Đang tải... (xem toàn văn)
IV. ỨNG DỤNG XÀ PHÒNG, CHẤT TẨY RỬA Xà phòng và chất tẩy rửa rất cần thiết cho sức khỏe cá nhân và cộng đồng . Thông qua khả năng loại bỏ đất khỏi bề mặt, chúng góp phần giữ vệ sinh cá nhân, giảm sự hiện diện của vi trùng gây bệnh truyền nhiễm; kéo dài thời gian sử dụng của quần áo, đồ dùng sinh hoạt hằng ngày. Xà phòng và chất tẩy rửa được tìm thấy trong nhà có thể được nhóm thành bốn loại chung: làm sạch cá nhân, giặt ủi, rửa chén bát và làm sạch hộ gia đình. Trong mỗi loại là các loại sản phẩm khác nhau được pha chế với các thành phần để thực hiện chức năng làm sạch cũng như cung cấp các đặc tính cụ thể cho sản phẩm đó. Sản phẩm tẩy rửa cá nhân bao gồm xà phòng, gel, xà phòng lỏng và chất tẩy rửa tay. Những sản phẩm này có tác dụng làm sạch từ xà phòng, các chất hoạt động bề mặt khác hoặc kết hợp cả hai.Xà phòng hoặc gel được pha chế để làm sạch tay, mặt và cơ thể. Tùy thuộc vào các thành phần khác, chúng cũng có thể giữ ẩm cho da và, tiêu diệt hoặc ức chế vi khuẩn có thể gây ra mùi hoặc bệnh. Chất tẩy rửa có sẵn dưới dạng chất lỏng, bột, gel, que, thuốc xịt,.... Chúng được xây dựng để đáp ứng nhiều loại đất và loại bỏ vết bẩn, tẩy trắng, làm mềm vải, và nhu cầu khử trùng trong các điều kiện nước, nhiệt độ và sử dụng khác nhau. Các loại hóa chất tẩy rửa dùng trong công nghiệp đều có khả năng tẩy rửa cực mạnh để xử lý bề mặt kim loại, tẩy dầu mỡ và phục vụ một số hoạt động rửa máy móc, dụng cụ. Trong lĩnh vực xịt rửa xe cộ, nước rửa xe được sử dụng kết hợp với máy xịt rửa xe để làm sạch xe máy, ô tô hiệu quả. Trong lĩnh vực vệ sinh công nghiệp, các loại hóa chất cũng được dùng kết hợp với máy chà sàn nhà xưởng để mang lại hiệu quả làm sạch và bảo dưỡng sàn cao nhất,… Trong các hộ gia đình, thuật ngữ chất tẩy rửa thường được đề cập cụ thể đến các sản phẩm tẩy rửa gia dụng như bột giặt, nước lau sàn, lau kính, nước rửa chén, nước rửa tay, dầu gội đầu, sữa tắm, nước xả vải, nước tẩy trắng quần áo,… Các chất tẩy rửa gia dụng thường ở dạng bột hoặc dung dịch cô đặc. Chất tẩy rửa trong gia đình thường có nhiệm vụ đơn giản. Chất tẩy rửa đa năng phù hợp cho tất cả các loại vải có thể giặt được. Bột đặc biệt hiệu quả trong việc loại bỏ đất sét và bụi bẩn. Chất tẩy rửa nhẹ được sử dụng để rửa tay hoặc máy giặt các vật dụng bẩn nhẹ và các loại vải mỏng. Sản phẩm rửa chén bao gồm chất tẩy rửa cho nước rửa tay và máy cũng như một số sản phẩm đặc biệt. Chúng có sẵn dưới dạng chất lỏng, gel, bột và chất rắn. Chất tẩy rửa máy rửa chén tự động, ngoài việc loại bỏ đất thực phẩm và giữ chúng ở trạng thái lơ lửng, buộc các khoáng chất có trong nước cứng, nhũ hóa dầu mỡ, khử bọt do đất protein và giúp thấm nước khỏi bề mặt đĩa. Các chất tẩy rửa được sử dụng cùng với chất tẩy rửa máy rửa chén tự động để giảm sức căng bề mặt, do đó cải thiện việc thoát nước từ bát đĩa và dụng cụ. Chất tẩy rửa gia dụng có sẵn dưới dạng chất lỏng, gel, bột, chất rắn, có thể sử dụng trên các lớp sơn, nhựa, kim loại, sứ, thủy tinh và các bề mặt khác, và trên các tấm trải sàn có thể giặt được. Chất tẩy rửa đặc biệt được thiết kế cho các điều kiện đất được tìm thấy trên các bề mặt cụ thể, chẳng hạn như thủy tinh, gạch, kim loại, lò nướng, thảm và bọc, bồn cầu và trong cống. Chất tẩy rửa thủy tinh nới lỏng và hòa tan đất dầu tìm thấy trên kính, và khô nhanh mà không bị sọc. Chất tẩy rửa thủy tinh và đa bề mặt loại bỏ đất từ nhiều bề mặt nhẵn. Chúng tỏa sáng bề mặt mà không có vệt.