Phương Nam Co LTD
© 26/5/2017 - Vietnam12h.com Application

Các tác nhân tăng bọt, chống bọt và làm mềm nước


Các tác nhân tăng bọt và chống bọt

Các tác nhân làm tăng bọt ( foam bootster):

Để làm tăng bọt cho dung dịch chất tẩy rửa có thể đi theo hai hướng sau:

- Chọn chất hoạt động bề mặt tạo bọt hay không tạo bọt.

- Sử dụng các phụ gia làm tăng bọt.

a) Chọn lựa chất hoạt động bề mặt:

Một chất hoạt động bề mặt hay hỗn hợp chất hoạt động bề mặt có thể làm thành hệ thống tạo bọt. Thông thường, số lượng bọt tăng với nồng độ đạt tối đa quanh CMC. Như vậy về mặt lý thuyết có thể tiên đoán khả năng tạo bọt của một chất hoạt động bề mặt dựa trên CMC của nó. Tuy nhiên điều này không có liên quan đến tính chất ổn định của bọt.

Các yếu tố ảnh hưởng đến CMC có thể tăng hoặc giảm bọt là:

- Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, độ hòa tan của chất hoạt động bề mặt anionic tăng làm khả năng tạo bọt tăng.Ngược lại đối với NI, độ hòa tan ( do đó khả năng tạo bọt) giảm với nhiệt độ sau điểm đục.

- Sự có mặt của chất điện ly: làm giảm trị số CMC của chất hoạt động bề mặt làm thay đổi khả năng tạo bọt của chất hoạt động bề mặt đó

- Cấu trúc phân tử của chất hoạt động bề mặt : Theo lý thuyết khả năng tạo bọt tùy theo cấu trúc phân tử của chất hoạt động bề mặt . Tuy nhiên trên thực tế rất phức tạp vì không có sự tương quan trực tiếp giữa khả năng tạo bọt và sự ổn định bọt. Tuy nhiên có những nguyện tắc tổng quát như sau:

+  Chất hoạt động bề mặt NI ít tạo bọt hơn chất hoạt động bề mặt ion trong dung dịch nước.

+ Đối với cùng một họ chất hoạt động bề mặt , CMC càng kém thì khả năng tạo bọt càng cao. Ví dụ như đối với alkyl sulfate, khi chiều dài mạch C tăng khả năng tạo bọt tăng.

+ Cation đối của chất hoạt động bề mặt anion có liên quan đến sự ổn định ( độ bền) của bọt. Theo Kondon và Co sự ổn định bọt của dodecyl sulfate giảm theo thứ tự sau:

NH4+ > (CH3)4N+ > (C2H5)4N+> (C4H9)4N+ 

b) Các chất phụ gia làm tăng bọt:

Theo Schick và Fowker , việc thêm vào một số hợp chất đối cực ( ion đối) có thể làm giảm CMC của chất hoạt động bề mặt . Khi hợp chất có cùng mạch C với chất hoạt động bề mặt thì khả năng tạo bọt và ổn định bọt tăng:

Ether glycerol < Ether sulfonyl < Amide < Amide thay thế

Trong thực tế người ta sử dụng mono hay diethanol amide làm những chất tăng bọt trong bột giặt tạo bọt, nước rửa chén hoặc dầu gội đầu.

Các chất chống bọt (antifoamer):

Để giảm bớt bọt trong dung dịch chất tẩy rửa người ta dùng các chất chống bọt (antifoamer):

Các chất chống bọt tác động theo hai cách:

- Ngăn cản sự tạo bọt: thường là các ion vô cơ như canxi có ảnh hưởng đến sự ổn định tĩnh điện hoặc giảm nồng độ anion bằng kết tủa.

- Hoặc tăng tốc độ phân hủy bọt: là các chất vô cơ hay hữu cơ sẽ đến thay thế các phân tử các chất hoạt động bề mặt của màng bọt làm màng bọt ít ổn định (không bền).

Khi thêm chất hoạt động bề mặt NI vào chất hoạt động bề mặt anion làm giảm bọt đáng kể. Tuy nhiên hệ thống anionic/ NI này vẫn còn quá nhiều bọt.

Các tác nhân làm mềm nước

Muốn tránh nước cứng gây ra hiệu quả xấu đối với quá trình tẩy rửa, ba phương pháp thường được sử dụng là:

- Sự phức hoá các ion Ca2+, Mg2+

- Sự trao đổi giữa các ion Ca2+, Mg2+ với những ion Na+

- Sự kết tủa các ion Ca2+, Mg2+.

Ngoài ra, tác nhân làm mềm nước còn có một số công dụng sau:

-          Tạo tính kiềm cho môi trường giặt.

-          Cung cấp một tác dụng đệm để duy trì pH của dung dịch giặt gần bằng với giá trị mong muốn trong suốt thời gian giặt.

-           Phân tán các phần tử chất bẩn.

Các tác nhân làm mềm nước thường được sử dụng là:

a) Natri Tripolyphosphate (STPP)

Trên 25 năm trở lại đây, STPP đã có mặt trong các sản phẩm tẩy rửa ở nhiều quốc qia trên thế giới với vai trò là chất xây dựng. Sở dĩ có điều này là do STPP có một số ưu điểm hơn các chất xây dựng khác như sau:

-         STPP có khả năng làm mềm nước tốt, trợ giúp cho sự thấm ướt vải và giặt tẩy.

