Hdbm nl tdt 2014 chuong 7 huyen phu

Cách tạo hệ huyền phù: đưa các hạt rắn vào môi trường lỏng và phân tán => tạo hệ phân tán đồng đều Hệ thống khuấy trộn để tạo huyền phù... Hoạt động ở tốc độ cao, tạo lực xé mạnhThích hợ

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan

Đại học Bách Khoa TP.HCM

Chương 5: Chất hoạt động bề mặt & khả

năng tạo huyền phù

2014

Huyền phù: hệ các pha rắn phân tán trong môi trường lỏng

=> rất khó thu được một hệ phân tán đồng nhất

Cách tạo hệ huyền phù: đưa các hạt rắn vào môi

trường lỏng và phân tán => tạo hệ phân tán đồng đều

Hệ thống khuấy trộn để tạo huyền phù

Nhiều dạng cánh khuấy có thể dùng để phân tán hệ rắn

vào pha lỏng

Cánh khuấy cho hệ thống phân tán rắn-lỏng

Hoạt động ở tốc độ cao, tạo lực xé mạnh

Thích hợp khi phối trộn pha 2 vào, tạo phân tán rắn trong

lỏng có độ nhớt cao

Cánh khuấy cho hệ thống phân tán rắn-lỏng ở độ nhớt cao

Các hình thái dòng chảy khác nhau khi sử dụng các dạng

Lưu ý: tùy thuộc hình dáng cánh khuấy và bồn thì tạo dòng chảy khác khau => mức độ phân tán sẽ khác nhau

=> Hệ huyền phù không bền, không đồng nhất theo thời

gian

Để tăng độ bền:

-Tăng mức độ chuyển động

-Ngăn cản sự kết tụ

-Giảm sự sa lắng

Giảm sa lắng: Vận tốc lắng tính theo định luật Stoke

G: gia tốc trọng trường(9.8 m/s), rl

Khối lượng riêng chất lỏng (997 kg/m3 của nước ở 25oC),

ml độ nhớt (0.00089 Pa/s của nước ở 25oC)

=> Tốc độ lắng phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt rắn và

độ nhớt pha lỏng

Hạt rắn còn có dao động nhiệt với độ dịch chuyển Brown

tính theo thuyết Einstein

kB là hằng số Boltzman (1.38 x 10-23J/K), và T là nhiệt độ

Kelvin

2 k TtBx

VD: Sự dịch chuyển của hạt rắn thay đổi với kích

thước khác nhau trong nước ở 25 o C

Hạt kích thước <1000 nm=> chuyển động Brown lớn hơn tốc độ lắng => tự lơ lửng

=> Giảm kích thước hạt càng nhỏ, hệ huyền phù càng bền

Độ nhớt hay tính lưu biến của pha lỏng ảnh hưởng đến sự

sa lắng

=> Cần hỗ trợ phụ gia để thay đổi đặc tính lưu biến => tác

động giảm sa lắng

Độ lưu biến khác nhau: hệ Newton độ nhớt cao/trung

bình/thấp; hệ phi Newton; dòng chảy tự do/đặc; hệ phân

tán đục; gel; paste

Hệ phi Newton độ nhớt cao=> kem đánh răng

Hệ Newton độ nhớt thấp => nước lau bề mặt cứng

Sự lựa chọn phụ gia lưu biến phụ thuộc:

• Loại dòng chảy hay tính lưu biến của hệ

•Đặc tính riêng của bản thân chất phụ gia

•bản chất của công thức

•sự tương thích vật lý, hóa học của phụ gia và các

thành phần khác trong hệ

Phân loại phụ gia hỗ trợ tính lưu biến

Chất hoạt động bề mặt cũng là một dạng chất tạo đặc tính

lưu biến cho pha lỏng

Kết tụ:

Hạt rắn trong quá trình chuyển động có khả năng va

chạm và sự bám dính nhau xảy ra do lực hút van der

Waals

=> Hạn chế kết tụ => giảm năng lượng bề mặt hoặc ngăn cản sự

tiến đến gần nhau

Kết tụ:

•Thay đổi điện tích bề mặt => lực đẩy ngăn cản hạt tiến gần

•Hình thành lớp hấp phụ trên bề mặt hạt => ngăn cản hạt tiến gần nhau

và hút nhau

Huyền phù gồm các hạt rắn ưa nước =>

Trong môi trường nước chúng sẽ tự hình

thành lớp vỏ hydrat hóa bảo vệ

Sự có mặt của phụ gia cũng gia tăng lớp

hydrate này

VD: Sự có mặt của chất điện ly làm gia

tăng kích thước lớp hydrat bao quanh hạt

Kết tụ:

Huyền phù gồm các hạt rắn kỵ nước => chất

hoạt động bề mặt hấp phụ lên bề mặt hạt,

định hướng nhóm ái nước ra ngoài

Sự có mặt của phụ gia cũng gia tăng lớp

hydrate này

VD: Sự có mặt của chất HĐBM và polymer điện ly làm gia tăng kích thước lớp hydrat bao quanh hạt và tạo mạng lưới ngăn cách hạt

VD: Sự có mặt của chất HĐBM và polymer điện ly làm gia tăng kích thước lớp hydrat bao quanh hạt và tạo mạng lưới ngăn cách hạt

Tóm tắt:

Để tăng độ bền vật lý của hệ phân tán:

•Tăng độ nhớt, thay đổi đặc tính lưu biến của pha ngoại

•Bảo đảm pha rắn tồn tại ở những kích thước nhỏ và hợp

lý => giảm sa lắng

•Tăng sức bền cơ học của bề mặt, sẽ giảm lực nhiệt động gây ra sự kết tụ

Tóm tắt: Yếu tố ảnh hưởng độ bền

•Chất hoạt động bề mặt sử dụng và sự phối hợp các dạng khác nhau

Mực in

Sơn các loại

Hệ thống phối trộn sơn

Nhuộm vải, chỉ với thuốc nhuộm phân tán

Mỹ phẩm, lotion chống nắng với các oxide kim loại

Chăm sóc cá nhân

Dược phẩm

Hóa nông