CÔNG NGHỆ CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬ A

GIỚI THIỆU 2.2 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 2.3 CHẤT XÂY DỰNG 2.4 CHẤT TẨY TRẮNG 2.5 CHẤT ĐỘN 2.6 CHẤT TẠO MÔI TRƯỜNG KIỀM 2.7 CHẤT TĂNG GIẢM BỌTGIỚI THIỆU 2.2 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 2.3 CHẤT XÂY DỰNG 2.4 CHẤT TẨY TRẮNG 2.5 CHẤT ĐỘN 2.6 CHẤT TẠO MÔI TRƯỜNG KIỀM 2.7 CHẤT TĂNG GIẢM BỌTGIỚI THIỆU 2.2 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 2.3 CHẤT XÂY DỰNG 2.4 CHẤT TẨY TRẮNG 2.5 CHẤT ĐỘN 2.6 CHẤT TẠO MÔI TRƯỜNG KIỀM 2.7 CHẤT TĂNG GIẢM BỌT

CHƯƠNG 2

CÁC THÀNH CHÍNH TRONG HỖN HỢP SẢN PHẨM TẨY RỬA

GIỚI THIỆU

Bột giặt chiếm tỷ lệ rất cao, từ 60-63% tổng sản lượng sản

phẩm tẩy rửa trên thế giới

Với bột giặt, hiện nay có thể phân thành 2 loại chính:

+Bột giặt cổ điển (hay truyền thống, quy ước): hàm

lượng chất hoạt động bề mặt thấp, lượng thành phần phụ

rất cao Tỷ trọng 200g/l – 650g/l

+Bột giặt đậm đặc: chất hoạt động bề mặt được gia

tăng tối đa, giảm hàm lượng chất độn Tỷ trọng 600-900g/l, thậm chí lên đến 1000g/l

3

GIỚI THIỆU

Thành phần bột giặt cũng rất đa dạng, phân ra theo chức

năng của chúng như sau:

a.Chất hoạt động bề mặt (surfactants): tẩy rửa chính

b.Chất xây dựng (builders): gia tăng hoạt tính của chất hoạt

động bề mặt

c.Chất tẩy trắng (bleaches): giúp loại các vết bẩn có màu

d.Chất độn (fillers): được cho vào để giảm giá thành sản

phẩm

bọt (alkylolamide), chất chống tái bám (CMC, bentonite), tẩy

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Là thành phần chủ yếu của sản phẩm tẩy rửa => đảm bảo

vai trò tẩy đi các vết bẩn và những chất lơ lửng trong nước

giặt để ngăn cản sự bám trở lại trên vải vóc hay các bề mặt

cần tẩy rửa

Hai yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tẩy rửa chính là:

•nồng độ micelle tới hạn (CMC)

Khả năng hòa tan của chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào

cấu tạo chất hoạt động bề mặt và các thành phần cùng có

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

•Chất hoạt động bề mặt anion có điểm Kraft tăng khi

mạch alkyl tăng Còn điểm vẩn đục của chất hoạt động

bề mặt không ion lại giảm khi độ dài của chuỗi alkyl

tăng

•Chất hoạt động bề mặt anion có độ hòa tan tăng khi

nhiệt độ tăng

•Chất hoạt động bề mặt không ion có độ hòa tan giảm

khi nhiệt độ tăng

•Hỗn hợp dung dịch chất hoạt động bề mặt Na sulphate

C16-C18 có mặt và thêm vào những thành phần oxide

ethylene hoặc các khoáng chất thì điểm kraft giảm

xuống

6

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

• Chất hoạt động bề mặt anion

-Hoạt tính tẩy rửa tốt đối với các vết bẩn phân cực lẫn

không phân cực và ở nhiệt độ thấp hơn điểm Kraft

-Tạo bọt nhiều

-Ít ảnh hưởng sự tái bám, trừ khi nồng độ quá cao

-Thích hợp với các phương pháp sản xuất bột giặt

7

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

• Chất hoạt động bề mặt anion

• LABSA (Linear Alkyl Benzene Sulphonic Acid) hay LAS

(Linear Alkyl Sulphonate)

CH3-(CH2)n-CH2-C6H4-SO3Na

+Độ tan LAS giảm khi tăng số C

+Khả năng tạo bọt của LAS tăng khi tăng số C

Để dung hòa giữa độ tan, khả năng tao bọt và phạm vi

sử dụng, thường LAS có số C từ 17-20 (chuỗi alkyl có

số C từ 11 đến 14).

