Polyoxyethylene ester từ acid béo và ứng dụng trong công nghiệp sơn dầu(1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
------

BÁO CÁO MÔN HOẠT CHẤT BỀ MẶT
Đề tài: Polyoxyethylene ester từ acid béo và
ứng dụng trong công nghiệp sơn dầu

GVHD: TS. Phan Nguyễn Quỳnh Anh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Quỳnh Hương
MSSV: 18139065
Lớp: DH18HS
i


LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển của ngành công nghiệp như hiện nay thì yêu cầu về việc nâng
cao mức sống của con người đang gia tăng một cách nhanh chóng. Mỗi người
tiêu dùng ngày càng có nhiều sự lựa chọn để tìm cho bản thân một sản phẩm
phù hợp nhất với giá cả phải chăng.
Bên cạnh đó thì vấn đề về môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của thế
giới cũng như Việt Nam. Do đó việc tạo ra các sản phẩm thân thiện với môi
trường và không ảnh hưởng đến sức khoẻ con người là xu hướng đang và sẽ
phát triển trong các lĩnh vực công nghiệp.
Polyoxyethylene ester của acid béo là một chất hoạt động bề mặt khơng ion
đồng thời cũng là chất hố học hữu cơ và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Với sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực nghiên cứu sẽ mở ra nhiều con đường
công nghiệp mới trong tương lai với việc sử dụng polyoxyethylene ester của
acid béo

ii


LỜI CÁM ƠN
Qua các buổi học của môn Hoạt chất bề mặt đã mang đến cho em thêm nhiều
điều hiểu biết về các loại chất hoạt động bề mặt. Và với chủ đề tiểu luận lần
này, em thêm hiểu rõ về chất hoạt động bề mặt cũng như các ứng dụng thực
tiễn của nó trong các ngành cơng nghiệp. Đồng thời qua trình chuẩn bị tiểu
luận em cịn được học thêm về cách đọc cũng như tìm các tài liệu chuyên
ngành. Trong các buổi học, cô đã truyền đạt những kiến thức, những ví dụ thực
tiễn một cách mới mẻ, logic tạo sự thoải mái cho sinh viên dễ dàng tiếp thu hơn.
Với sự cố gắng và tìm hiểu em đã hồn thành được bài báo cáo một cách sn
sẻ và khá chính xác.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn ban giám hiệu trường cũng như ban chủ
nhiệm khoa đã mở môn học này để chúng em được biết thêm nhiều điều. Đặc
biệt em xin chân thành cảm ơn cô TS. Phan Nguyễn Quỳnh Anh đã dành thời
gian tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức bổ ích
trong các buổi học, giúp em hồn thành tốt mơn học này.
Trong q trình làm báo cáo, em cịn rất nhiều sai sót. Vì thế em rất mong nhận
được góp ý q báu của cơ để bài báo cáo hồn thiện hơn. Em xin kính chúc cơ
có thật nhiều sức khỏe và giảng dạy thật tốt. Em xin chân thành cảm ơn cô !

iii


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................ii
LỜI CÁM ƠN...................................................................................................... iii

MỤC LỤC............................................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG............................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH............................................................................................vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT.....................1
1. Khái niệm.......................................................................................................... 1
2. Cấu tạo...............................................................................................................1
3. Phân loại............................................................................................................ 1
3.1. Anionic........................................................................................................... 1
3.2. Cationic.......................................................................................................... 2
3.3. Lưỡng tính (Amphoteric)...............................................................................2
3.4. Khơng ion (non ionic).................................................................................... 3
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
POLYOXYETHYLENE (POE) ESTER CỦA ACID BÉO................................ 4
1. Giới thiệu...........................................................................................................4
1.1. Ethylene oxide................................................................................................4
1.2. Polyoxyethylene.............................................................................................4
1.2.1. Đặc điểm tẩy rửa......................................................................................... 5
1.2.2. Danh pháp của polyethylene.......................................................................5
1.3. Polyoxyethylene ester của acid béo...............................................................5
1.3.1. Giới thiệu.....................................................................................................5
1.3.2. Các phương pháp điều chế..........................................................................6
1.3.3. Tổng hợp..................................................................................................... 6
CHƯƠNG 3: TÍNH CHẤT HỐ LÝ CỦA POLYOXYETHYLENE ESTER
CỦA ACID BÉO...................................................................................................7
1. Nhiệt độ nóng chảy........................................................................................... 7

iv


2. Độ tan................................................................................................................ 8

