Nghiên cứu lựa chọn dầu thực vật có hoạt tính để tổng hợp chất hoạt động bề mặt không độc hại

Xác định các loại dầu thực vật có hoạt tính bề mặt

Có rất nhiều loại dầu thực vật có hoạt tính tẩy sạch đối với chất bẩn dạng béo và dầu mỡ. Dựa theo công trình nghiên cứu của Phương Nam trước đây, chúng tôi chọn một số dầu điển hình để nghiên cứu, đó là: dầu thông, dầu cam quýt, dầu cám, dầu dừa. Kết hợp với một số chất hoạt động bề mặt có hoạt tính cao, thân thiện môi trường như apg, tween polysorbate 80, las sẽ cho một hỗn hợp chất tẩy rửa đặc chủng để tẩy vải sợi. Từ kết quả khảo sát sẽ chọn ra loại dầu thực vật tốt nhất sử dụng.

Mục đích ban đầu đặt ra khi tổng hợp chất hoạt động bề mặt và chất tẩy rửa là “thân thiện với môi trường” nên chúng tôi xuất phát từ dầu thực vật, bởi vì nó có đặc tính phân huỷ sinh học nhanh trong đất, an toàn với con người. Theo ý tưởng của Phương Nam cho rằng, các hợp chất chứa vòng tecpen có hoạt tính tẩy rửa đối với cặn dầu có nhựa và asphanten, do vậy lấy dầu thông, một loại dầu có sẵn ở việt nam làm đối tượng nghiên cứu. Tuy nhiên để mở rộng nguồn nguyện liệu, chúng tôi đã thử nghiệm với các loại dầu thực vật khác như: dầu dừa, dầu lạc, dầu cam quýt, dầu sở và dầu cam quýt, trong khi cố định hàm lượng axit ôlêic và apg (là hai thành phần chủ đạo trong chất tẩy rửa. Kết quả sơ bộ cho thấy dầu thông, dầu dừa và dầu cam quýt có hoạt tính tẩy rửa cao hơn ( bảng 3.1).

Nghiên cứu kết hợp với các loại dầu thực vật khác với tween polysorbate 80

Theo công trình nghiên cứu của Phương Nam trước, dầu thông có hoạt tính tẩy sạch dầu mỡ rất cao, nhưng có độ bay hơi lớn nên sẽ gây khó khăn cho quá trình tồn chứa bảo quản sản phẩm, hơn nữa, để tẩy dầu mỡ trên vải sợi cần có một chất hoạt động bề mặt có độ phân cực lớn và độ bay hơi thấp. Một ý tưởng mới là có thể kết hợp dầu thông với các loại dầu thực vật khác cùng với tween polysorbate 80. Kết quả nghiên cứu về các nội dung này được đưa ra ở các bảng 2,3,4,5. Hoạt tính bề mặt của các loại dầu được đánh giá qua độ tẩy sạch chất bẩn trên vải sợi (có thể đánh giá qua độ trắng), được đo trên máy chuyên dụng của Viện Kinh tế Kỹ thuật dệt may.

Kết hợp với dầu dừa

Bảng 3.2. Kết quả nghiên cứu hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp dầu thông và dầu dừa

Kết hợp với dầu cam quýt

Bảng 3.3. Kết quả nghiên cứu hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp dầu thông và dầu cam quýt

Kết hợp với dầu cám

Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp dầu thông và dầu cám

Kết hợp với dầu sở

Bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp dầu thông và dầu sở

Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy, sự kết hợp với các loại dầu thực vật khác đã cải thiện đáng kể độ bay hơi của sản phẩm do tỷ trọng và độ nhớt tăng, nhất là với dầu sở. Còn nếu kết hợp dầu thông với dầu cam quýt hay dầu dừa thì hoạt tính tẩy sạch tăng nhiều hơn so với các loại dầu khác. Tuy nhiên hoạt tính còn thấp, chưa thể sử dụng để làm chất hoạt động bề mặt thay thế tween polysorbate 80.

Nghiên cứu thay đổi chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80

ngoài chất hoạt động bề mặt là apg, cúng tôi cũng nghiên cứu thay thế bằng các chất hoạt động bề mặt không độc hại khác như tween polysorbate 80, LAS.

Bảng 3. 6: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất hoạt động bề  mặt LAS

Khi tay thế APG bằng LAS thì hoạt tính tẩy sạch tăng lên, độ bay hơi không tốt bằng khi dùng APG ( tăng hơn). Tuy nhiên có thể chọn tác nhân LAS do hoạt tính cao và khả năng nhũ hoá trong nước tốt hơn. Để lựa chọn thêm tác nhân hoạt động bề mặt khác, đã khảo sát hoạt tính tẩy sạch khi thay thế LAS bằng TWEEN, kết quả được đưa ra ở bảng 3.7

Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp dầu thông và dầu cam quýt

Khi sử dụng chất hoạt động bề mặt là tween polysorbate 80, hoạt tính và các tính chất hoá lý của chất tẩy rửa và hầu như không thay đổi so với APG.

Nghiên cứu thay đổi axit hữu cơ

Để lựa chọn axit hữu cơ như là tác nhân chống tái bám, chúng tôi đã thay thế axit oleic bằng axit sucinic, kết quả thể hiện trên bảng 3.8

Bảng 3.8. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của axit sucinic

Khi thay axit oleic bằng axit sucinic, nhận thấy, hoạt tính tẩy sạch tăng lên, độ bay hơi giảm đi chút ít. Có thể cho rằng, do tính axit của axit succinic cao hơn rất nhiều so với tính axit của axit ôlêic nên chúng có khả năng trao đổi ion trong nước cứng và loại bỏ ảnh hưởng của các ion ca2+ và mg2+ tốt. Nhưng axit succinic là một axit béo ở điều kiện thường chúng dễ kết tinh thành các tinh thể trắng nên khi chế tạo chất tẩy rửa gặp nhiều khó khăn, mặt khác giá thành của axit này khá đắt và khó kiếm nên ta nên sử dụng axit ôlêic.

Mặc dù đã cố gắng pha trộn và lựa chọn các thành phần khác nhau, hoạt tính tẩy rửa của hỗn hợp trên vẫn còn rất thấp (cao nhất cũng chỉ đạt 50%), không đủ để tẩy dầu mỡ và chất béo trên bề mặt vải sợi. Yêu cầu về độ sạch của vải tiền xử lý phải đạt xấp xỉ 100 % mới đủ tiêu chuẩn cho công đoạn tiếp theo là nhuộm và in hoa.

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thu được, chúng tôi lựa chọn dầu thông, các chất phụ trợ là axit oleic, las và một số thành phần phụ gia khác. Một giải pháp cũng được lựa chọn đó là phải biến tính dầu thông bằng các phương pháp khác nhau để tạo chất hoạt động bề mặt có độ phân cực lớn, có hoạt tính cao và độ bay hơi bé. Sự nghiên cứu này được thể hiện ớ phần.