Triethanolamine TEA 99% - nhập khẩu từ thái lan<

Phương Nam Co LTD
Cung cấp chất hoạt động bề mặt, dầu bôi trơn Korea
© 25/4/2024 - Vietnam12h.com Application

Điều chế chất hoạt động bề mặt oxy hoá dầu thông Phương pháp tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông oxy hoá được áp dụng để tẩy dầu mỡ trên vải pha. Nguyên liệu là dầu thông như trên, tác nhân oxy hoá sử dụng là oxy không khí có chất khơi mào là H2O2. Hoạt tính của sản phẩm dầu thông oxy hoá được đánh giá qua việc đo độ tẩy sạch của vải pha. Khảo sát ảnh hưởng của lượng oxy không khí. Để khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng oxy không khí đến hoạt tính tẩy sạch của sản phẩm dầu thông oxy hoá, đã tiến hành khảo sát lượng oxy không khí (được đánh giá qua tốc độ sục không khí), có chất khơi mào H2O2 , cố định các thành phần khác như sau: DTBT: 100ml, 1 %H2O2 có nồng độ 30%, Nhiệt độ: 80o C, Thời gian: 4h. Kết quả đưa ra ở bảng 3.21 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của lượng oxy không khí đến phản ứng oxy hoá Từ bảng số liệu trên bảng ta xây dựng đồ thị mối quan hệ phụ thuộc của hoạt tính tẩy rửa vào tốc độ sục không khí: Hình 3.27. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và tốc độ sục không khí Từ đồ thị nhận thấy, khi tốc độ sục không khí là 14 ml/s thì hoạt tính tẩy sạch đạt cao nhất. Nếu tốc độ sục không khí nhỏ quá thì oxy không khí chưa đủ để chuyển hoá các cấu tử terpen trong dầu thông thành các sản phẩm có hoạt tính tẩy rửa cao. Nếu tốc độ sục không khí cao quá có thể dẫn tới giảm độ tẩy rửa do lượng oxy dư thừa sẽ tạo ra các sản phẩm oxy hoá sâu như aldehit, axit, là những cấu tử có hoạt tính bề mặt kém. Ảnh hưởng của lượng H2O2 Cố định các yếu tố: DTBT: 100ml, Nhiệt độ: 80o C, Thời gian: 4h, Tốc độ sục không khí: 14ml/s. Thay đổi hàm lượng H2O2 thu được kết quả trên bảng 3.22 Bảng 3.22. Ảnh hưởng của lượng H2O2 trong phản ứng oxy hoá dầu thông Từ bảng số liệu trên ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và lượng H2O2 như hình 3.28 Hình 3.28. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và lượng H2O2 H2O2 đóng vai trò chất khơi mào trong phản ứng oxy hoá dầu thông, vì vậy lượng H2O2 vừa đủ là rất quan trọng trong quá trình phản ứng. Từ đồ thị cho thấy, mẫu S5 với 1,3ml H2O2 cho ta hoạt tính tẩy rửa tốt nhất (58,5%). Lượng peroxit lớn quá sẽ tạo ra hàm lượng nước lớn sẽ pha loãng dung dịch phản ứng, giảm khả năng hoà tan của oxy trong dầu thông và xảy ra quá trình oxy hoá sâu, tạo nhiều cặn, nhựa làm giảm hiệu suất của phản ứng. Nếu lượng peoxyt ít quá thì phản ứng không triệt để làm sản phẩm không đạt chất lượng do có một lượng dầu thông chưa phản ứng hết. Vậy thực nghiệm đã chứng minh lượng peroxit 1,3 ml là tốt nhất. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Cố định lượng H2O2 là 1,3ml và thời gian phản ứng là 4h để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ. Kết quả thể hiện ở bảng số liệu 3.23 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của nhiệt độ trong phản ứng oxy hoá dầu thong Từ bảng số liệu trên xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và nhiệt độ phản ứng oxy hoá dầu thông như sau: Hình 3.29. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và nhiệt độ oxy hoá Thực hiện phản ứng oxy hoá ở nhiệt độ 90oC sẽ cho ta sản phẩm oxy hoá có hoạt tính tẩy sạch tốt nhất (66,8%). Nếu thực hiện ở nhiệt độ cao thì ngoài phản ứng oxy hoá còn có thể có phản ứng phụ do sự trùng hợp dầu thông hay oxy hoá sâu tạo axit làm giảm hiệu suất và hoạt tính bề mặt của sản phẩm. Nếu nhiệt độ thấp quá, quá trình oxy hoá diễn ra kém, làm thấp đi hoạt tính bề mặt. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng. Quá trình oxy hóa dầu thông với thời gian khác nhau và thành phần khác cố định: DTBT: 100ml, Nhiệt độ:90o C, H2O2:0,5%, Tốc độ sục không khí 840ml/phút. