Chất hoạt động bề mặt là một loại hợp chất hóa học, được ứng dụng cực kỳ rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày của con người cũng như trong nhiều ngành công nghiệp hóa chất khác nhau. bài viết dưới đây sẽ cung cấp thông tin về phân loại và ứng dụng chất hoạt động bề mặt.
Tổng quan về chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt là gì?
Chất hoạt động bề mặt () là một dạng hợp chất hóa học có các phân tử tự liên kết với nhau để tạo nên các bong bóng khí kín. Chất này có công dụng làm giảm sức căng bề mặt của hai chất khí và chất lỏng, chất khí và chất rắn để tăng tác dụng tẩy rửa với bọt khí được sản sinh ra trong quá trình sử dụng.
Thành phần và cấu trúc của chất hoạt động bề mặt
Thành phần chính của loại hợp chất hóa học này đó là các hợp chất hữu cơ lưỡng tính, bao gồm nhóm chất hóa học có gốc kị nước và không kỵ nước. Vì vậy, hóa chất này có thể hòa tan hiệu quả ở trong nước và các chất lỏng khác, kể cả chất dầu.
Chất này có thể được chia làm 2 nhóm chính theo dung môi khi sử dụng, đó là: nhóm chất tan trong dầu và nhóm chất tan trong nước. Trong đó, hóa chất tan trong nước được phân thành 2 loại nữa, đó là: Anion và Cation, còn lại chất hoạt động lưỡng tính có chứa cả Anion và Cation. Các loại hóa chất này đều mang đến hiệu quả tẩy rửa cực kỳ tốt và vượt trội trên tất cả các bề mặt, có thể khử sạch mọi loại vết bẩn, các chất độc hại và các hợp chất tạp khác nhau bám lên vật thể cần tẩy rửa.
Chất hoạt động bề mặt
Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt
Ứng dụng trong công nghiệp
Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt trong công nghiệp rất đa dạng. Ngoài công dụng chính dùng để pha chế và sản xuất, các loại hóa chất tẩy rửa dùng trong các nhà máy, xí nghiệp hoặc trong gia đình như bột giặt, nước giặt, xà phòng…
Loại hóa chất này còn được dùng trong ngành công nghiệp thực phẩm với vai trò làm chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp các loại. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong các ngành công nghiệp hiện nay như: ngành công nghiệp vệ sinh để sản xuất nước tẩy rửa, ngành công nghiệp nhuộm để làm mềm và trợ nhuộm, ngành công nghiệp mỹ phẩm để sản xuất kem, son, sữa rửa mặt, v.v….
Ngoài ra, các ngành công nghiệp khác cũng được kể đến như ngành in, nông nghiệp, xây dựng, dầu khí, và công nghiệp khoáng sản.
Chất hoạt động bề mặt trong quy trình tẩy dầu mỡ
Ứng dụng trong nông nghiệp
Trong ngành nông nghiệp, chất hoạt động bề mặt được sử dụng chủ yếu để tạo ra một loại hợp chất dùng cho việc ổn định cho các loại thuốc trừ sâu khác nhau, phân bón, phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, v.v… Ngoài ra, nó còn được dùng làm chất nhũ hóa và hòa tan vào hợp chất để phun xịt phân bón lẫn thuốc trừ sâu rất hiệu dụng. Hàng triệu sản phẩm nông nghiệp đã được sản xuất từ một số lượng vô kể chất hoạt động bề mặt để tạo ra những thành tựu trong ngành nông để thúc đẩy sản lượng cũng như đảm bảo chất lượng cho lương thực, thực phẩm phục vụ cho con người.
Ứng dụng trong ngành xây dựng
Trong ngành xây dựng, chất hoạt động bề mặt đa số được sử dụng trong quy trình sản xuất xi măng, sản xuất các loại hóa chất kết dính ví dụ như Silicon. Ngoài ra, nó còn được chủ yếu sử dụng trong thi công nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn của bê tông. Đảm bảo cho các tuyến đường được trải nhựa có độ bền bề mặt, cứng cáp mà vẫn giữ được tính đàn hồi để chịu được lực của các loại xe có tải trọng lớn lưu thông trên mặt đường. Các công trình cũng được chất hoạt động bề mặt có trong sản phẩm xi măng và bê tông khi xây dựng đảm bảo được độ cứng cáp và chống chịu các tác nhân bên ngoài, mang lại sự an toàn cho cư dân trong thời gian dài một cách hiệu quả.
Phân loại chất hoạt động bề mặt
Phương pháp phân loại theo chỉ số HLP
Phân loại chất hoạt động bề mặt theo chỉ số HLP nghĩa là tính chất kị nước hoặc ưa nước của hợp chất này sẽ được đo theo thang từ 0 đến 40. Với chỉ số HLP càng cao thì hóa chất này càng dễ tan trong nước. Và chỉ số HLP càng thấp thì càng khó tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung môi phân cực như dầu.
