Surfactant - chất hoạt động bề mặt

Đặc điểm chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt hóa bề mặt được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi chất hoạt hóa bề mặt hòa vào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle, còn được dịch là mixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì các phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình trụ (1 chiều), màng (2 chiều).

Ảnh minh họa

Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng bởi một thông số là độ cân bằng ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị này có thể từ 0 đến 40. HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan trong nước, HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như dầu.

Chất hoạt động bề mặt ethoxylates- gọi là nonionic surfactants vd : nonyl ethoxylate, octyl ethoxylate … Tùy theo độ HLB ta có :

• HLB : 1-3 phá bọt
• HLB : 4-9 nhũ nước trong dầu
• HLB : 9-11 wetting agents
• HLB : 11-15 nhũ dầu trong nước
• HLB : 15 chất khuếch tán

Phân loại chất hoạt động bề mặt

Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt được phân theo các loại khác nhau. Nếu xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa bề mặt thì có thể phân chúng thành các loại sau:
- Chất hoạt hóa ion (tiếng Anh: ionic): khi bị phân cực thì đầu phân cực bị ion hóa.
+ Chất hoạt hóa dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện dương, ví dụ: Cetyl trimêtylamôni brômua (CTAB).
+ Chất hoạt hóa âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm, ví dụ: bột giặt, axít béo.
- Chất hoạt hóa phi ion (tiếng Anh: non-ionnic): đầu phân cực không bị ion hóa, ví dụ: Ankyl poly(êtylen ôxít).
- Chất hoạt hóa lưỡng cực (tiếng Anh: zwitterionic): khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc mang điện dương tùy vào pH của dung môi, ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ôxít.

Ảnh minh họa

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày. Ứng dụng phổ biến nhất là: bột giặt, sơn, nhuộm…

• Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mếm cho vải sợi, chất trợ nhuộm
• Trong công nghiệp thực phẩm : Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp
• Trong công nghiệp mỹ phẩm : Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt
• Trong ngành in: Chất trợ ngấm và phân tán mực in
• Trong nông nghiệp : Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật,
• Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn của bê tông
• Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan
• Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản

Xem các Chất hoạt động bề mặt: TẠI ĐÂY.