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện kỹ thuật hóa học ⁘⁘⁘ TIỂU LUẬN HĨA SINH ĐỀ TÀI: Lịch sử phát triển ứng dụng xà phòng chất tẩy rửa Giảng viên hướng dẫn: T.S Giang Phương Ly Sinh viên thực Lớp MSSV Đặng Thị Lan HH02 20174826 Hà Nội, ngày 27 tháng năm 2020 Xà phòng chất tẩy rửa MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN .3 II PHÂN LOẠI, CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG Phân loại 1.1 Theo mục đích sử dụng: 1.2 Theo nguồn gốc: Cơ chế tác động III XÀ PHÒNG VÀ CHẤT TẨY RỬA TỔNG HỢP Xà phòng 1.1 Công thức: .8 1.2 Thành phần: .8 1.3 Sản xuất 1.4 Tính độc hại với mơi trường, hạn chế xà phòng 11 Chất tẩy rửa tổng hợp: 11 2.1 Phân loại: .12 2.2 Nguyên liệu 13 2.3 Quy trình sản xuất 14 2.4 Ưu điểm so với xà phịng, hạn chế với mơi trường 15 khác xà phòng chất tẩy rửa 17 Một số nét enzym sử dụng chất tẩy rửa 17 IV.ỨNG DỤNG XÀ PHÒNG, CHẤT TẨY RỬA 19 V KẾT LUẬN: 21 VI.TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 Xà phòng chất tẩy rửa MỞ ĐẦU Từ xa xưa, người biết sử dụng chất có khả tẩy rửa từ thiên nhiên tro, trấu, bồ kết, bồ hòn, chanh, muối,… để vệ sinh đồ vật Các chứng khảo cổ học cho thấy xà phòng sử dụng từ năm 2800 trước công nguyên Theo thời gian, với phát triển người, sản phẩm tẩy rửa dần phát phát triển Xã hội phát triển,song song với nhu cầu tăng cao vật chất tinh thần Xà phịng chất tẩy rửa thứ khơng thể thiếu sống ngày Nó xuất công việc, đời sống sinh hoạt hay quy mơ cơng nghiệp Xà phịng chất tẩy rửa chất hịa tan nước có khả loại bỏ bụi bẩn khỏi bề mặt da người, hàng dệt may chất rắn khác.Từ thời xa xưa người biết cách sử dụng sản xuất xà phòng Xã hội ngày phát triển, nhu cầu đáp ứng ngày tăng Trước đây, xà phòng dùng để tẩy rửa, giặt giũ, với số nhược điểm khơng thể giặt nước có chứa hàm lượng Ca Mg cao, gây hư hại cho sản phẩm mà chất tẩy rửa tổng hợp ngày phát triển Yêu cầu chất lượng, nguyên liệu chế tác xà phịng u cầu khơng thể đáp ứng năm 1916, chất tẩy rửa tổng hợp phát Đức để đáp ứng cho chiến tranh giới thứ – liên quan đến thiếu hụt chất béo để làm xà phòng, dùng để tẩy rửa làm vật dụng, chúng “tổng hợp” kết hợp từ nguyên liệu hóa chất khác Xà phịng, chất tẩy rửa có mặt tất công việc sống tắm gội, rửa tay, nước tẩy rửa chén bát, bột giặt, loại bỏ vi khuẩn, vết bẩn cách nhanh chóng Cho đến ngày nay, xà phịng chất tẩy rửa, sản phẩm xà phòng chất tẩy rửa ngày cải biến đưa vào mục đích sử dụng khác Ngày nay, với phát triển công nghệ, nhà khoa học điều chế nhiều loại hóa chất tẩy rửa phục vụ đời sống người có tác dụng nhanh chóng mạnh mẽ hơn, sản phẩm chất tẩy rửa cịn bổ sung enzym có hoạt tính tẩy cao mà khơng gây hại cho da tay môi trường Trong xã hội đại ngày nay, xà phịng cịn cải biến có tác dụng chăm sóc da, loại bỏ vi khuẩn, chất tẩy rửa tẩy