Sau đây là các mức chỉ số HLP dùng để phân loại các hợp chất hoạt động bề mặt:
- HLB: 1-3 có tính phá bọt
- HLB: 4-9 nhũ nước trong dầu
- HLB: 9-11 chất thấm ướt
- HLB: 11-15 nhũ dầu trong nước
- HLB: >15 chất khuếch tán, chất phân tán
Phương pháp phân loại theo tính chất điện của đầu phân cực
Hóa chất hoạt động bề mặt được phân loại theo tính chất điện của đầu phân cực gồm có 5 kiểu phân loại chính, bao gồm:
- Chất hoạt động ion: khi phân cực, đầu phân cực bị ion hóa.
- Chất hoạt động dương: khi phân cực, đầu phân cực mang điện dương.
- Chất hoạt hóa âm: khi phân cực, đầu phân cực mang điện âm.
- Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa.
- Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi phân cực, xuất hiện 2 trường hợp là đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc điện dương tùy vào độ pH của dung môi.
Phương pháp phân loại theo ứng dụng trong ngành công nghiệp
Trong các ngành công nghiệp trên toàn thế giới hiện nay, chất hoạt động bề mặt được chia làm 4 nhóm dựa trên ứng dụng đó là: anionic, cationic, lưỡng tính và nonionic. Trong đó, anionic và non – anionic là hai nhóm phân loại chính thường được sử dụng nhất trong ngành công nghiệp luyện kim và được đại đa số các nhà máy sử dụng rộng rãi.
Đối với Anionic, khi cho hợp chất vào trong nước, Anionic sẽ phân ly thành ion âm, sau đó nhóm chất ưa nước sẽ kết hợp với nhóm kỵ nước bằng phương pháp cộng hóa trị. Vì vậy, chất hoạt động bề mặt có Anionic có tính chất tẩy rửa cực kỳ mạnh, tẩy sạch mọi loại bề mặt một cách triệt để, khử dầu tốt, và tạo bọt nhiều. Anionic được sử dụng để chế tạo các loại nước tẩy rửa, nước rửa chén, bột giặt hoặc nước giặt là chủ yếu.
Còn đối với chất non-anionic, thì đây là hợp chất gồm các chất hóa học phân cực không bị ion hóa trong môi trường nước. Chất này bao gồm phần ưa nước và kị nước có những đặc tính hóa học riêng và trong quá trình kết hợp tạo nên một hợp chất tẩy rửa có hiệu quả kém hơn và tạo bọt ít hơn so với hợp chất của Anionic.
Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt đến môi trường và con người
Môi trường động vật thủy sinh, thực vật thủy sinh
Đối với động thực vật thủy sinh, chất hoạt động bề mặt có tác động khủng khiếp đối với các loại sinh vật sống dưới môi trường biển. Đối với thực vật, hóa chất này sẽ làm biến dạng cơ cấu tế bào bên trong của các loại tảo biển, rong biển, v.v… sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng theo thời gian.
Sự ăn dần ăn mòn và suy yếu cấu trúc bên trong của các loài thực vật sẽ khiến chúng chết đi sau một thời gian ngắn. Đối với động vật thủy sinh, chất hoạt động bề mặt tuy không tác động trực tiếp đến chúng. Nhưng thông qua đường ăn uống, khi chúng ăn các loại tảo biển và sinh vật phù du có kích thước nhỏ bị nhiễm hóa chất này cũng sẽ nhiễm độc mà chết.
Ngoài ra, chất hoạt động bề mặt còn làm cho môi trường nước giảm sự hòa tan của oxi trong nước, theo thời gian dài các sinh vật biển sẽ không có đủ oxy để hô hấp, sau đó chúng sẽ chết hàng loạt.
Chất hoạt động bề mặt D4
Đối với con người
Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt đến cơ thể con người có thể thấy rất rõ thông qua quá trình mà con người sử dụng nước rửa chén hoặc các loại chất tẩy rửa mạnh trong thời gian dài. Hóa chất này sẽ ăn mòn và gây kích ứng da cho con người, tạo nên các loại bệnh ngoài ra, cũng như gây ung thư các tế bào bên trong, gây rối loạn các chứng năng sinh lý của cơ thể.
Ngoài ra, chất này còn gây hại trực tiếp cho gan và gây tổn hại nghiêm trọng đến bào thai của phụ nữ đang mang thai nếu sử dụng quá nhiều trong thời gian dài.
Tuy là một hợp chất hóa học phục vụ cho nhiều mục đích công nghiệp, nhưng chất hoạt động bề mặt vẫn tồn tại song song các tác hại ảnh hưởng đến con người nếu sử dụng quá nhiều. Khách hàng hãy luôn đảm bảo tuân thủ các quy tắc an toàn hóa chất khi sử dụng loại hóa chất này, và chọn mua hóa chất ở các đại lý uy tín để mang lại tính an toàn và hiệu quả nhất.
