựa, sáp cũng đã được sử dụng thành công như phụ gia chăm sóc. Sáp tự nhiên, ví dụ như sáp carnauba có tầm quan trọng hàng đầu trong vấn đề này. Nói
chung, các loại sáp này được phân tán riêng biệt và sau đó kết hợp với các thành phần khác. Ở đây, APG sử dụng tốt nhất là APG C12 / 14 chuỗi tương đối dài được sử dụng. Chúng đã được sử dụng thành công để sản xuất chất phân tán sáp tự nhiên rất nhỏ chỉ bao gồm nước, sáp carnauba và chất hoạt động bề mặt. Các loại sáp khác, ví dụ như sáp montan este hoặc sáp candelilla, cũng có thể được phân tán. Ngoài ra nó không gây hại cho hệ sinh thái, ít tạo bọt, hiệu suất làm sạch cao, độ bóng và độ trong suốt cao