trắng, lại nhiều hữu ích Xu là, để bảo vệ môi sinh, người ta thiên sản xuất sử dụng CHẤT TẨY Xà phòng chất tẩy rửa RỬA với phụ gia dễ bị phân huỷ sinh học, độc Xà phịng chất tẩy rửa đánh giá thiếu sống ngày Với lý em xin trình bày đề tài “nguồn gốc ứng dụng xà phòng chất tẩy rửa” Xà phòng chất tẩy rửa I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Có nhiều truyền thuyết khác xung quanh nguồn gốc xà phòng Theo truyền thuyết La Mã, xà phòng (Soap) đặt theo tên núi Sapo, địa danh cổ xưa nơi người ta thực nghi lễ hiến tế động vật Sau nghi lễ hiến tế động vật, mưa làm rửa trôi mỡ tro củi bàn thờ xuống bờ sông Những phụ nữ giặt giũ quần áo sông nhận thấy họ giặt quần áo số nơi định sông sau mưa to, quần áo nhiều Điều lý giải tro củi chứa kiềm sau kết hợp với chất béo mỡ động vật gặp nước mưa gây phản ứng xà phịng hóa, tạo xà phịng Đó nguồn gốc xuất xà phòng Một chất liệu giống xà phịng có trụ đất sét tìm thấy trình khai quật thành cổ đại Babylon chứng cho thấy việc sản xuất xà phòng biết đến từ 2800 năm trước công nguyên Chữ khắc trụ đất sét mô tả chất béo nấu tro củi phương pháp làm xà phịng Vào kỷ thứ hai, sau cơng ngun, thầy thuốc Hy Lạp đề nghị dùng xà phòng cho hai mục đích chữa bệnh làm vệ sinh.Mãi kỷ thứ 7, thợ làm xà phòng bắt đầu xuất Tây Ban Nha Ý, người ta làm xà phịng từ mỡ dê tro than gỗ sồi Cùng thời kỳ đó, người Pháp sử dụng dầu Olive để làm xà phòng Cuối nước hoa biết đến, bắt đầu xuất loại xà phòng chuyên dùng cho tắm, gội, cạo râu, giặt giũ Đến đầu kỷ 19, sản xuất xà phịng ngành cơng nghiệp phát triển nhanh Mỹ Nông dân Mỹ làm xà phịng tự chế, sử dụng quy trình có từ thời thuộc địa Họ tích trữ tro củi tận dụng sau đun nấu nhiều tháng Khi đủ chất béo dư thừa sau lần mổ lợn, họ làm xà phòng Khoa học sản xuất xà phòng đại đời khoảng 20 năm sau với phát Michel Eugene Chevreul (một nhà hóa học người Pháp khác) chất hóa học mối quan hệ chất béo, glycerine axit béo Các nghiên cứu ông thiết lập tảng cho hóa học chất béo xà phịng Hóa học sản xuất xà phịng giữ nguyên năm 1916, để đáp ứng cho thiếu hụt chất béo liên quan đến Thế chiến I sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp Đức Chất tẩy rửa tổng hợp sản phẩm giặt Xà phòng chất tẩy rửa làm mà không cần xà phịng, chúng tạo từ loại hóa chất kết hợp hóa học từ nhiều loại nguyên liệu thô.Sản xuất chất tẩy rửa gia dụng Bắc Mỹ bắt đầu vào năm 1930, không phổ biến sau Thế chiến II Do chiến tranh nguồn cung cấp chất béo dầu bị gián đoạn nhu cầu quân đội chất tẩy rửa sử dụng nước biển giàu khoáng chất nước lạnh tiếp tục kích thích nghiên cứu chất tẩy rửa Các chất tẩy rửa sử dụng chủ yếu để rửa tay giặt loại vải tốt Bước đột phá việc phát triển chất tẩy rửa cho mục đích giặt đa xuất vào năm 1946, chất tẩy rửa chế tạo có chứa chất kết hợp chất hoạt động bề mặt chất phụ gia khác giới thiệu Hoa Kỳ Chất hoạt động bề mặt thành phần làm sản phẩm tẩy rửa, chất phụ gia giúp chất hoạt động bề mặt hoạt động hiệu Các hợp chất photphat sử dụng làm chất phụ gia chất tẩy rửa cải thiện đáng kể hiệu suất, làm chúng thích hợp để làm đồ giặt bẩn Đến năm 1953, doanh số bán chất tẩy rửa Hoa Kỳ vượt qua xà phòng Bây chất tẩy rửa có tất trừ sản phẩm dựa xà phòng để giặt, rửa chén làm hộ gia đình Chất tẩy rửa (một kết hợp với xà phịng) tìm thấy nhiều chất lỏng sử dụng để làm cá nhân Kể từ thành tựu ban đầu hóa chất tẩy rửa hóa chất phụ trợ, hoạt động sản xuất tiếp tục tập trung vào phát triển sản phẩm làm hiệu dễ sử dụng, an toàn cho người tiêu dùng mơi trường Hình 1: Những người phụ nữ nấu xà phòng Xà phòng chất tẩy rửa I PHÂN LOẠI, CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG Phân loại 1.1 Theo mục đích sử dụng: Hóa chất tẩy rửa sinh hoạt Hóa chất tẩy rửa cơng nghiệp 1.2 Theo nguồn gốc: Chất giặt rửa thiên nhiên: bồ kết, bồ hòn, Chất giặt rửa nhân tạo (xà phòng) : este natri kaki với axit béo Chất giặt rửa tổng hợp: tổng hợp từ giai đoạn trình dầu khí Cơ chế tác động Nước chất lỏng thường sử dụng để làm sạch, có tính chất gọi sức căng bề mặt Mỗi phân tử nước bao quanh thu hút phân tử nước khác Tuy nhiên, bề mặt, phân tử bao quanh phân tử nước khác phía mặt Một lực căng tạo phân tử nước bề mặt kéo vào phía nước Sự căng làm cho nước lên bề mặt (thủy tinh, vải), làm chậm ướt bề mặt ức chế trình làm sạch.Chất nhờn, dầu mỡ chất bẩn không phân cực Chúng không tan nước, riêng nước khơng thể loại bỏ hết chất bẩn Nếu cho thêm xà phịng chất tẩy rửa vào đó.Chất tẩy rửa chất cho vào nước có khả loại bỏ chất bẩn Chúng làm chất bẩn theo ba cách sau: làm giảm sức căng bề mặt nước, làm cho nước tràn thay tạo thành giọt bề mặt, khiến phần tử mỡ tan nước giữ cho hạt bụi bẩn tách lơ lửng nước Chúng làm vết bẩn dầu mỡ thông qua phân tử gọi phân tử chất tẩy rửa Phân tử chất tẩy rửa (hình 2) phân tử lớn chứa mạch hydrocacbon dài không phân cực gắn với nhóm chức phân cực đầu phân tử Chúng hoạt động cách làm cho đuôi ưa dầu thâm nhập vào vết dầu bẩn, đầu ưa nước hướng phân tử nước Kết vết dầu bị chia thành hạt nhỏ giữ Xà phòng chất tẩy rửa chặt phân tử chất tẩy rửa Trong nước phân tử co cụm vào với để tạo thành micelle Các micelle giữ cho giọt dầu mỡ chất bẩn lơ lửng nước Đầu phân cực (Đầu ưa nước) Đuôi không phân cực (Đi kị nước) Hình 2: phân tử chất tẩy rửa Micelle Là nhóm hình cầu phân tử chất tẩy rửa nước Các phân tử dầu mỡ, chất bẩn bao bọc phân tử chất tẩy rửa Do lực hút đầu ưa nước phân tử chất tẩy rửa với phân tử nước kéo chất tẩy rửa vết bẩn dầu mỡ Một micelle hình thành vết dầu mỡ chất bẩn kéo khỏi bề mặt Các micelle giữ cho giọt chất bẩn lơ lửng nước không bám vào bề mặt vật bị nước rửa trôi Phân tử chất tẩy Phân tử chất Hình 3: Micelle Xà phịng chất tẩy rửa Hình 4: Cơ chế tác động II.XÀ PHÒNG VÀ CHẤT TẨY RỬA TỔNG HỢP Chất tẩy rửa chất cho vào nước có khả loại bỏ chất bẩn Tùy thuộc vào phân tử tẩy rửa khác mà phân biệt hai loại xà phòng chất tẩy rửa tồng hợp Xà phòng loại chất tẩy rửa nhiên có nhiều loại chất tẩy rửa khơng phải xà phịng Xà phịng Hình 5: Các bánh xà phịng Là loại chất tẩy rửa Nó muối Natri Kali với axit cacboxilic mạch dài, axit octadecanoic, acid pamitic, acid oleic Là sản phẩm phản ứng xà phòng hóa Xà phịng muối natri kali tan nước axit béo Xà phòng làm từ chất béo dầu, axit béo chúng, cách xử lý chúng hóa chất với