ài viết dưới đây sẽ giới thiệu đến một trong những chất hoạt động bề mặt thông dụng và hiệu quả nhất: D400. Hoạt chất chứa đầy đủ các đặc tính của loại chất hoạt động bề mặt Anionic: tạo bọt, chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài giúp quá trình tẩy rửa công nghiệp diễn ra nhanh chóng và dễ dàng hơn. Hoạt chất thân thiện với môi trường và con người, dễ sử dụng, hiệu quả kinh tế cao, không ăn mòn và gây biến tính bề mặt kim loại.
Chất hoạt động bề mặt là gì?
Chất hoạt động bề mặt hay còn được biết đến với tên surfactant, surface active agent. Đây là những hợp chất giúp làm giảm sức căng bề mặt hoặc những áp lực bề mặt chung giữa hai chất lỏng hoặc giữa chất lỏng và chất rắn.
Ngoài ra nó có thể được sử dụng như chất tẩy rửa, chất nhũ hóa, chất làm ướt, chất tạo bọt, và chất phân tán.
Thành phần và cấu tạo của Chất hoạt động bề mặt
Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt là một phân tử bao gồm cả tính ưa nước (hydrophilic) và tính kỵ nước (hydrophobic). Chính vì vậy, hoạt chất này bao gồm cả phần không tan trong nước và phần tan trong nước.
- Phần không tan trong nước thường là một mạch hydro cacbon dài 8-21, ankyl thuộc mạch ankal, ankle mạch thẳng hay có gắn vòng clo hay bezene…
- Phần tan trong nước thường là một nhóm ion hoặc non-ionic là nhóm phân cực mạnh như Cacboxyl (COO-), Hydroxyl (-OH), Amin (-NH2), sulfat (-OSO3)…
Ứng dụng của Chất hoạt động bề mặt trong ngành công nghiệp
- Công nghiệp dệt nhuộm: sử dụng như chất làm mếm cho vải sợi, chất trợ nhuộm.
- Công nghiệp thực phẩm: Là chất nhũ hóa cho các loại thực phẩm như bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp.
- Hóa mỹ phẩm: Làm chất tẩy rửa, chất nhũ hóa, chất tạo bọt.
- Ngành in ấn: Sử dụng làm chất trợ ngấm và phân tán mực in.
- Nông nghiệp: Là hoạt chất sử dụng trong sản xuất thuốc bảo vệ thực vật.
- Xây dựng: Sử dụng trong thi công nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn của bê tông.
- Dầu khí: Làm chất nhũ hóa trong dung dịch khoan
- Công nghiệp khoáng sản: Sử dụng làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt trong chế biến và khai thác khoáng sản.
Ứng dụng của Chất hoạt động bề mặt trong tẩy dầu mỡ kim loại
Trong quá trình mạ, sơn luôn cần có bước làm sạch lớp dầu mỡ bám trên bề mặt kim loại. Chất hoạt động bề mặt có nhiệm vụ tách lớp dầu bám trên bề mặt kim loại, sau đó sử dụng chất tẩy rửa để xử lý.
Chất hoạt động bề mặt là hoạt chất hỗ trợ giúp cho quá trình tẩy rửa dễ dàng hơn. Do đặc tính tạo bọt, những chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài hay nói cách khác, các chất bẩn phân tán vào dung dịch ở dạng huyền phù, treo lơ lửng.
Phân loại Chất hoạt động bề mặt
Có 3 cách phân loại chất hoạt động bề mặt: theo chỉ số HLP, Theo tính chất điện của đầu phân cực và theo ứng dụng trong ngành công nghiệp.
Phương pháp phân loại theo chỉ số HLP
Tính ưa và kỵ nước của Chất hoạt động bề mặt được nhận biết bởi chỉ số HLB (xhydrophilic lipophilic balance) có giá trị từ 0 đến 40. Chỉ số HLB càng cao thì hoạt chất càng dễ hòa tan trong nước. Chỉ số HLB càng thấp thì hoạt chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như dầu.
Phân loại theo chỉ số HLP:
- HLB: 1-3 có tính phá bọt
- HLB: 4-9 nhũ nước trong dầu
- HLB: 9-11 chất thấm ướt
- HLB: 11-15 nhũ dầu trong nước
- HLB :>15 chất khuếch tán, chất phân tán
Phương pháp phân loại theo tính chất điện của đầu phân cực
Theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử hoạt động bề mặt, hoạt chất được phân thành 5 loại:
- Chất hoạt động ion: khi phân cực, đầu phân cực bị ion hóa.
- Chất hoạt động dương: khi phân cực, đầu phân cực mang điện dương.
- Chất hoạt hóa âm: khi phân cực, đầu phân cực mang điện âm.
- Chất hoạt hoá phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa.
- Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi phân cực, xuất hiện 2 trường hợp là đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc điện dương tùy vào độ pH của dung môi.
Phương pháp phân loại theo ứng dụng trong ngành công nghiệp
Trong ngành công nghiệp, chất hoạt động bề mặt thường được phân loại thành bốn nhóm: anionic, cationic, lưỡng tính và non – ionic. Trong đó, anionic và non-ionic là hai loại chủ yếu dùng trong chất tẩy rửa bề mặt kim loại.
Chất hoạt động bề mặt Anionic
Hoạt chất khi cho vào trong nước sẽ phân ly thành ion âm, nhóm ưa nước liên kết với nhóm kỵ nước bằng liên kết cộng hóa trị. Vì vậy, chúng có khả năng làm sạch bề mặt rất mạnh, khả năng lấy dầu cao, tạo bọt nhiều. Đây là loại chất hoạt động bề mặt được sử dụng nhiều nhất trong các chất tẩy rửa.
Chất hoạt động bề mặt Non – ionic
Các chất hoạt động bề mặt có nhóm phân cực không bị ion hóa trong dung dịch nước. Phần ưa nước chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh không ion hóa. Sự hòa tan xảy ra do cấu tạo những liên kết hydro giữa các phân tử nước và một số chức năng của phần phân cực bao gồm nhóm ancol và este. Phần kỵ nước là mạch hydrocacbon dài, không bị ion hóa nên không tích điện. Do đó, hoạt chất ít bị ảnh hưởng bởi nước cứng và pH của môi trường. Tuy nhiên hoạt chất có khả năng lấy dầu ít và tạo bọt kém.