3. Độ hoạt động bề mặt......................................................................................... 8
4. Nồng độ Micelle tới hạn (Critical Micelle Concentration: CMC)...................9
5. Khả năng tạo bọt và thấm ướt...........................................................................9
6. Tính keo.............................................................................................................9
7. Giá trị HLB......................................................................................................10
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC SƠN DẦU.......................... 11
1. Sơn dầu............................................................................................................11
1.1. Giới thiệu......................................................................................................11
1.2. Công dụng.................................................................................................... 11
1.3. Ứng dụng của sơn dầu................................................................................. 11
1.4. Các loại sơn dầu........................................................................................... 12
1.4.1. Sơn dầu gốc nước (epoxy)........................................................................ 12
1.4.2. Sơn dầu Alkyl........................................................................................... 13
2. Ứng dụng trong sơn dầu Winsor & Newton’s................................................14
2.1. Các loại sơn dầu của Winsor & Newton’s.................................................. 14
2.2. Tác dụng của polyoxyethylene ester của acid béo...................................... 15
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN.................................................................................. 17
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 18

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1 . Nhiệt độ nóng chảy của các polyoxyethylene monoester của acid
lauric...................................................................................................................... 7
Bảng 3.2 . Nhiệt độ nóng chảy của ester acid béo của ethylene và diethylene
glycol..................................................................................................................... 8
Bảng 3.3 . Độ hoạt động bề mặt (mN/m) tại 25 của polyoxyethylene monoester
của acid béo ở 3 nồng độ.......................................................................................9

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 . Cấu tạo chất hoạt động bề mặt.............................................................1
Hình 1.2 . Ký hiệu của chất HĐBM anionic........................................................ 1
Hình 1.3 . Cơng thức tổng qt của chất HĐBM cationic................................... 2
Hình 1.4 . Ký hiệu của chất HĐBM lưỡng tính................................................... 2
Hình 1.5 . Ký hiệu của chất HĐBM khơng ion.................................................... 3
Hình 2.1 . Cấu trúc của ethylene oxide.................................................................4
Hình 4.1 . Sơn dầu...............................................................................................11
Hình 4.2 . Sơn dầu epoxy....................................................................................13
Hình 4.3 . Sơn dầu alkyl......................................................................................13
Hình 4.4 . Sơn dầu Winsor & Newton’s.............................................................15

vii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
1. Khái niệm [1],[2]
Chất hoạt động bề mặt - HĐBM (Surfactant = Surface active agent) là chất có
khả năng làm giảm sức căng bề mặt của dung môi chứa chúng.
Chúng thường là các chất hữu cơ như các acid béo, muối của acid béo, ester,
rượu, alkyl sulfate,…
2. Cấu tạo [1],[2]

Hình 1.1. Cấu tạo chất hoạt động bề mặt


Gồm 2 phần:

+

Phần phân cực (ái nước = hydrophilic).

+

Phần không phân cực (ái dầu = hydrophobic).

3. Phân loại [1],[2]
Theo bản chất nhóm háo nước (ái nước)
3.1. Anionic

Hình 1.2. Ký hiệu của chất HĐBM anionic
Hồ tan trong nước phân ly thành ion HĐBM mang điện tích âm.
1




Nhóm kỵ nước: acid béo mạch dài, ancol mạch dài, paraffin thẳng mạch

dài.


Nhóm ái nước: Bao gồm các nhóm chính:

+

Acid carbocylic: RCOO-

+

Ester sulfuric (Sulfate): ROSO3-

+

Alkan sulfonic acid (Sulfonate): RSO3-

Ứng dụng:


Dùng trong các sản phẩm tẩy rửa bề mặt như bột giặt, sữa tắm,…

Các ion ảnh hưởng đến tính chất: Na+, K+, NH4+
3.2. Cationic

Hình 1.3. Cơng thức tổng qt của chất HĐBM cationic
Hoà tan trong nước phân ly thành ion HĐBM mang điện tích dương.


