BÀI GIẢNG - HÓA HỌC VÀ KỸ THUẬT CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT (LÊ THỊ HỒNG NHAN)
Các quá trình dị thể bất kỳ ( nhƣ hình thành hay phân hủy các chất rắn, hòa tan các chất rắn, lỏng và khí, bay hơi, thăng hoa, tẩy rửa, tạo nhũ tƣơng, bọt ….) đều là những quá trình xảy ra trên bề mặt phân chia pha. Trạng thái các chất ở bề mặt phân chia pha rất khác với vật chất trong lòng các pha vì có sự khác biệt về tƣơng tác giữa các phân tử với nhau. Sự khác biệt đó làm sản sinh các hiện tƣợng đặc biệt trên bề mặt phân chia pha.
NỘI DUNG:
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ........................... 4
1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ...................................................................................... 4
1.1.1 Sức căng bề mặt và các yếu tố ảnh hƣởng ............................................................ 4
1.1.2 Các chất họat động bề mặt, chất không họat động bề mặt và chất không ảnh
hƣởng đến sức căng bề mặt ................................................................................................. 8
1.1.3 Độ hoạt động bề mặt – Quy tắc Traube I ............................................................ 10
1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CĂNG BỀ MẶT ................................... 11
1.2.1 Xác định sự biến đổi mực chất lỏng trong mao quản ......................................... 11
1.2.2 Phƣơng pháp cân giọt lỏng ................................................................................. 12
1.2.3 Phƣơng pháp kéo vòng Lecomte du Nouy .......................................................... 12
1.3 PH N LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT......................................................... 13
1.3.1 Phân loại theo bản chất nhóm háo nƣớc ............................................................. 14
1.3.2 Phân loại theo bản chất nhóm kỵ nƣớc ............................................................... 14
1.3.3 Phân loại theo bản chất liên kết nhóm kỵ nƣớc và ái nƣớc ................................ 14
CHƢƠNG 2 TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG
DUNG DỊCH ......................................................................................................................... 15
2.1 CẤU TẠO LỚP BỀ MẶT TRÊN GIỚI HẠN LỎNG-KHÍ ..................................... 15
2.2 SỰ HÌNH THÀNH MICELLE ................................................................................. 16
2.3 NỒNG ĐỘ MICELLE TỚI HẠN............................................................................. 19
2.4 CÁC TÍNH CHẤT KHÁC........................................................................................ 21
2.4.1 Điểm Kraft .......................................................................................................... 21
2.4.2 Điểm đục ............................................................................................................. 21
2.4.3 HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) ................................................................ 21
2.4.4 Đặc tính bề mặt lỏng –rắn và quan hệ bề mặt trong hệ ba pha ........................... 25
CHƢƠNG 3 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC HỆ NHŨ TƢƠNG ...................... 27
3.1 KHẢ NĂNG TẠO NHŨ TƢƠNG ........................................................................... 27
3.1.1 Phân loại nhũ tƣơng: ........................................................................................... 27
3.1.2 Hiện tƣợng nhũ hóa: ........................................................................................... 28
3.2 CHẤT NHŨ HÓA .................................................................................................... 29
3.2.1 Khái niệm ............................................................................................................ 29
3.2.2 Phân loại chất nhũ hóa ........................................................................................ 29
3.2.3 Vai trò của nhũ hóa trong sự hình thành nhũ ...................................................... 30
3.3 ĐỘ BỀN VỮNG CỦA TẬP HỢP NHŨ TƢƠNG ................................................... 31
3.4 ĐIỀU CHẾ VÀ PHÁ VỠ HỆ NHŨ TƢƠNG-SỰ ĐẢO NHŨ (ĐẢO PHA) ........... 32
3.5 CÁC BIỆN PHÁP LÀM BỀN NHŨ ........................................................................ 33
3.5.1 Cơ sở về tính ổn định của nhũ tƣơng .................................................................. 33
3.5.2 Các yếu tố ảnh hƣởng độ bền nhũ: ..................................................................... 34
3.5.3 Các biện pháp làm bền nhũ ................................................................................. 35
3.6 MỘT SỐ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐƢỢC ỨNG DỤNG LÀM CHẤT NHŨ
HÓA O/W ............................................................................................................................. 36
CHƢƠNG 4 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC HỆ BỌT ...................................... 39
Downloaded by EBOOKBKMT (ebook.infogate.vn@gmail.com)
lOMoARcPSD|12484561
3
4.1 ĐỘ BỀN VỮNG CỦA TẬP HỢP BỌT ................................................................... 39
4.2 CÁC NGUYÊN NH N LÀM BỀN BỌT ................................................................ 40
4.3 CÁC TÁC NH N LÀM TĂNG BỌT (FOAM BOOTSTER) ................................. 41
4.3.1 Chọn lựa chất hoạt động bề mặt ......................................................................... 41
4.3.2 Sử dụng các chất phụ gia làm tăng bọt ............................................................... 42
4.4 CÁC TÁC NH N CHỐNG BỌT (ANTIFOAMER) ............................................... 42
4.4.1 Cơ chế phá vỡ bọt bằng các hạt kỵ nƣớc ............................................................ 42
4.4.2 Cơ chế chảy loang ( spreading) ........................................................................... 43
4.5 ĐIỀU CHẾ VÀ PHÁ VỠ BỌT ................................................................................ 44
CHƢƠNG 5 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ KHẢ NĂNG TẨY RỬA ..................... 46
5.1 CƠ CHẾ TẨY RỬA ................................................................................................. 46
