Chất hoạt động bề mặt - P2

chất hoạt động bề mặt (tiếng Anh: Surfactant, Surface active agent) đó là một chất làm ướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng

Chương 2

Đánh giá kỹ thuật CHĐBM

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.2 Khả năng tẩy rửa

2.3 Khả năng tạo bọt

2.4 Các chỉ tiêu đánh giá khác

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.1 Khái niệm

Nhũ tương là hệ có pha phân tán và môi trường phân tán ở dạng

lỏng

Pha phân cực: n hay w

Pha không phân cực: d hay o

2.1.2 Phân loại

a Phân loại theo tính chất của pha phân tán và môi trường phân tán

 n/d hay w/o: nước trong dầu , nhũ tương loại 1 hay nhũ tương thuận

 d/n hay o/w: dầu trong nước , nhũ tương loại 2 hay nhũ tương nghịch

2.1 Khả năng tạo nhũ

b Dựa vào kích thướt của pha phân tán

 Macroemulsions: >400 nm (0,4 µm)

 Nanoemulsions: [0,1 ; 0,4] µm

 Microemulsions: < 100 nm (0,1 µm)

c Theo nồng độ pha phân tán

 Nhũ tương loãng: nồng độ pha phân tán < 0,1% thể tích, đường kính khoảng 10 µm, có tích điện

 Nhũ tương đậm đặc: pha phân tán có thể đến 74% thể tích, đường kính hạt khoảng 1 µm

 Nhũ tương rất đậm đặc: pha phân tán > 74% thể tích, có hình đa diện ngắn cách nhau như tổ ong, có tính chất cơ học giống như gel

2.1 Khả năng tạo nhũ

 Nhận biết và phân biệt loại nhũ tương bằng các

phương pháp sau :

+ Thêm một ít nước vào hệ nhũ tương

+ Thêm một ít chất màu chỉ có khả năng tan vào 1

loại chất lỏng

+ Đo độ dẫn điện của nhũ tương

Nhận biết nhũ tương?

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.3 Chất nhũ hóa

a Khái niệm: là chất làm giảm sức căng bề mặt và duy trì sự

ổn định cấu trúc của hệ

b Phân loại

 Theo tính chất của phần kỵ nước

+ Sự đa dạng trong chiều dài gốc hydrocarbon

+ Độ bất bão hòa trong gốc hydrocarbon

+ Sự phân nhánh trong gốc hydrocarbon

+ Sự có mặt và vị trí của nhóm aryl trong gốc hydrocarbon

2.1 Khả năng tạo nhũ

 Theo điện tích

+ Cationic

+ Anionic

+ Nonionic

+ Lưỡng tính (amphoteric)

2.1 Khả năng tạo nhũ

c Vai trò của chất nhũ hóa trong sự hình thành nhũ

Nó tồn tại giống như một lớp

film CHĐBM Tạo ra ra 2 sức căng

bề mặt nội là Tos và Tws Nếu giá trị

HLB cao (lớn hơn 10) thì Tos sẽ dài

hơn Tws Lực bên trong mạng lưới

tương ứng có xu hướng làm cong bề

mặt pha dầu, pha dầu trở thành pha

phân tán

Hiện tượng trên cho thấy cần

thiết phải có đủ chất nhũ hóa hiện

diện để hình thành ít nhất một lớp

đơn CHĐBM bao phủ lên bề mặt giọt

lỏng của pha phân tán

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.4 Độ bền vững của tập hợp nhũ tương

 Bản chất và hàm lượng chất nhũ hóa có ảnh hưởng nhiều

đến độ bền và loại nhũ tương

 Độ bền vững của nhũ tương do

- Sự giảm sức căng bề mặt phân chia pha

- Sự hấp phụ của chất nhũ hóa lên bề mặt phân chia pha,

có độ nhớt cao, có khả năng hydrat hóa mạnh (o/w)

- Lớp điện tích kép

- Tỷ lệ pha phân tán và môi trường phân tán

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.5 Điều chế và phá vỡ nhũ tương – sự đảo nhũ

 Điều chế nhũ tương

Khuấy trộn hay sóng siêu âm kết hợp với chất nhũ hóa

 Phá vỡ nhũ tương

- Nhũ tương o/w: với CHĐBM anionic thì sử dụng ion kim loại nặng, với CHĐBM nonionic thì sử dụng muối điện ly nồng độ cao

- Sử dụng CHĐBM thích hợp

- Có thể phá vỡ nhũ tương bằng ly tâm, lọc, đun nóng,

…

 Sự đảo nhũ

- Sự đảo nhũ là sự thay đổi qua lại giữa hai loại nhũ

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.6 Các biện pháp làm bền nhũ

dầu + nước => lắc hay khuấy mạnh => tạo nhũ tương

 Quan điểm cơ học

+ Giai đoạn 1: các hạt cùng pha tiến lại gần nhau => có rất ít va chạm tạo kết hợp ngay

+ Giai đoạn 2: các hạt tiến lại gần nhau => có lực hút phân tử giữa chúng => mức độ kết tụ tăng dần theo kích thướt hạt

 Quan điểm nhiệt động học

Diện tích tiếp xúc lớn => hệ bền với năng lượng cực

2.1 Khả năng tạo nhũ

 Ảnh hưởng của sự tích điện

- Đối với chất nhũ hóa ionic: tích điện trên bề mặt của giọt dầu, giúp chống lại quá trình kết tụ, điều kiện ổn định lý tưởng khi toàn bộ lớp màng phân cách đều được bao bọc bởi các điện tích

- Đối với chất nhũ hóa không ionic: xuất hiện khi 2 chất lỏng có hằng số điện môi khác nhau bị trộn lẫn, chất có hằng số điện môi cao hơn mang điện tích dương và ngược lại

2.1 Khả năng tạo nhũ

 Lượng chất nhũ hóa:ít nhất một lượng vừa đủ chất nhũ

hóa để tạo ra ít nhất một lớp phủ trên bề mặt giọt phân tán, cải thiện bởi một lượng chất tạo nhũ vượt hơn mức

độ cần thiết tối thiểu

 Kích thướt pha phân tán:

 Tỷ lệ dầu và nước: nếu pha phân tán chiếm tỷ lệ cao =>

va chạm có hiệu quả sẽ tăng lên, điều này làm gia tăng khả năng kết tụ

 Nhiệt độ:

 Độ nhớt của môi trường phân tán: làm giảm khả năng va

chạm của pha phân tán

2.1 Khả năng tạo nhũ

độ ẩm tương đối của không khí

Glyceryl, sorbital, propylen glycol Etylen glycol không an toàn vì

nó bị oxi hóa bởi acid oxalic và có thể gây ra sỏi thận khi hấp phụ qua da Glyceryl được xem là có khả năng hút ẩm từ da

khuấy và tốc độ khuấy

Với cùng thể tích pha bằng nhau, ở tốc độ khuấy cao, pha nặng có khuynh hướng là pha liên tục

2.1 Khả năng tạo nhũ

2.1.7 Một số CHĐBM được ứng dụng làm chất nhũ hóa

của hệ o/w