Nhóm kỵ nước: acid béo mạch dài, ancol mạch dài, paraffin thẳng mạch

dài.


Nhóm ái nước: chủ yếu dựa vào nguyên tử N hay S. N thường nằm dạng

amin hay vịng.
Ứng dụng:



Khơng có khả năng tẩy rửa.



Hấp thụ mạnh lên xơ sợi hoặc vải, len,…do đó được sử dụng như chất làm

mềm vải sợi, tẩy trùng, diệt khuẩn cho quần áo, vải vóc, dụng cụ y khoa,…
3.3. Lưỡng tính (Amphoteric)

Hình 1.4. Ký hiệu của chất HĐBM lưỡng tính
2


Có chứa cả nhóm acid và base trong phần ái nước.


Là cation ở pH thấp và là anion ở pH cao. Trong khoảng pH trung gian,

chúng vừa tích điện âm vừa tích điện dương (cấu trúc lưỡng cực)
Chia làm 2 loại:


Acid carboxylic: tác nhân thấm ướt và tẩy giặt tốt trong môi trường acid

lẫn trong môi trường kiềm.


Sulfate/Sulfonate: tẩy rửa tốt, tạo bọt, không hại da, không làm rát da, ít

độc hại,…dùng trong dầu gội (đặc biệt cho em bé), sữa tắm,…
3.4. Khơng ion (non ionic)

Hình 1.5. Ký hiệu của chất HĐBM khơng ion
Phần ái nước khơng ion hố khi hồ tan vào nước nhưng vẫn phân cực.


Nhóm kỵ nước: tạo thành từ các hợp chất mạch dài có chứa nguyên tử H

linh động như alkyl phenol, rượu, amine, acid béo,…


Nhóm ái nước: chứa liên kết polyether và nhóm hydroxyl: ethylene oxide,

propylene oxide, polyglycol, sorbitol,…
Ứng dụng:


Trong dầu gội đầu hoặc các loại mỹ phẩm.

3


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
POLYOXYETHYLENE (POE) ESTER CỦA ACID BÉO
1. Giới thiệu
1.1. Ethylene oxide [3]


Ethylene Oxide (EO), hay còn gọi là oxiran và epoxit, là một hợp chất hữu

cơ thường được tìm thấy ở dạng khí khơng màu và rất dễ cháy. Về ứng dụng và
mục đích sử dụng: EO được sử dụng chủ yếu làm hoá chất trung gian trong sản
xuất ethylene glycol (chất chống đông), hàng dệt, chất tẩy rửa, bọt
polyurethane, dung môi, thuốc, chất kết dính, nguyên liệu cho sản xuất nhựa
Polyethylene terephthalate (PET) và các sản phẩm khác


Ethylene oxide là chất có phản ứng mạnh nhất trong họ ete, nó có thể tạo

thành nhiều sản phẩm phụ. Với các ether có mạch vịng lớn, nó có thể phản ứng
khơng chỉ trong điều kiện base hoặc acid mà còn ở điều kiện trung tính.

Hình 2.1. Cấu trúc của ethylene oxide


Ethylene oxide là một loại hoá chất đặc biệt nguy hiểm. Khi sử dụng loại

hoá chất nà, phải cẩn thận để giảm tối đa sự tiếp xúc với ethylene oxide do tính
độc cực cao và có khả năng gây nổ.
1.2. Polyoxyethylene [3]


Polyoxyethylene (POE) là chất hoạt động bề mặt không ion (nonionic),

chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như chất tẩy rửa,
y tế, sản phẩm chăm sóc cá nhân,…


Những vật liệu này được sản xuất thương mại bằng phản ứng của ethylene

oxide với hợp chất chứa hidro.