5.1.1 Tẩy các vết bẩn có chất béo ................................................................................ 46
5.1.2 Tẩy các vết bẩn dạng hạt ..................................................................................... 49
5.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẦY RỬA .............................. 51
5.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẨY RỬA ...................................................................... 52
CHƢƠNG 6 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC CHỈ TIÊU KHÁC ....................... 53
6.1 KHẢ NĂNG TẠO HỆ HUYỀN PHÙ ...................................................................... 53
6.2 KHẢ NĂNG THẤM ƢỚT ....................................................................................... 53
6.3 CHỈ SỐ CANXI CHẤP NHẬN ................................................................................ 54
CHƢƠNG 7 HÓA HỌC CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ......................................... 55
7.1 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ANION ................................................................. 55
7.1.1 Chất hoạt động bề mặt nguồn gốc acid carboxylic ............................................. 55
7.1.2 Chất hoạt động bề mặt sulfate ............................................................................. 67
7.1.3 Chất hoạt động bề mặt sulfonate ......................................................................... 77
7.2 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CATION ............................................................... 86
7.2.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 86
7.2.2 Cơ sở lý thuyết quá trình tổng hợp ..................................................................... 88
7.2.3 Một số ứng dụng ................................................................................................. 92
7.3 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT LƢỠNG TÍNH ..................................................... 95
7.3.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 95
7.3.2 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính acid carboxylic ............................................. 95
7.3.3 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính sulfate/sulfonate ........................................... 95
7.4 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT KHÔNG ION ....................................................... 97
7.4.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 97
7.4.2 Tổng hợp chất họat động bề mặt không ion từ alkyl phenol .............................. 99
7.4.3 Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt từ rƣợu béo mạch dài: ............................ 102
7.4.4 Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt không ion từ acid béo: ........................... 103
7.4.5 Các chất hoạt động bề mặt không ion khác: ..................................................... 104
7.4.6 Các chất hoạt động bề mặt không ion làm chất trung gian để tổng hợp các chất
hoạt động bề mặt ion khác: ............................................................................................. 105
7.4.7 Một số ứng dụng
Các quá trình dị thể bất kỳ ( nhƣ hình thành hay phân hủy các chất rắn, hòa tan các chất rắn, lỏng và khí, bay hơi, thăng hoa, tẩy rửa, tạo nhũ tƣơng, bọt ….) đều là những quá trình xảy ra trên bề mặt phân chia pha. Trạng thái các chất ở bề mặt phân chia pha rất khác với vật chất trong lòng các pha vì có sự khác biệt về tƣơng tác giữa các phân tử với nhau. Sự khác biệt đó làm sản sinh các hiện tƣợng đặc biệt trên bề mặt phân chia pha.
NỘI DUNG:
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ........................... 4
1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ...................................................................................... 4
1.1.1 Sức căng bề mặt và các yếu tố ảnh hƣởng ............................................................ 4
1.1.2 Các chất họat động bề mặt, chất không họat động bề mặt và chất không ảnh
hƣởng đến sức căng bề mặt ................................................................................................. 8
1.1.3 Độ hoạt động bề mặt – Quy tắc Traube I ............................................................ 10
1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CĂNG BỀ MẶT ................................... 11
1.2.1 Xác định sự biến đổi mực chất lỏng trong mao quản ......................................... 11
1.2.2 Phƣơng pháp cân giọt lỏng ................................................................................. 12
1.2.3 Phƣơng pháp kéo vòng Lecomte du Nouy .......................................................... 12
1.3 PH N LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT......................................................... 13
1.3.1 Phân loại theo bản chất nhóm háo nƣớc ............................................................. 14
1.3.2 Phân loại theo bản chất nhóm kỵ nƣớc ............................................................... 14
1.3.3 Phân loại theo bản chất liên kết nhóm kỵ nƣớc và ái nƣớc ................................ 14
CHƢƠNG 2 TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG
DUNG DỊCH ......................................................................................................................... 15
2.1 CẤU TẠO LỚP BỀ MẶT TRÊN GIỚI HẠN LỎNG-KHÍ ..................................... 15
2.2 SỰ HÌNH THÀNH MICELLE ................................................................................. 16
2.3 NỒNG ĐỘ MICELLE TỚI HẠN............................................................................. 19
2.4 CÁC TÍNH CHẤT KHÁC........................................................................................ 21
2.4.1 Điểm Kraft .......................................................................................................... 21
2.4.2 Điểm đục ............................................................................................................. 21
2.4.3 HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) ................................................................ 21
2.4.4 Đặc tính bề mặt lỏng –rắn và quan hệ bề mặt trong hệ ba pha ........................... 25
CHƢƠNG 3 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC HỆ NHŨ TƢƠNG ...................... 27