chất kiềm mạnh Xà phòng chất tẩy rửa Mỡ động vật, mỡ rác, dầu thực vật dầu biển có độ nóng chảy cao, dầu cọ Những chất béo tạo xà phịng tạo bọt nước lạnh, nhiều nước ấm; nhẹ da; làm tốt Đây nhóm chất béo hàng đầu sử dụng ngành cơng nghiệp xà phịng quốc tế, chiếm vị trí quan trọng Chất béo rắn tạo xà phòng rửa nhanh bao gồm dầu dừa, dầu hạt cọ Những chất béo không bị ảnh hưởng nhiều chất điện giải, muối; đó, chúng thích hợp để sản xuất xà phịng biển, ngâm nước biển Đây nhóm chất béo xà phịng quan trọng thứ hai, với dầu dừa sử dụng nhiều Dầucho xà phịng có độ mềm, chẳng hạn dầu ô liu, dầu đậu nành dầu lạc, dầu hạt lanh Những loại dầu dễ dàng trải qua thay đổi khơng khí ánh sáng q trình bảo quản, xà phịng làm từ chúng bị đổi màu Nhựa thông dầu cao (sản phẩm phụ sản xuất bột gỗ hóa học) nhóm Nhựa thơng sử dụng xà phịng giặt, xà phịng tốn xà phịng đặc biệt ngành cơng nghiệp khác Dầu cao chủ yếu sử dụng xà phòng lỏng Axit béo thành phần chất béo dầu sử dụng sản xuất xà phòng Chúng axit yếu bao gồm hai phần: chuỗi hydrocarbon mạch thẳng dài no khơng no gắn vào nhóm axit cacboxylic (COO-) C17H33COOH C17H35COO CH2 C15H31COO CH C17H35COO CH2 (a) C17H35COOH (b) Hình 7: (a): phân tử chất béo (b): số axit béo Xà phòng chất tẩy rửa Các chất khác thêm vào chẳng hạn chất tạo mùi thơm, chất dưỡng da, thường thêm vào để có đặc tính cụ thể cho loại xà phòng 1.3 Sản xuất Vẫn sử dụng rộng rãi nhà sản xuất vừa nhỏ q trình đun sơi cổ điển Mục tiêu sản xuất bánh xà phịng điều kiện tinh khiết, khơng chứa glycerin Các bánh xà phịng nguyên liệu ban đầu để tạo thanh, vảy, hạt bột Q trình đun sơi tiến hành theo loạt bước, trình nấu thực nhữngnồi nấu to Đầu tiên, chất béo nấu chảy nồi nấu dung dịch kiềm thêm vào Toàn hỗn hợp sau đun sơi với nước mở từ ống đặt nồi Phản ứng xà phòng hóa diễn ra, hỗn hợp dày lên nhũ hóa kiềm phản ứng với chất béo để tạo xà phòng glycerin Để tách glycerin khỏi xà phòng, hỗn hợp xử lý nước muối Chúng tách thành lớp; lớp khối xà phịng khơng tinh khiết lớp bao gồm dung dịch muối với glycerin hịa tan Cơ sở việc loại bỏ glycerin dựa độ hịa tan glycerin tính khơng tan xà phòng dung dịch muối Dung dịch muối chứa kiềm, , chiết xuất từ đáy nồi sau xử lý để thu hồi glycerin Khối xà phòng lớp sau xử lý nước muối có chứa chất béo dư chưa phản ứngcùng với bụi bẩn chất màu có dầu gốc tiếp tục xử lý dung dịch kiềm mạnh Dung dịch kiềm mạnh thêm vào hỗn hợp, sau đun sơi để loại bỏ chất béo tự cuối Sau sản phẩm sử lý với nước muối lần để thu lấy xà phòng Sau hồn thành q trình sản xuất, sản phẩm xà phịng xử lý tùy theo mục đích sử dụng Như xà phòng giặt, khối xà phòng làm mát sau cắt theo kích thước đóng dấu Nếu xà phòng vệ sinh, sản phẩm xử lý nước hoa, thêm màu sắc, chất siêu mịn Hay xà phòng thuốc thường xà phịng vệ sinh có chất phụ gia đặc biệt clo hóa phenol, dẫn xuất xylenol hợp chất tương tự thêm vào để tạo tác dụng khử mùi khử trùng Hoặc kem cạo râu dựa kết hợp xà phòng kali natri 10 Xà phòng chất tẩy rửa C17H35COO CH2 C17H35COO CH C17H35COO CH2 CH2OH + 3NaOH 3C17H35COO- Na+ + CHOH CH2OH Hình : phương trình phản ứng xà phịng hóa 1.4 Tính độc hại với