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.24 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình oxy hoá Từ bảng số liệu trên xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và thời gian phản ứng (hình 3.30) Hình 3.30. Mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và thời gian phản ứng Từ đồ thị cho thấy, thực hiện phản ứng oxy hoá ở thời gian là 5h sẽ cho sản phẩm dầu thông oxy hoá có hoạt tính tẩy rửa tốt nhất (73,5%). Nếu thời gian phản ứng ngắn hơn thì chưa đủ cho dầu thông tiếp xúc với oxy để chuyển hóa tạo ra sản phẩm. Nếu thời gian dài hơn sẽ ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và phát sinh phản ứng phụ oxy hoá sâu. Ảnh hưởng của hàm lượng nước. Theo Phương Nam nước thêm vào có vai trò làm phân huỷ các hợp chất trung gian trong quá trình oxy hoá như hydroperoxit, oxit thành terpen alcol và các sản phẩm chứa oxy khác, do vậy đã khảo sát nhằm tìm được lượng nước thích hợp cho quá trình. Các điều kiện phản ứng: dầu thông: 100ml, Nhiệt độ: 90o C, H2O2: 0,5%, Tốc độ sục không khí: 840 ml/phút , Thời gian: 5h Hai giờ sau khi tiến hành phản ứng oxy hoá, thêm nước vào với hàm lượng khác nhau, kết quả thu được trong bảng 3.25 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của hàm lượng h2o trong phản ứng oxyt hoá dầu thông Từ bảng số liệu trên, có thể xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và hàm lượng h2o ( hình 3.31) Đồ thị 3.29 cho thấy, mẫu s3 với 2% h2o cho hoạt tính tẩy sạch tốt nhất (75,8%). Nếu hàm lượng nước lớn quá, có thể làm loãng khả năng phân tán của oxy vào dầu thông, khiến cho hiệu quả oxy hoá giảm. Hàm lượng nước quá nhỏ giảm hiệu suất của quá trình oxy hoá do lượng rượu tạo thành quá thấp. Hình 3.31. Mối quan hệ giữa khả năng tẩy trắng và hàm lượng h2o Xác định thành phần sản phẩm dầu thông oxy hoá Phổ gas chromatography mass spectometrycủa mẫu dầu thông oxy hóa thu được như sau: Hình 3.32. Phổ gas chromatography mass spectometrycủa dầu thông oxy hóa Qua phổ gas chromatography mass spectometryhình 3.32 cho thấy đã có một lượng α - pinen là cấu tử chính trong thành phần của dầu thông nguyên liệu đã chuyển hóa thành các cấu tử khác (giảm từ 73,185% xuống còn 53,006%), bên cạnh đó hàm lượng cấu tử khác như β-pinen; carene … cũng đã chuyễn hóa một phần. Sản phẩm chính thu được là các rượu như trans–2-caren -4-ol (5,490%), myternol (4,198%), verbenon (1,689%) … Phổ IR. Hình 3.33. Phổ IR của dầu thông oxy hóa Kết quả từ hai phổ đồ trên cho thấy ngoài sự xuất hiện của một pic tại tần số 3369,2 cm-1 pic này đặc trưng cho nhóm –OH (pic đặc trưng của nhóm OH liên kết tự do nằm trong vùng 3600 ÷ 3200 cm-1 /32/), còn thấy xuất hiện một số pic đặc trưng nằm trong vùng tần số 1600 ÷ 1700 cm-1 (pic đặc trưng của nhóm andehit và nhóm C=O /32/). Điều này cho thấy có phản ứng oxy hóa xảy ra tao ra các nhóm rượu –OH, -CHO và C=O Dựa trên sự so sánh sắc ký đồ GC và phổ IR đối với dầu thông nguyên liệu và dầu thông oxy hóa được thể hiện có sự xuất hiện của các sản phẩm rượu trong phản ứng oxy hóa dầu thông. Từ kết quả phân tích trên, có thể đưa ra mô hình các phản ứng chính của quá trình oxy hóa dầu thông như sau: Việc hình thành các hợp chất này có thể giải thích: Phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do. Gốc tự do tạo thành ưu tiên ở vị trí α so với liên kết đôi. Dưới tác dụng của oxy không khí, các gốc tự do này dễ dàng kết hợp với oxy thành các hydroperoxit. Các hydroperoxit trong giai đoạn tiếp theo tạo thành các sản phẩm rượu hoặc phenol. Các sản phẩm rượu, phenol chính của quá trình như: Myrtenol, verbenon... Như vậy, trong sản phẩm dầu thông oxy hoá có chủ yếu là rượu terpen, là những cấu tử tốt cho quá trình tẩy sạch dầu mỡ trên vải sợi vì rượu terpen có chứa nhóm OH, dẫn đến tăng tính phân cực và tính hướng nước so với hợp chất ban đầu, làm cho tính nhũ hoá thích hợp của sản phẩm trong nước tăng lên, hoạt tính bề mặt tăng. Các tính chất hoá lý của dầu thông oxy hoá: Bằng các phương pháp thực nghiệm , đã xác định được các tính chất hoá lý của dầu thông oxy hoá. So sánh với các sản phẩm sunfat hoá và hydrat hoá ta có bảng sau Bảng 3.26. Các tính chất hoá lý của dầu thông nguyên liệu và các sản phẩm biến tính Ghi chú: ct: vải cotton; pet: vải polieste; ct/pet: vải pha cotton với polieste Từ bảng trên ta thấy, dầu thông nguyên liệu có hoạt tính tẩy sạch trên vải pha cao hơn so với trên vải cotton, nhưng thấp hơn so với vải polieste; tuy nhiên Vẫn rất thấp. Sau khi biến tính, tất cả các sản phẩm đều có hoạt tính cao hơn nhiều so với dầu thông ban đầu. Đồng thời một loạt các tính chất hoá lý được cải thiện: tỷ trọng tăng, độ nhớt tăng dẫn đến độ bay hơi giảm; điều này thuận tiện cho quá trình tồn chứa bảo quản sản phẩm, khả năng an toàn về cháy nổ…. Từ tính chất về sức căng bề mặt (sức căng bề mặt) cũng thấy, giá trị này giảm đi, phù hợp với lý thuyết là nếu sức căng bề mặt giảm thì hoạt tính bề mặt sẽ tăng lên. Rõ ràng số liệu cho thấy, hoạt tính bề mặt của sản phẩm sunfat hoá đối với vải cotton là cao nhất, tương ứng với sức căng bề mặt thấp nhất.