4




Phản ứng có thể được biểu diễn bằng phương trình tổng quát sau:



Các đặc tính vật lý của chất HĐBM Polyoxyethylene khơng ion và cơng

dụng của nó phụ thuộc vào R, X, giá trị của x.
+

Nếu R là H thì là nhóm polyethylene glycol, hoặc nhóm kỵ nước thường

là C1-C20 và X là O: polyoxyethylene alcohol, N: polyethylene alkylamide, S:
polyoxyethylene mercaptan, phenol: polyoxyethylene alkylphenol
1.2.1. Đặc điểm tẩy rửa
Polyoxyethylene có khả năng tẩy rửa tương đối cao, nhưng về nguyên tắc thì
kém hơn so với chất hoạt động anion như sulfate, sulfonate tương ứng. Khả
năng tẩy rửa phụ thuộc vào chiều dài nhóm (-C2H4O-)N.
Đồng thời polyoxyethylene cũng ít tạo bọt hơn các loại chất HĐBM ion khác
1.2.2. Danh pháp của polyethylene
Danh pháp IUPAC:


Theo cấu trúc: poly(oxyethylene)



Theo nguồn: poly(ethylene oxide)

1.3. Polyoxyethylene ester của acid béo [4]
1.3.1. Giới thiệu
Polyoxyethylene ester của acid béo là một trong những chất HĐBM không ion
đầu tiên được thương mại hố, khi Scholler và Wittwer tìm ra ethoxyl hoá,
phản ứng của ethylene oxide với chất nền proton vào năm 1930. Các mono và
diester của ethylene glycol và oligoethylene glycol đã được biết trước đây, đã
được tổng hợp bằng cách ester hoá các glycol với các acid hoặc bằng các phản
ứng ngưng tụ.

5


1.3.2. Các phương pháp điều chế


Goldsmith đã đưa ra một cơng trình nghiên cứu được báo cáo đến năm

1942 về việc điều chế, đặc tính và ứng dụng của polyhydric alcohol ester của
acid béo, bắt đầu với công bố của A. Wutz năm 1859. Trong tổng quan này có
6 phương pháp:
1. Ester hố trực tiếp các nhóm hydroxyl với acid béo hoặc anhydrid của nó khi
có hoặc khơng có chất khử hydrat
2. Ester hoá bằng các acid béo halogen

3. Chuyển hoá triglyceride bằng các polyhydric alcohol
4. Phản ứng hydroxyalkyl halogen với các muối acid béo kèm theo sự hình
thành các halogen kim loại
5. Thuỷ phân một phần của ester polyhydric alcohol
6. Bổ sung ethylene oxide vào các hợp chất chứa nhóm hydroxyl hoặc carboxyl.


Trong các phương pháp này, ngày nay người ta tiến hành q trình ester

hố trực tiếp , chuyển hoá và thêm ethylene oxide vào acid béo để tổng hợp các
polyoxyethylene ester của acid béo


Việc bổ sung ethylene oxide vào acid béo tạo ra hỗn hợp sản phẩm tương

tự như hỗn hợp thu được trong phản ứng ester hoá polyoxyethylene và acid béo
theo tỉ lệ 1:1.


Ngày nay, khá nhiều sản phẩm thu được bằng cách ester hoá hoặc oxy hoá

các acid béo và triglyceride của dầu.
1.3.3. Tổng hợp
Quá trình ester hố trực tiếp polyoxyethylene với acid béo theo tỉ lệ mol 2:1 để
tạo ra các diester là một phản ứng đơn giản. Mặc dù phản ứng có thể xảy ra ở
nhiệt độ phịng, nhưng nó diễn ra chậm để có thể sử dụng trong thực tế. Nói
chung, quá trình ester hố được thực hiện ở nhiệt độ từ 150-200°C

6

CHƯƠNG 3: TÍNH CHẤT HỐ LÝ CỦA POLYOXYETHYLENE
ESTER CỦA ACID BÉO
1. Nhiệt độ nóng chảy [4]
Các dữ liệu hố lý của polyoxyethylene ester từ acid béo loại monoester và
diester rất khó để tìm ra một cách kỹ lưỡng vì thơng tin về độ tinh khiết của sản
phẩm cũng như độ phân tán của chuỗi polyoxyethylene trong hầu hết các
trường hợp đều bị thiếu.
Dữ liệu rõ ràng được bởi Gerhardt và Holzbauer, cho thấy nhiệt độ nóng chảy
và chỉ số khúc xạ cho tám đơn phân tương đồng của polyoxyethylene của acid
lauric
Polyoxyethylene của acid lauric