mơi trường, hạn chế xà phòng Xà phòng tạo thành cặn kết tủa nước cứng Trong sống sinh hoạt để lại vịng cặn xung quanh bồn tắm, cặn trắng dụng cụ thủy tinh kết tủa dính nước rửa bồn giặt Nếu sử dụng để gội đầu tóc xỉn màu, khơng bóng sau gội đầu, đốm vàng xuất sau giặt ủi sử dụng nhiều xà phịng gia đình Tất tượng khiếm khuyết nghiêm trọng xà phòng.Mặc dù xà phòng chất làm tốt, hiệu bị giảm sử dụng nước cứng Độ cứng nước diện muối khoáng canxi (Ca) magiê (Mg) sắt (Fe) mangan (Mn) Các muối khống phản ứng với xà phịng tạo thành kết tủa khơng hịa tan Xà phịng phản ứng với gốc axit hợp chất axit để tạo thành cặn, thành màng khó rửa sạch.Hay quần áo giặt nước mềm, số khoáng chất có đất bám quần áo tạo kết tủa giặt Hơn nữa, phân tử xà phịng khơng thể thích nghi với nhiều loại sợi, nhiệt độ giặt điều kiện nước ngày Tuy nhiên, xà phòng tạo từ acid béo có mạch C thẳng, chúng dễ bị phân hủy vi sinh vật, chúng an tồn với môi trường Chất tẩy rửa tổng hợp: 11 Xà phịng chất tẩy rửa Hình 9: số chất tẩy rửa tổng hợp Các chất tẩy rửa tổng hợp chất sản xuất từ sản phẩm phụ trình tinh chế dầu mỏ Chúng có tính chất giặt rửa tương tự xà phịng chúng khơng phải xà phịng chúng có phân tử chất tẩy rửa khác với xà phòng 2.1 Phân loại: Chất tẩy rửa anion Trong số chất tẩy rửa tổng loại hoạt tính anion quan trọng Phân tử chất tẩy tổng hợp có hoạt tính anion chuỗi carbon dài mà nhóm sulfo (―SO ) gắn vào, tạo thành phần tích điện âm (anion) Chuỗi carbon phải có cấu trúc cho nhóm sulfo gắn dễ dàng Chất tẩy rửa anion điển hình alkyl benzensulfonate SO3- Na+ SO3- Na+ Hình 10: số phân tử chất tẩy rửa tổng hợp Chất tẩy rửa không ion Các chất tẩy rửa không ion quan trọng thu hợp chất ngưng tụ có nhóm phân tử kỵ nước, thường nhóm hydroxyl (OH), oxit ethylen, oxit propylen Các hợp chất thông thường alkylphenol rượu chuỗi dài có nhóm hydroxyl cuối phân tử Các chất tẩy rửa không ion khác ngưng tụ từ axit béo amin hữu Chúng quan trọng chất ổn định bọt chế phẩm tẩy rửa dầu gội lỏng 12 Xà phòng chất tẩy rửa OH Hình 11: nonyl phenol – loại chất tẩy rửa không ion Chất tẩy cation Các chất tẩy cation tương tự chất anion, với thành phần ưa nước, nhưng, thay nhóm sulfonate anion, chất hoạt động bề mặt cation có amoni bậc trung tâm amoni tích điện dương Hình 12: diethyl ester dimethyl amonium clorua 2.2 Nguyên liệu Các chất hoạt động bề mặt thành phần làm sản phẩm tẩy rửa.Ngoài để tăng hiệu tẩy rửa, làm chất tẩy rửa thêm phụ gia khác chất trắng, chất trợ màu, chất thơm, Chất tẩy rửa sản phẩm làm hiệu chứa nhiều chất hoạt động bề mặt Do tính chất hóa học, chất hoạt động bề mặt sử dụng chất tẩy rửa thiết kế để hoạt động tốt nhiều điều kiện khác Các chất hoạt động bề mặt bị ảnh hưởng xà phịng gặp khống chất nước cứng hầu hết không tạo thành màng, cặn Các chất hoạt động bề mặt chất tẩy rửa phát triển để đáp ứng thiếu hụt chất béo dầu động vật thực vật Thế chiến I Thế chiến II Vào thời điểm đó, dầu mỏ tìm thấy nguồn dồi để sản xuất chất hoạt động 13 Xà phòng chất tẩy rửa bề Ngày nay, chất hoạt động bề mặt chất tẩy rửa làm từ sản phẩm phụ q trình hóa dầu hóa chất có nguồn gốc từ chất béo dầu Một