Điều chế chất hoạt động bề mặt oxy hoá dầu thông

Phương pháp tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông oxy hoá được áp dụng để tẩy dầu mỡ trên vải pha. Nguyên liệu là dầu thông như trên, tác nhân oxy hoá sử dụng là oxy không khí có chất khơi mào là H2O2. Hoạt tính của sản phẩm dầu thông oxy hoá được đánh giá qua việc đo độ tẩy sạch của vải pha.

Khảo sát ảnh hưởng của lượng oxy không khí.

Để khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng oxy không khí đến hoạt tính tẩy sạch của sản phẩm dầu thông oxy hoá, đã tiến hành khảo sát lượng oxy không khí (được đánh giá qua tốc độ sục không khí), có chất khơi mào H2O2 , cố định các thành phần khác như sau: DTBT: 100ml, 1 %H2O2 có nồng độ 30%, Nhiệt độ: 80o C, Thời gian: 4h. Kết quả đưa ra ở bảng 3.21

Bảng 3.21. Ảnh hưởng của lượng oxy không khí đến phản ứng oxy hoá

Từ bảng số liệu trên bảng ta xây dựng đồ thị mối quan hệ phụ thuộc của hoạt tính tẩy rửa vào tốc độ sục không khí:

Hình 3.27. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và tốc độ sục không khí

Từ đồ thị nhận thấy, khi tốc độ sục không khí là 14 ml/s thì hoạt tính tẩy sạch đạt cao nhất. Nếu tốc độ sục không khí nhỏ quá thì oxy không khí chưa đủ để chuyển hoá các cấu tử terpen trong dầu thông thành các sản phẩm có hoạt tính tẩy rửa cao. Nếu tốc độ sục không khí cao quá có thể dẫn tới giảm độ tẩy rửa do lượng oxy dư thừa sẽ tạo ra các sản phẩm oxy hoá sâu như aldehit, axit, là những cấu tử có hoạt tính bề mặt kém.