Nhiệt độ nóng chảy (°C)

1

28-30

2

17-18.5

3

15-16.5

4

17-18

5

19-21

6

21-23

7

26-27.5

8

30-31
Bảng 3.1. Nhiệt độ nóng chảy của các polyoxyethylene monoester của acid
lauric

Dữ liệu thu thập được về nhiệt độ nóng chảy của polyoxyethylene ester đa phân
tử của acid béo tuân theo quy tắc chung. Các monoester nóng chảy ở nhiệt độ
thấp hơn các diester có cùng chiều dài chuỗi polyoxyethylene. Bắt đầu với các
ester ethylene glycol của lauric thông qua acid stearic, nhiệt độ nóng chảy giảm
do số lượng đơn vị ethylene oxide trong chuỗi polyoxyethylene ngày càng tăng,
với độ dài tối thiểu của chuỗi trung bình là khoảng 8 đơn vị ethylene oxide,

7


tăng trở lại đến nhiệt độ lúc đầu của nhiệt độ nóng chảy của monoethylene

glycol ester khi chuỗi đạt độ dài trung bình là 12-20 đơn vị ethylene oxide.
Polyoxyethylene ester của acid oleic có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất và là chất
lỏng ở nhiệt độ phòng.
Sự so sánh về nhiệt độ nóng chảy của một số ester acid béo của ethylene và
diethylene glycol.
Ester
Ethylene

Diethylene glycol

Nhiệt độ nóng chảy (°C)
monolaurate

32

dilaurate

54

monomyristate

42

dimyristate

64

monopalmitate

52

dipalmitate

72

monostearate

58

distearate

79

monolaurate

18

dilaurate

39

monostearate

42

distearate

58

Bảng 3.2. Nhiệt độ nóng chảy của ester acid béo của ethylene và diethylene

glycol.
2. Độ tan [4]
Các monoester acid béo của polyoxyethylene có khả năng hồ tan cao trong
nước ở nhiệt độ phòng nếu giá trị HLB của chúng từ 9 trở lên. Trong khoảng
giá trị HLB từ 9 đến 11, các dung dịch thường có màu đục, tại giá trị HLB cao
thì dung dịch sẽ trong (monoester acid lauric của pentaoxyethylene HLB là
10.6)
3. Độ hoạt động bề mặt

[4]

8


Dữ liệu về độ hoạt động bề mặt của các monoester rất là khan hiếm. Giá trị của
độ hoạt động bề mặt của PEG 600 (polyoxyethylene-(12)) monoester của một
số acid béo tại các nồng độ khác nhau.

Acid béo

Nồng độ (wt%)
0.05

0.1

0.2

Laurate

33.0

32.0

31.1

Myristate

35.3

38.5

34.5

Palmitate

38.5

38.1

37.5

Stearate

41.5

39.8

38.7

Oleate

38.3

36.7

35.6

Ricinoleate

39.4

38.5

38.0

Bảng 3.3. Độ hoạt động bề mặt (mN/m) tại 25°C của polyoxyethylene
monoester của acid béo ở 3 nồng độ
4. Nồng độ Micelle tới hạn (Critical Micelle Concentration: CMC) [1],[4]
Nồng độ Micelle tới hạn (CMC) là nồng độ dung dịch chất HĐBM mà tại đó
sự hình thành micelle trở nên đáng kể.
Polyoxyethylene ester của acid béo có CMC lớn hơn 0.2% hoặc khoảng 0.04
mmol/L.
5. Khả năng tạo bọt và thấm ướt [4]
Dung dịch polyoxyehtylene monoester hơi kém tạo bọt. Ngược lại, các
monoester của acid béo là chất thấm ướt tốt. Người ta chỉ ra rằng các
monoester với giá trị HLB đến khoảng 10 là chất thấm ướt tốt nhất, kết hợp với
các polyoxyethylene ether tương ứng của các alcohol béo. Các monoester của
polyoxyethylene là chất nhũ hố tốt.
6. Tính keo [4]

9


Các đặc tính keo của polyoxyethylene monoester bị suy giảm bởi diester và
polyoxyethylene tự do.
7. Giá trị HLB [1],[5]
HLB: Hydrophile Lipophile Balance: Mối quan hệ quan ái nước-ái dầu. Thang
đo HLB là từ 1-20.
Giá trị HLB của polyoxyethylene ester của acid béo khoảng từ 9-11.