số chất hoạt động bề mặt sử dụng: tri phosphat (tripolyphosphat TPP), EDTA (etylen Diamin Tetra-acetat), NTA (Nitrilo Tri-acetic) … EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) muối natri có đặc tính kết hợp với ion kim loại định để tạo thành phức hợp phân tử ion kim loại magie, canxi để khơng cịn thể tính chất ion Do đó, nước cứng, ion canxi magiê bị bất hoạt, nước làm mềm hiệu EDTA tạo thành phức tương tự với ion kim loại khác Ngoài sản phẩm tẩy rửa cịn có thành phần phụ khác như: Chất mài mịn Các khống chất khơng hịa tan nước bột talc (magie silicate), silica, đá cẩm thạch, đá bọt, phấn, , thạch anh cát thường nghiền thành bột thêm vào công thức chất tẩy rửa tổng hợp Chất mài mịn có tính chất hữu cơ, mùn cưa, sử dụng Chất tẩy trắng quang học Là phần thiếu tất loại bột giặt, chất làm sáng quang học thuốc nhuộm hấp thụ sợi dệt từ dung dịch sau khơng loại bỏ q trình giũ khiến sợi quang phản xạ tỷ lệ lớn ánh sáng khả kiến làm cho trơng sáng 2.3 Quy trình sản xuất Các hợp chất hữu (rượu béo alkylbenzene) chuyển thành chất tẩy rửa hoạt động bề mặt anion trình sunfo hóa Sự khác biệt chúng chất tẩy sản xuất từ rượu béo có nhóm phân tử sulfate (―OSO 3Na) chất tẩy sản xuất từ loại alkylbenzene có nhóm sulfonate (―SO3Na) gắn trực tiếp vào vịng benzen Lưu huỳnh trioxide dạng khí sử dụng rộng rãi để gắn nhóm sulfonate sulfate RCH2OH + SO3 RCH2OSO3H 14 Xà phòng chất tẩy rửa R R + SO3 SO3H Hình 13:phản ứng sunfo hóa Số lượng lớn chất tẩy rửa tổng hợp tiêu thụ gia đình dạng bột sấy phun Chúng sản xuất từ dung dịch nước bùn , chuẩn bị liên tục theo lô có chứa tất thành phần phụ gia Một số vật liệu kiềm cho vào có tác dụng làm tăng hoạt động tẩy rửa Quan trọng natri silicat, natri cacbonat loại photphat khác Bùn nguyên tử hóa nhiệt để loại bỏ nước Do đó, bột thu bao gồm hạt rỗng, gọi hạt, hòa tan nhanh nước Natri perborate thêm vào hạt phun khơ để tăng khả làm q trình oxy hóa Enzym thêm vào để tăng hoạt tính tẩy rửa, giảm bớt nhiễm mơi trường Nhiều loại bột giặt đại kết hợp chất tẩy rửa tổng hợp, anion không ion, với xà phòng để mang lại hiệu tối đa Chất tẩy bột sản xuất cách sấy phun, kết tụ, trộn khô kết hợp phương pháp lại với Trong quy trình sấy phun, thành phần khơ lỏng trước tiên kết hợp thành bùn, huyền phù dày, bể lớn Bùn làm nóng sau bơm lên đỉnh tháp nơi phun qua vịi phun áp suất cao để tạo giọt nhỏ Các giọt rơi qua luồng khơng khí nóng, tạo thành hạt rỗng chúng khô Các hạt khô thu thập từ tháp phun, nơi chúng sàng lọc để đạt kích thước tương đối đồng Sau hạt làm lạnh, thành phần nhạy cảm với nhiệt khơng tương thích với nhiệt độ sấy phun (như thuốc tẩy, enzyme hương thơm) thêm vào tạo thành sản phẩm 2.4 Ưu điểm so với xà phịng, hạn chế với mơi trường Các chất tẩy rửa tổng hợp thường không bị ảnh hưởng bị ảnh hưởng muối axit kim loại; chúng phản ứng hóa học với chúng, hợp chất thu hòa tan phân tán dạng keo dung dịch Các đặc tính hữu ích khác chất tổng hợp , độ hòa tan nước lạnh tính linh hoạt 15 Xà phịng chất tẩy rửa cơng thức, góp phần vào việc thay nhanh chóng sản phẩm xà phịng Tuy nhiên tác dụng không mong muốn sulfonate alkylbenzene, trái