-           STPP giúp khống chế môi trường kiềm của nước giặt và phân tán các chất bẩn trong khi giặt. Vì vậy, nó có tác dụng chống tái bám.

-           STPP có khả năng tạo dạng tinh thể STP-hexa hydrate rất bền, có tác động đến chất lượng ngoại quan của bột giặt.

Ngoài ra, STPP còn có chức năng phụ là có khả năng cải tiến hiệu quả của các chất hoạt động bề mặt anion và không ion. Quan trọng nhất là sự giảm CMC của sức căng bề mặt có tác động làm tăng độ hòa tan của chất hoạt động bề mặt.

STPP tồn tại ở hai dạng tinh thể, thường gọi là dạng I và dạng II.

-           Dạng I : STPP thu được từ quá trình nung vôi ở nhiệt độ 450 -500oC. Dạng này   hydrate hóa nhanh trong lúc phối trộn.

Dạng  II:  STPP  thu  được  từ  quá  trình  nung  vôi  ở  nhiệt  độ  thấp  hơn  khoảng 350oC. Dạng này hydrate hóa rất chậm nhưng để lâu được nơi nóng ẩm.

STPP thương mại thường là hỗn hợp của hai dạng trên, chứa khoảng 70% dạng  II và 30% dạng I. Cả dạng I và II đều có thể cho ra một dạng tinh thể hexahydrate như nhau: STP 6aq ( STP 6H2O).

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm vừa nêu, STPP cũng tác dụng không tốt đối với môi trường vì gây ra hiện tượng phú dưỡng trong nước thải.

Bảng 2.3: Tính chất vật lý của STPP

Tên

Natri tripolyphosphate

Công thức hóa học

Na5P3O10

Khối lượng phân tử

368

Thành phần

P2O5  : 57.60%

Na2O : 42.20%

Phân tử ngậm nước

STPP. 6H2O

Độ hòa tan ( trong 100g nước)

Ở 20oC : 12.9g

Ở 40oC : 13.7g

b) Zeolites:

Từ những năm 70, xu hướng sử dụng zeolite làm chất xây dựng trong bột giặt đã tăng lên đáng kể, thông dụng nhất là zeolite A.

Zeolite A có cấu trúc tinh thể với nhiểu lỗ xốp. Nhờ điểm đặc biệt này, các ion Natri chứa bên trong cấu trúc của nó có độ linh động cao và có thể dễ dàng trao đổi với các ion trong nước cứng, đặc biệt là Canxi.

Chức năng chính của zeolite A là làm mềm nước giặt bằng cách làm giảm nồng độ Canxi và Magie. Khả năng hoạt động của zeolite A sẽ được tăng cường bằng cách thêm vào một lượng nhỏ các chất hòa tan được trong nước, được gọi là chất trợ xây dựng, thường là polycarboxylate.

Ngoài ra, zeolite A còn giúp tạo sự ổn định về các tác nhân làm trắng trong các sản phẩm tẩy rửa.

Tùy theo kích thước phần tử zeolite A, nó có thể gây bụi, người sử dụng nên tránh hít phải. Vì không hòa tan được nên zeolite A không hút ẩm và không bị đóng bánh. Tuy nhiên, khả năng giặt tẩy của các sản phẩm dùng chất xây dựng là zeolite A kém hơn là các sản phẩm chứa phosphate vì chúng không tan được, khả năng xử lý ion Canxi, Magie kém, khả năng chống tái bám kém.

c) Na2CO3

Natri cacbonat thường được dùng trong các sản phẩm tẩy rửa đặc biệt trong các lĩnh vực giặt giũ quần áo, vì nó có một dự trữ kiềm, có khả năng đệm và có vai trò chống canxi trong những điều kiện khó khăn bằng cách làm kết tủa CaCO3. Tuy nhiên natri cacbonat chỉ là một nguyên liệu “phụ” và nó không thể thay thế những tác nhân làm mềm nước khác.

d) Natri silicat (Na2SiO3)

Natri silicat có khả năng làm mềm nước tốt. Ngoài ra, chúng còn là tác nhân có thể tạo được môi trường kiềm và đệm, giúp duy trì chất bẩn trong nước giặt, ngăn chúng bám trở lại bề mặt vải. Bên cạnh đó, chúng còn giúp hỗ trợ cho quá trình tạo hạt trong sản xuất bột giặt.

e) Polycacboxylat

Thường sử dụng polyacrylat (CH2=CH-COOR) . Polyacrylat tác dụng thông qua việc ức chế sự tạo thành của các tinh thể vô cơ trong quá trình tẩy giặt nếu không có ion photphat hoặc hàm lượng photphat thấp. Nó cũng có tác dụng phân tán các hạt chất bẩn, ngăn chúng tái bám trở lại bề mặt.

Các tác nhân tạo môi trường kiềm

- Các tác nhân kiềm thường được sử dụng là

- Natri triphotphat có pH = 9,5

- Natri perborat: pH = 10,5

- Natri cacbonat: pH >10: vừa là tác nhân làm mềm nước phụ, vừa là chất độn rẻ tiền

- Các siliat: pH = 10 đến > 13

 

- Natri bicacbonat


TKH