10


CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC SƠN DẦU
1. Sơn dầu [6],[7],[8]

Hình 4.1. Sơn dầu
1.1. Giới thiệu
Sơn dầu là loại sơn gốc dầu hoặc sơn gốc nước, có thể là 1 thành phần hoặc 2
thành phần. Được sử dụng nhiều trong các cơng trình xây dựng hiện nay hoặc
dùng để sơn trang trí, sơn bảo vệ bề mặt cho tất cả các vật dụng làm bằng gỗ,
sắt hay kim loại như: đồ nội thất, gia dụng, cửa sắt, bàn ghế sắt, cửa gỗ, bàn
ghế gỗ, tủ sắt, tủ gỗ, hàng rào vườn bằng gỗ hoặc bằng sắt,…
1.2. Công dụng
Sơn dầu rất nhanh khơ, có độ bám dính và độ phủ cao. Nó có khả năng chống
thấm nước, kháng vi khuẩn, nấm mốc cho các vật dụng bằng gỗ, kim loại.
Ngoài ra, sơn dầu có màu sắc phong phú, đẹp và bền màu theo thời gian. Bởi
thế, các vật dụng khi được sơn dầu sẽ trở nên đẹp, bắt mắt hơn và được bảo vệ
trước tác động từ môi trường bên ngoài.
1.3. Ứng dụng của sơn dầu

11




Đối với gỗ tự nhiên, nến muốn giữ nguyên vẻ đẹp vốn có của gỗ thì có thể

sử dụng một lớp sơn dầu bóng trong suốt khơng màu lên bề mặt vừa có thể bảo
vệ, vừa giữ nguyên đươc vẻ đẹp ban dầu của gỗ


Bên cạnh đó, những vật dụng bằng sắt, thép hoặc kim loại không sử dụng

loại sơn bảo vệ chống rỉ sét, bong tróc và trở nên xấu xí cũng có thể được làm
mới, trở nên đẹp như ban đầu , thậm chí cịn đẹp hơn lúc ban đầu khi sử dụng
sơn dầu.


Đồng thời, sơn dầu cũng được các họa sỹ dùng để sáng tác nên các tác

phẩm nghệ thuật của họ. Sơn dầu chính là nguyên liệu chủ yếu tạo nên các bức
tranh, bức ảnh với muôn vàn màu sắc, sắc thái, trạng thái và không gian được
vẽ trên bề mặt gỗ, sắt hay kim loại.
Tóm lại, sơn dầu chính là lớp bảo vệ, lớp trang trí và là sản phẩm để phục hồi
các vật dụng làm bằng gỗ và kim loại bị hư hỏng, khiến chúng trở nên đẹp hơn,
sinh động hơn và bền hơn. Đặc biệt là tiết kiệm chi phí vì có khả năng phục hồi
hư tổn, tăng tuổi thọ cho gỗ và kim loại.
1.4. Các loại sơn dầu
1.4.1. Sơn dầu gốc nước (epoxy)



Là loại sơn 1 thành phần được sử dụng trên các bề mặt gỗ và kim loại. Sơn

dầu gốc nước có thành phần từ nhựa Acrylic, bột màu và các thành phần phụ
gia có độ bám dính tốt..
Ưu điểm:


Tạo màng sơn liền mạch, có độ bám dính cao



Khả năng chống mài mòn hiệu quả, chống gỉ bề mặt kim loại



Chống bụi bẩn, dễ dàng vệ sinh làm sạch bề mặt sàn.



Chống thấm nước, các hóa chất tác động làm ảnh hưởng kết cấu nền nhà



Màu sắc tươi mới.



Dễ dàng thi cơng và nhanh chóng: chỉ cần pha lỗng sơn gốc nước với

nước thì có thể sử dụng ngay được.

12




Tính thẩm mỹ cao: Đa dạng màu sắc cùng độ bóng cao tạo nên sự hài hịa,

thân thiện mơi trườg


Giá mặt bằng chung tương đối rẻ.