+LAS ổn định với mọi phương pháp sản xuất 8

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

• Chất hoạt động bề mặt anion

Sulphate của rượu béo (PAS)

• Nguồn gốc từ dầu dừa, thường dùng loại C12-C18

• Khả năng phân hủy sinh học tốt, ít nhạy cảm với

Ca2+, Mg2+ hơn LAS => thay thế dần dần LAS

• PAS cũng được dung phối hợp để điều chỉnh độ tan,

độ bọt

• PAS không ổn định khi sấy phun ở nhiệt độ cao

9

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

• Chất hoạt động bề mặt nonion

Hoạt tính tẩy rửa tốt đối với các vết bẩn không phân cực và

ở nhiệt độ cao hơn điểm vẩn đục

-Tạo bọt ít

-Hiệu lực tẩy rửa cao (là 0.2g/l so với LAS là 0.6g/l)

-Khả năng chống tái bám tốt

-Khả năng phân hủy sinh học tốt

-Không ổn định, dễ phân hủy khi sấy phun

-Độ nhớt cao, gây khó khăn cho quá trình sấy nên công

Sử dụng phối hợp nhiều loại với nhau => tăng hiệu

quả tẩy rửa, thay đổi độ tạo bọt, tính chất khác, đáp

ứng những nhu cầu khác nhau của sản phẩm

11

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Hàm lượng chất hoạt động bề mặt dùng trong sản

phẩm cũng thay đổi theo từng nước Ví dụ: hàm

lương chất hoạt động bề mặt trong bột giặt truyền

CHẤT XÂY DỰNG

Loại ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi dung dịch là chức

năng chính của chất xây dựng

Có 3 phương pháp thường được sử dụng:

• Phức hóa với các ion Ca2+, Mg2+

• Trao đổi ion

• Tạo kết tủa

13

CHẤT XÂY DỰNG

• Sự tạo phức

Chất tạo phức + Ca2+ ↔ phức hòa tan

Chính phức hòa tan này “giữ” các ion Ca2+,

Mg2+ lại, hạn chế được ảnh hưởng củachúng trong quá trình giặt

14

CHẤT XÂY DỰNG

Sự tạo phức

NTA (Nitrilo triacetic): Hiệu quả

tốt với tất cả kim loại, ổn định

hóa học, phân hủy sinh học tốt.

Các tác nhân phức hợp tìm được giá thành khá cao, so

với giá thành của STP => STP vẫn được sử dụng rộng

rãi

15

CHẤT XÂY DỰNG

Sự tạo phức

STP : sodium tripolyphophate

O P O O

O

P O O O

P O O O

-Ca

O P O O

O

P O O O

P O O O

Ca

O P O O

O

P O O O

P O O O tripolyphosphate

trang thai tao phuc

−

−

10 3

5 10 3

2

O CaP O

2

O P Ca O

P Ca

Sự ổn định của phức này rất quan trọng, bị ảnh hưởng với

pH, lực ion và nhiệt độ Phức ổn định ở pH=9.5 16

CHẤT XÂY DỰNG

Sự tạo phức

Ưu điểm của STP:

-Tạo phức chất hòa tan được các ion kiềm thổ hiện diện

-Giá phải chăng

STP có công bố cho rằng ít phân giải sinh học, ảnh

hưởng đến môi trường => có xu hướng tìm thêm các

chất xây dựng mới

17

CHẤT XÂY DỰNG

Sự trao đổi ion

O H SiO

Si OOAl

Tốc độ trao đổi tùy thuộc vào: cấu trúc, hình thái tinh thể,

cấu trúc khối zeolite

Zeolite phổ biến là loại 4A, MAP,… Hình dáng của zeolite là

SiO AlO

Na12 ( 2 )12 ( 2)12 27 2

Sự trao đổi ion

19

CHẤT XÂY DỰNG

silicate lớp mỏng

Với pH giặt 10-11, chúng hầu như không tan Cuối quá trình

giặt (xả), nước về môi trường trung tính, silicate tan ra, phóng

thích trở lại Ca, Mg

n

m SiO O

-Có thể tạo hạt, nén lại -> dễ vận chuyển

Sự trao đổi ion

20

21

CHẤT TẨY TRẮNG

Chất tẩy trắng là tác nhân loại các vết bẩn màu và làm

cho bề mặt được trắng, sáng hơn

Đối với quá trình giặt giũ, có 3 dạng chất tẩy trắng:

•Tẩy trắng hóa học

•Tẩy trắng cảm quang

•Tẩy trắng quang học

22

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng hóa học

Tẩy màu của một nền vải bằng phản ứng hóa học (phản

ứng oxy hóa hay phản ứng khử không thuận nghịch)

=> phân hủy chất màu thành các phần tử nhỏ hơn, dễ

tan hơn để loại đi

Các tác nhân tẩy trắng chia làm 3 loại:

-Hợp chất khử oxy, thường là các sunfit, bisulfit-Hợp chất của chlor

-Hợp chất có khả năng giải phóng oxy nguyên tử

23

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng hóa học

Loại khử oxy hoạt động tốt, nhưng tạo mùi khó chịu, ảnh

hưởng đến sản phẩm

Hợp chất chlor thì hiệu quả tốt cả ở nhiệt độ thấp, nồng

độ thấp Tuy nhiên, chúng lại tấn công màu và các sợi

tự nhiên, làm vàng chất hồ vải

Các chất tẩy trắng hóa học được sử dụng chủ yếu là loại

có khả năng giải phóng oxy tự do, phổ biến là

perborate

O H

O H

24

CHẤT TẨY TRẮNG

OH B

O H O H

-Ổn định ở những quốc gia có khí hậu nóng ẩm-Thích hợp với sản phẩm dùng zeolite 25

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng hóa học percarbonate:

-Hòa tan tốt-Cung cấp lượng oxy hoạt tính cao-Đa chức năng: cung cấp H2O2, kiềm-Không gây nguy hại cho môi trường-Không thích hợp sản phẩm dùng zeolite => Giải pháp của một số hãng là đóng viên nang với khoáng chất hoặc polymer Như vậy, tính ổn định tăng nên khả năng

sử dụng lớn hơn

2 2 3

2 2

2Na CO H O

26

Cơ chế này chỉ xảy ra khi phơi ngoài trời

Ví dụ: Tinolux BBS

* 2

* 2

O PB

PB

PB ⎯ ⎯→hν ⎯ ⎯ →H⎯O +

27

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng quang học

28

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng quang học

29

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng quang học

30

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng quang học

Có khả năng hấp thu các tia cực tím (UV) của ánh sang

trắng, phát ra các tia có ánh sáng tím hay xanh dương =>

làm cho vải nhìn có vẻ sang, mới hơn

Chỉ có tác dụng với vải màu sáng, trắng Do các màu sẫm

đã hấp thu tia UV, chất tẩy trắng quang học không phát huy

tác dụng

Chỉ thấy vải mới hơn khi ở ngoài sáng

31

CHẤT TẨY TRẮNG

• Tẩy trắng quang học

Không tác dụng hóa học mà chỉ liên kết với vải nền =>

tác dụng giảm dần theo thời gian

Ngoài ra, chất tẩy trắng quang học bị biến đổi, không ổn

định theo thời gian, làm cho bột giặt và vải bị nhuốm màu

vàng => được sử dụng hạn chế

32

CHẤT ĐỘN

ít có vai trò hoạt tính trong sản phẩm, chỉ có tính làm đầy

Sản phẩm dạng bột: Natri sulphat, calcite

Sản phẩm dạng kem, lỏng thì nước được xem là chất

độn

Yêu cầu:

Giá rẻ, giúp cho giá thành của sản phẩm thấp xuống Một

số sản phẩm có hàm lượng chất độn lên đến 40%

Xu hướng hiện nay là phát triển các sản phẩm đậm đặc,

thì việc đầu tiên là giảm hàm lượng chất độn được sử dụng

trong công thức

33

CHẤT TẠO MÔI TRƯỜNG KIỀM

Môi trường kiềm của dung dịch giặt là điều rất cần thiết vì

để:

-Ổn định phức hợp của chất xây dựng-Giữ cho hạt bẩn lơ lửng, không tái bám-Ổn định hệ chất tẩy trắng