Ảnh hưởng của lượng H2O2

Cố định các yếu tố: DTBT: 100ml, Nhiệt độ: 80o C, Thời gian: 4h, Tốc độ sục không khí: 14ml/s. Thay đổi hàm lượng H2O2 thu được kết quả trên bảng 3.22

Bảng 3.22. Ảnh hưởng của lượng H2O2 trong phản ứng oxy hoá dầu thông

Từ bảng số liệu trên ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và lượng H2O2 như hình 3.28

Hình 3.28. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và lượng H2O2

H2O2 đóng vai trò chất khơi mào trong phản ứng oxy hoá dầu thông, vì vậy lượng H2O2 vừa đủ là rất quan trọng trong quá trình phản ứng. Từ đồ thị cho thấy, mẫu S5 với 1,3ml H2O2 cho ta hoạt tính tẩy rửa tốt nhất (58,5%). Lượng peroxit lớn quá sẽ tạo ra hàm lượng nước lớn sẽ pha loãng dung dịch phản ứng, giảm khả năng hoà tan của oxy trong dầu thông và xảy ra quá trình oxy hoá sâu, tạo nhiều cặn, nhựa làm giảm hiệu suất của phản ứng. Nếu lượng peoxyt ít quá thì phản ứng không triệt để làm sản phẩm không đạt chất lượng do có một lượng dầu thông chưa phản ứng hết. Vậy thực nghiệm đã chứng minh lượng peroxit 1,3 ml là tốt nhất.

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Cố định lượng H2O2 là 1,3ml và thời gian phản ứng là 4h để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ. Kết quả thể hiện ở bảng số liệu 3.23

Bảng 3.23. Ảnh hưởng của nhiệt độ trong phản ứng oxy hoá dầu thong

Từ bảng số liệu trên xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và nhiệt độ phản ứng oxy hoá dầu thông như sau:

Hình 3.29. Mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và nhiệt độ oxy hoá

Thực hiện phản ứng oxy hoá ở nhiệt độ 90oC sẽ cho ta sản phẩm oxy hoá có hoạt tính tẩy sạch tốt nhất (66,8%). Nếu thực hiện ở nhiệt độ cao thì

ngoài phản ứng oxy hoá còn có thể có phản ứng phụ do sự trùng hợp dầu thông hay oxy hoá sâu tạo axit làm giảm hiệu suất và hoạt tính bề mặt của sản phẩm. Nếu nhiệt độ thấp quá, quá trình oxy hoá diễn ra kém, làm thấp đi hoạt tính bề mặt.

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng.

Quá trình oxy hóa dầu thông với thời gian khác nhau và thành phần khác cố định: DTBT: 100ml, Nhiệt độ:90o C, H2O2:0,5%, Tốc độ sục không khí 840ml/phút. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.24

Bảng 3.24. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình oxy hoá

Từ bảng số liệu trên xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và thời gian phản ứng (hình 3.30)

Hình 3.30. Mối quan hệ giữa khả năng tẩy sạch và thời gian phản ứng

Từ đồ thị cho thấy, thực hiện phản ứng oxy hoá ở thời gian là 5h sẽ cho sản phẩm dầu thông oxy hoá có hoạt tính tẩy rửa tốt nhất (73,5%). Nếu thời gian phản ứng ngắn hơn thì chưa đủ cho dầu thông tiếp xúc với oxy để chuyển hóa tạo ra sản phẩm. Nếu thời gian dài hơn sẽ ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và phát sinh phản ứng phụ oxy hoá sâu.

Ảnh hưởng của hàm lượng nước.

Theo Phương Nam nước thêm vào có vai trò làm phân huỷ các hợp chất trung gian trong quá trình oxy hoá như hydroperoxit, oxit thành terpen alcol và các sản phẩm chứa oxy khác, do vậy đã khảo sát nhằm tìm được lượng nước thích hợp cho quá trình. Các điều kiện phản ứng: dầu thông: 100ml, Nhiệt độ: 90o C, H2O2: 0,5%, Tốc độ sục không khí: 840 ml/phút , Thời gian: 5h

Hai giờ sau khi tiến hành phản ứng oxy hoá, thêm nước vào với hàm lượng khác nhau, kết quả thu được trong bảng 3.25

Bảng 3.25. Ảnh hưởng của hàm lượng h2o trong phản ứng oxyt hoá dầu thông

Từ bảng số liệu trên, có thể xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hoạt tính tẩy sạch và hàm lượng h2o ( hình 3.31)

Đồ thị 3.29 cho thấy, mẫu s3 với 2% h2o cho hoạt tính tẩy sạch tốt nhất (75,8%). Nếu hàm lượng nước lớn quá, có thể làm loãng khả năng phân tán của oxy vào dầu thông, khiến cho hiệu quả oxy hoá giảm. Hàm lượng nước quá nhỏ giảm hiệu suất của quá trình oxy hoá do lượng rượu tạo thành quá thấp.