ngược với chất tẩy rửa tổng hợp có chứa chất béo cồn, lượng lớn bọt mà chúng tạo khó để loại bỏ Bọt tồn bề mặt nước thải từ khu dân cư qua cống nước hệ thống nước thải , sau đến sông, cuối biển, bọt làm chậm trình phân hủy sinh học vật liệu hữu nước thải, gây vấn đề hệ thống tái tạo lại nước thải Chất hoạt động bề mặt Như thấy, thứ đóng phần quan trọng việc giúp nước công loại bỏ bụi bẩn Nhưng chúng chảy xuống cống, chất hoạt động bề mặt tiếp tục hoạt động: chúng cơng loại dầu tự nhiên màng nhầy cá, ngăn chặn mang chúng hoạt động bình thường tăng nguy bị cơng hóa chất khác nước Một số thành phần chất hoạt động bề mặt (như chất gọi nonylphenol ethoxylate NPE) tạo thứ gọi chất gây rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến cân nội tiết tố động vật (bao gồm người), gây nhiều vấn đề sức khỏe thay đổi đặc điểm giới tính chúng Mặc dù chất hoạt động bề mặt gây độc cho cá sinh vật thủy sinh khác số cịn tồn mơi trường nhiều năm mà không bị phân hủy nhiên hầu hết chất hoạt động bề mặt phân hủy tương đối nhanh nhà máy xử lý nước thải trước chúng gây hại cho giới tự nhiên Photphat Ngoài chất hoạt động bề mặt, thành phần chất tẩy rửa chứa lượng photphat làm phụ gia tăng cường hoạt tính tẩy rửa, tẩy trắng, Khi phốt phát chất tẩy rửa xâm nhập vào nước ngọt, chúng hoạt động phân bón, thúc đẩy phát triển thực vật động vật nhỏ bé Vấn đề lớn mà chúng gây phát triển lớn tảo, gọi nở hoa tảo giết chết sống cá, sinh vật khác cách giảm oxy nước Với ưu điểm không tạo kết tủa giặt nước cứng, tạo bọt tốt hơn, tính chất tẩy rửa ưu việt xà phịng Mơi trường nước cứng chứa nhiều ion Ca2+ 16 Xà phòng chất tẩy rửa Mg2+ làm kết tủa xà bông, giảm bọt Do hóa chất tẩy rửa chẳng hạn bột giặt có chứa thành phần có tác dụng làm mềm nước tripolyphosphat (TPP), EDTA (etylen Diamin Tetra-acetat), NTA (Nitrilo Tri-acetic) … Nhưng chất tạo phức có chứa photpho cung cấp dinh dưỡng cho thực vật sống nước tảo, làm cho chúng phát triển nhanh nên tiêu thụ nhiều O2 hịa tan nước vào ban đêm làm cá chết hàng loạt Ở nơi sử dụng nước thải để tưới tiêu, bọt vấn đề Nghiên cứu chuyên sâu vào năm 1960 dẫn đến thay đổi phân tử alkylbenzene sulfonate Tetrapropylen, có cấu trúc phân nhánh, thay nhóm alkyl bao gồm chuỗi carbon thẳng dễ bị vi khuẩn phân hủy Các sản phẩm tẩy rửa gia dụng bột giặt, nước chà sàn, chất tẩy rửa toilet,… có chứa hóa chất độc hại kiềm, axit sunfuric, chlorine, amoniac,… Các chất bay nồng độ đậm đặc, tiếp xúc thời gian dài làm tăng nguy ung thư ảnh hưởng xấu tới khả sinh sản khác xà phòng chất tẩy rửa Xà phịng Chất tẩy rửa Gồm nhóm –COONa (hoặc – Có nhóm –SO3Na (hoặc –SO3K) COOK) gắn với axit béo có chuỗi gắn với chuỗi ankyl dài ankyl dài Mất hiệu nước cứng nước mặn Có khả phân hủy vi sinh vật Có thể sử dụng nước cứng nước mặn Chứa mạch cacbon phân nhánh không bị phân hủy Tạo kết tủa môi trường nước Không tạo kết tủa nước cứng cứng Có nguồn gốc từ thiên nhiên dầu, Là dẫn xuất tổng hợp mỡ động vật Thân thiện với môi trường Các hợp chất tạo thành bọt dày gây chết vi sinh vật Ví dụ: natri pamitat, natri stearat Ví dụ: axit deoxychoric, natri laury sunfat 17