CHẤT TĂNG GIẢM BỌT

Bọt là chỉ thị cho mức độ hiệu quả của sản phẩm tẩy rửa

và đem lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng Tuy

nhiên, đôi khi bọt lại là trở ngại lớn

Ví dụ: trong các máy giặt tự động, trong các hệ thống

nước xả…

=> Do vậy, tùy theo yêu cầu của sản phẩm mà cần phải

tăng hay giảm độ bọt

Các cách thức tăng giảm bọt được cân nhắc tùy theo:

-Hiệu quả trong môi trường nước cứng

-Khả năng ảnh hưởng đến sự phân tán của bột

CHẤT CHỐNG TÁI BÁM

Tái bám là hiện tượng nhất thiết phải giảm để gia tăng

hiệu quả tẩy rửa

Các yếu tố có thể giảm sự tái bám như:

Chất hoạt động bề mặt: việc lựa chọn chất hoạt động bề

mặt phù hợp là cần thiết

nối” giữa hạt bẩn và bề mặt vải nên giảm sự tái bám

Sự thêm các polymer: các polymer được cho vào, hấp thu

lên bề mặt hạt bẩn và sợi vải, làm biến đổi điện tích bề mặt,

đồng thời tăng mức độ hydrat hóa của sợi, do vậy vải ít tái

CHẤT CHỐNG TÁI BÁM

Polymer thường sử dụng :

• CMC Na (carboxy methyl cellulose) -> sợi cellulose

• polymer của acid acrylic, hoặc acid acrylic/maleic,

polyoxyethylen -> sợi polyester, nylon

Liều lượng sử dụng chúng còn tùy thuộc vào các chất xây

dựng đi kèm Ví dụ: Nếu có STP nhiều thì giảm hoặc không

cần polymer

Cơ sở lựa chọn polymer ngoài tác động chống tái bám

của chúng còn có các tiêu chuẩn khác là giá thành và khả

CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC

Các enzyme có nguồn gốc từ tế bào sống, gọi là men hay

chất phân giải sinh học

Chúng phối hợp, xúc tác phản ứng phân giải chất bẩn

hữu cơ, làm cho quá trình tẩy rửa hiệu quả hơn

Các phản ứng xảy ra là phản ứng sinh học, không thuận

nghịch và hiệu quả mạnh

Các enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật nên thường

không ổn định, và nhiệt độ hoạt động cao (90oC) => Đã có

nhiều cải tiến để khắc phục như: tạo hạt, bao lớp,… biến

đổi để giảm nhiệt độ sử dụng.

Trong công thức không dùng một loại mà phối hợp nhiều

CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC

• Proteaza: phân hủy vết bẩn nguồn gốc protein như máu,

trứng, sữa, cơ, keratin,… thành các acid amin và dễ loại

theo quá trình tẩy rửa

• Lipaza: phân hủy các vết bẩn nguồn gốc dầu mỡ như dầu

ăn, chất nhờn, kem, mỹ phẩm,… Lipaza hoạt động nhiều

hơn trong thời gian phơi khô (do nồng độ tăng khi nước

bay hơi) Do vậy, việc loại trừ vết bẩn sẽ dễ dàng ở những

lần giặt sau

• Amylaza: giúp phân hủy tinh bột thành các sản phẩm

trung gian hoặc đường khử, giảm độ nhớt của dung dịch

tinh bột nên dễ dàng tẩy rửa hơn

• Xenlulaza: giúp tẩy các sợi nhỏ xuất hiện trong bong qua

nhiều lần giặt giũ, làm vải mềm và dịu hơn, loại các vết bẩn

CHẤT HƯƠNG & MÀU

Chất tạo hương: làm át đi mùi của hóa chất nguyên liệu

và tạo cảm giác dễ chịu, thoải mái cho người sử dụng trong

và sau quá trình giặt

Màu: đem lại vẻ ưa nhìn, bắt mắt đối với người sử dụng

Lượng màu và hương được phối trộn vào sản phẩm với

hàm lượng rất nhỏ

40

CHẤT HƯƠNG & MÀU

Việc lựa chọn hương, màu phải được phối hợp đồng bộ, đáp ứng thị hiếu người sử dụng Đây cũng là những tiêu

chuẩn lựa chọn đầu tiên của người sử dụng khi mua sản

phẩm

Màu và hương phải bền trong môi trường kiềm

41