Hình 3.31. Mối quan hệ giữa khả năng tẩy trắng và hàm lượng h2o

Xác định thành phần sản phẩm dầu thông oxy hoá

Phổ gas chromatography mass spectometrycủa mẫu dầu thông oxy hóa thu được như sau:

Hình 3.32. Phổ gas chromatography mass spectometrycủa dầu thông oxy hóa

Qua phổ gas chromatography mass spectometryhình 3.32 cho thấy đã có một lượng α - pinen là cấu tử chính trong thành phần của dầu thông nguyên liệu đã chuyển hóa thành các cấu tử khác (giảm từ 73,185% xuống còn 53,006%), bên cạnh đó hàm lượng cấu tử khác như β-pinen; carene … cũng đã chuyễn hóa một phần. Sản phẩm chính thu được là các rượu như trans–2-caren -4-ol (5,490%), myternol (4,198%), verbenon (1,689%) …

Phổ IR.

Hình 3.33. Phổ IR của dầu thông oxy hóa

Kết quả từ hai phổ đồ trên cho thấy ngoài sự xuất hiện của một pic tại tần số 3369,2 cm-1 pic này đặc trưng cho nhóm –OH (pic đặc trưng của nhóm OH liên kết tự do nằm trong vùng 3600 ÷ 3200 cm-1 /32/), còn thấy xuất hiện một số pic đặc trưng nằm trong vùng tần số 1600 ÷ 1700 cm-1 (pic đặc trưng của nhóm andehit và nhóm C=O /32/). Điều này cho thấy có phản ứng oxy hóa xảy ra tao ra các nhóm rượu –OH, -CHO và C=O

Dựa trên sự so sánh sắc ký đồ GC và phổ IR đối với dầu thông nguyên liệu và dầu thông oxy hóa được thể hiện có sự xuất hiện của các sản phẩm rượu trong phản ứng oxy hóa dầu thông. Từ kết quả phân tích trên, có thể đưa ra mô hình các phản ứng chính của quá trình oxy hóa dầu thông như sau:

Việc hình thành các hợp chất này có thể giải thích:

Phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do. Gốc tự do tạo thành ưu tiên ở vị trí α so với liên kết đôi.

Dưới tác dụng của oxy không khí, các gốc tự do này dễ dàng kết hợp với oxy thành các hydroperoxit.

Các hydroperoxit trong giai đoạn tiếp theo tạo thành các sản phẩm rượu hoặc phenol.

Các sản phẩm rượu, phenol chính của quá trình như: Myrtenol, verbenon...

Như vậy, trong sản phẩm dầu thông oxy hoá có chủ yếu là rượu terpen, là những cấu tử tốt cho quá trình tẩy sạch dầu mỡ trên vải sợi vì rượu terpen có chứa nhóm OH, dẫn đến tăng tính phân cực và tính hướng nước so với hợp chất ban đầu, làm cho tính nhũ hoá thích hợp của sản phẩm trong nước tăng lên, hoạt tính bề mặt tăng.

Các tính chất hoá lý của dầu thông oxy hoá:

Bằng các phương pháp thực nghiệm , đã xác định được các tính chất hoá lý của dầu thông oxy hoá. So sánh với các sản phẩm sunfat hoá và hydrat hoá ta có bảng sau

Bảng 3.26. Các tính chất hoá lý của dầu thông nguyên liệu và các sản phẩm biến tính

Ghi chú: ct: vải cotton; pet: vải polieste; ct/pet: vải pha cotton với polieste

Từ bảng trên ta thấy, dầu thông nguyên liệu có hoạt tính tẩy sạch trên vải pha cao hơn so với trên vải cotton, nhưng thấp hơn so với vải polieste; tuy nhiên Vẫn rất thấp. Sau khi biến tính, tất cả các sản phẩm đều có hoạt tính cao hơn nhiều so với dầu thông ban đầu. Đồng thời một loạt các tính chất hoá lý được cải thiện: tỷ trọng tăng, độ nhớt tăng dẫn đến độ bay hơi giảm; điều này thuận tiện cho quá trình tồn chứa bảo quản sản phẩm, khả năng an toàn về cháy nổ…. Từ tính chất về sức căng bề mặt (sức căng bề mặt) cũng thấy, giá trị này giảm đi, phù hợp với lý thuyết là nếu sức căng bề mặt giảm thì hoạt tính bề mặt sẽ tăng lên. Rõ ràng số liệu cho thấy, hoạt tính bề mặt của sản phẩm sunfat hoá đối với vải cotton là cao nhất, tương ứng với sức căng bề mặt thấp nhất.