3.1 KHẢ NĂNG TẠO NHŨ TƢƠNG ........................................................................... 27
3.1.1 Phân loại nhũ tƣơng: ........................................................................................... 27
3.1.2 Hiện tƣợng nhũ hóa: ........................................................................................... 28
3.2 CHẤT NHŨ HÓA .................................................................................................... 29
3.2.1 Khái niệm ............................................................................................................ 29
3.2.2 Phân loại chất nhũ hóa ........................................................................................ 29
3.2.3 Vai trò của nhũ hóa trong sự hình thành nhũ ...................................................... 30
3.3 ĐỘ BỀN VỮNG CỦA TẬP HỢP NHŨ TƢƠNG ................................................... 31
3.4 ĐIỀU CHẾ VÀ PHÁ VỠ HỆ NHŨ TƢƠNG-SỰ ĐẢO NHŨ (ĐẢO PHA) ........... 32
3.5 CÁC BIỆN PHÁP LÀM BỀN NHŨ ........................................................................ 33
3.5.1 Cơ sở về tính ổn định của nhũ tƣơng .................................................................. 33
3.5.2 Các yếu tố ảnh hƣởng độ bền nhũ: ..................................................................... 34
3.5.3 Các biện pháp làm bền nhũ ................................................................................. 35
3.6 MỘT SỐ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐƢỢC ỨNG DỤNG LÀM CHẤT NHŨ
HÓA O/W ............................................................................................................................. 36
CHƢƠNG 4 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC HỆ BỌT ...................................... 39
Downloaded by EBOOKBKMT (ebook.infogate.vn@gmail.com)
lOMoARcPSD|12484561
3
4.1 ĐỘ BỀN VỮNG CỦA TẬP HỢP BỌT ................................................................... 39
4.2 CÁC NGUYÊN NH N LÀM BỀN BỌT ................................................................ 40
4.3 CÁC TÁC NH N LÀM TĂNG BỌT (FOAM BOOTSTER) ................................. 41
4.3.1 Chọn lựa chất hoạt động bề mặt ......................................................................... 41
4.3.2 Sử dụng các chất phụ gia làm tăng bọt ............................................................... 42
4.4 CÁC TÁC NH N CHỐNG BỌT (ANTIFOAMER) ............................................... 42
4.4.1 Cơ chế phá vỡ bọt bằng các hạt kỵ nƣớc ............................................................ 42
4.4.2 Cơ chế chảy loang ( spreading) ........................................................................... 43
4.5 ĐIỀU CHẾ VÀ PHÁ VỠ BỌT ................................................................................ 44
CHƢƠNG 5 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ KHẢ NĂNG TẨY RỬA ..................... 46
5.1 CƠ CHẾ TẨY RỬA ................................................................................................. 46
5.1.1 Tẩy các vết bẩn có chất béo ................................................................................ 46
5.1.2 Tẩy các vết bẩn dạng hạt ..................................................................................... 49
5.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẦY RỬA .............................. 51
5.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẨY RỬA ...................................................................... 52
CHƢƠNG 6 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ CÁC CHỈ TIÊU KHÁC ....................... 53
6.1 KHẢ NĂNG TẠO HỆ HUYỀN PHÙ ...................................................................... 53
6.2 KHẢ NĂNG THẤM ƢỚT ....................................................................................... 53
6.3 CHỈ SỐ CANXI CHẤP NHẬN ................................................................................ 54
CHƢƠNG 7 HÓA HỌC CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ......................................... 55
7.1 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ANION ................................................................. 55
7.1.1 Chất hoạt động bề mặt nguồn gốc acid carboxylic ............................................. 55
7.1.2 Chất hoạt động bề mặt sulfate ............................................................................. 67
7.1.3 Chất hoạt động bề mặt sulfonate ......................................................................... 77
7.2 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CATION ............................................................... 86
7.2.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 86
7.2.2 Cơ sở lý thuyết quá trình tổng hợp ..................................................................... 88
7.2.3 Một số ứng dụng ................................................................................................. 92
7.3 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT LƢỠNG TÍNH ..................................................... 95
7.3.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 95
7.3.2 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính acid carboxylic ............................................. 95
7.3.3 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính sulfate/sulfonate ........................................... 95
7.4 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT KHÔNG ION ....................................................... 97
7.4.1 Giới thiệu ............................................................................................................ 97
7.4.2 Tổng hợp chất họat động bề mặt không ion từ alkyl phenol .............................. 99
7.4.3 Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt từ rƣợu béo mạch dài: ............................ 102
7.4.4 Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt không ion từ acid béo: ........................... 103
7.4.5 Các chất hoạt động bề mặt không ion khác: ..................................................... 104
7.4.6 Các chất hoạt động bề mặt không ion làm chất trung gian để tổng hợp các chất
hoạt động bề mặt ion khác: ............................................................................................. 105
7.4.7 Một số ứng dụng


.png)
%20(1).png)
.png)

.png)



Không có nhận xét nào: