Hdbm nl tdt 2014 chuong 2 tinh chat dung dich chat hdbm

Công nghệ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÔNG NGHỆ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT PGS TS Lê Thị Hồng Nhan Đại học Bách Khoa TP HCM Chương 2 Tính chất hóa lý của chất hoạt động bề mặt trong dung dịch 2014 1 Lớp bề mặt t[.]

CÔNG NGHỆ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Lớp bề mặt trên giới hạn lỏng khí

Γ: lượng chất HĐBM/ đơn vị diện tích bề mặt (mol/cm2 hay

mol/m2)

(a) Nồng độ chất HĐBM nhỏ

• Độ hoạt động bề mặt = biến thiên sức căng bề mặt theonồng độ

Độ hoạt động bề mặt

da

d dc

 ; hay

• Đại lượng Gibbs G* = -d/dc

Dd nước: chất tan có độ phân cực giảm -> G* tăng

C, mol/l

 , dyn/cm

(1) (2)

(3)

35 50 65

(4) (5)

(1)HCOOH (2) CH COOH (3) CH CH COOH (4) CH (CH ) COOH (5)(CH ) CHCH COOH

3

3 2

3 2 2

3 2 2

• Quy tắc Traube: Độ hoạt động bề mặt tăng 3-3.5 lần khi

chiều dài mạch carbon tăng thêm 1 nhóm CH 2

Trong dãy đồng đẳng, độ hoạt động bề mặt biến đổi theo quyluật

5

Độ hoạt động bề mặt

Sự hình thành micelle trong dd nước:

• Lực hút Van de Walls giữa phần kỵ nước

• Lực đẩy của nhóm điện tích cùng dấu

Micelle trong các hệ khác nhau: O/W, W/O

7

Micelle

Nồng độ micelle tới hạn (CMC)

• Nồng độ micelle tới hạn (Critical Micelle Concentration:

CMC)

CMC= nồng độ dung dịch chất HĐBM mà tại đó sự hình thành micelle trở nên đáng kể

9

Yếu tố ảnh hưởng đến CMC

• Chiều dài phần kỵ nước: tăng chiều dài-> CMC giảm

• Nhiệt độ: nhiệt độ giảm -> giảm CMC

• Chất điện ly: tăng chất điện ly -> CMC giảm

• Chất hữu cơ: tùy thuộc bản chất -> CMC tăng hay giảm

Số nguyên tử C 8 10 12 14 16 18CMC x 103 mol/L 140 33 8,6 2,2 0,58 0,23

CMC của dung dịch sodium alkyl sulphate trong nước ở 40 o C

Điểm Kraft

• Điểm Kraft: là nhiệt độ ở đó độ hòa tan bằng CMC

(tại nồng độ 0.1-10%)

• Liên quan chất HĐBM anion

• Chiều dài mạch C tăng -> Kraft tăng

• Mạch C có xuất hiện oxide ethylene -> Kraft giảm

• Phụ thuộc nồng độ và các thành phần khác trong dd Điểm Kraft của dung dịch alkyl sulphate trong nước

Điểm đục

• Điểm đục: là nhiệt độ ở đó chất HĐBM không ion trở nên

không thể hòa tan, tách ra khỏi dung dịch

• Liên quan chất HĐBM không ion

• Độ dài gốc akyl tăng -> điểm đục giảm

• Lượng nhóm oxide ethylene giảm -> điểm đục giảm

13

• Hydrophile-Lipophile Balance -HLB: Mối tương quan ái

nước- ái dầu

• Thang đo HLB: 1-20

• HLB lớn: tính ái nước cao, tính ái dầu thấp

• Gia tăng HLB -> gia tăng tính ái nước

• Độ phân tán khác nhau trong dd nước -> HLB khác nhau

Mức độ phân tán HLB

- Phân tán như sữa sau khi lắc 6-8

- Phân tán trong mờ đến trong 10-13

HLB

15

Công thức tính HLB:

+Công thức của Davies:

+ Công thức của Kawakami:

HLB = 7 + 11,7 log ( Mn/Md)

Mn : Khối lượng phần tử ưa nước trong phân tử

Md : Khối lướng phần tử ưa dầu trong phân tử

+ Công thức tính ester của acid béo và rượu đa chức:

HLB = 20 ( 1 – S/A)

S: Chỉ số xà phòng hóa của ester

HLB

19

Để tạo nhũ O/W, mỗi thành phần dầu đều cần có giá trịHLB “cần thiết”

Giá trị HLB “cần thiết” là giá trị HLB của chất nhũ hóa

để có thể giảm sức căng bề mặt giữa thành phần dầu

và nước

Nhóm HLB “cần thiết”

Dầu thực vật 6 Silicone oils 8-12 Petroleum oils 10 Các ester làm mềm da 12 Acid và rượu béo 14-15

Bền: không tách lớp hay tách sau cùng

=> HLB của nhũ hóa được sử dụng chính là HLB “cần thiết”

HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm

•Xác định các thành phần tan trong pha dầu (không bao

gồm chất nhũ hóa)

•Xác định tổng thành phần khối lượng pha dầu

•Xác định tỷ lệ % khối lượng của từng thành phần pha dầu

Total 11.2

HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm

27

 Cần sử dụng hệ nhũ hóa có giá trị HLB khoảng11.2

 Nên sử dụng ít nhất 2 chất hoạt động bề mặt tronghỗn hợp

 Giá trị HLB đúng thường để đạt trạng thái rất bềnkhi ở lượng dùng thấp hơn

◦ VD: công thức cần hỗn hợp HĐBM ở HLB 11.2

với hàm lượng 4% thì bền hơn khi sử dụng với hàm lượng 5% của hỗn hợp HLB 10.2 hoặc 13.2