Được sản xuất theo công nghệ mới gốc nước nên hồn tồn n tâm vì

khơng độc hại
Nhược điểm:


Kén mơi trường, địa hình thi cơng. Khơng sử dụng sơn dầu epoxy cho các

mơi trường có độ ẩm cao. Vì nước sẽ khó bay hơi. Muốn sử dụng được bề mặt
kim loại hay gỗ thì cần nhiều thời gian chút để khơ.

Hình 4.2. Sơn dầu epoxy
1.4.2. Sơn dầu Alkyl

Hình 4.3. Sơn dầu alkyl


Là loại sơn gốc dầu một thành phần. Thành phần chính là nhựa alkyl lấy từ

nhựa của các loại thực vật trong tự nhiên. Loại sơn này có khả năng kết dính tốt
và được sử dụng hầu hết trong trang trí hoặc bảo vệ kim loại và các sản phẩm
từ gỗ, được sử dụng phổ biến trong nội thất lẫn ngoại thất.
13




Độ kết dính khá tốt



Dùng dung mơi ( xăng) để pha lỗng

Ưu điểm:


Độ bền cao và chống mài mịn. Thế nên được dùng để sơn bề mặt của các

sản phẩm nội thất (các sản phẩm từ gỗ như bàn ghế) hoặc những sản phẩm cần
được chống gỉ, chống dính như sắt thép, kim loại ngồi trời.


Độ bóng và độ bền màu của sơn vẫn còn nguyên vẹn sau thời gian dài sử

dụng. Dịng sơn gốc dầu alkyd ít bị oxy hóa và chịu các tác nhân xấu từ mơi
trường bên ngồi. Vì thế sơn dầu alkyd được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh
vực.


Chống ẩm mốc tốt, ngăn chặn các loại vi sinh bám víu trên bề mặt



Dễ sử dụng, dễ thi công và pha chế: Công thức pha chế và thao tác dùng

sơn dầu alkyd vô cùng dễ dàng. Chỉ cần pha sơn với dung môi (xăng không lẫn
tạp chất) có sẵn là đã hồn thành thao tác sơn và sử dụng cho mục đích của
mình


Khả năng kết dính vơ cùng tốt: Dễ dàng bám dính vào nhiều bề mặt khác

nhau như kim loại, các bề mặt gỗ …..
Nhược điểm:


Cần nhiều thời gian hơn để màng sơn ổn định và cứng trước khi sử dụng



Hao tốn chi phí hơn so với các loại sơn gốc nước vì để pha lỗng sơn hoặc

lau chùi ta cần phải có dung mơi mới làm được.



Độc hại: Hàm lượng các chất hữu cơ trong dung mơi cao vì vậy trong q

trình thi cơng sơn và chờ khô các chất này sẽ bay hơi tạo mùi rất khó chịu.
Ngồi ra cịn làm ảnh hưởng đến môi trường cũng như là sức khỏe của con
người nếu tiếp xúc lâu.
2. Ứng dụng trong sơn dầu Winsor & Newton’s [9]
2.1. Các loại sơn dầu của Winsor & Newton’s

14




Artists’ Oil Colour là sơn dầu thượng hạng dành cho hoạ sĩ chuyên

nghiệp, được làm từ các pigments mịn và tinh khiết nhất, gồm 120 màu trong
tubes 37 và 200 ml.


Winton Oil Colour là màu cho sinh viên và các hoạ sĩ nghiệp dư, gồm 49

màu trong tubes nhiều cỡ.


Artisan Water Mixable Oil Colour là sơn dầu có thêm chất phụ gia nhũ

tương (emulsifier) để hòa được trong nước tới 25% thể tích, tránh được dầu
thơng (turpentine) là dung mơi độc hại, thích hợp cho người vẽ chơi, cho học

sinh phổ thông, gổm 40 màu trong tubes 37 và 200 ml.


Griffin Fast Drying Oil Colour khơ nhanh vì chứa siccative (chất tăng

tốc độ khô), gồm 50 màu, trong tubes 21 và 120 ml.

Hình 4.4. Sơn dầu Winsor & Newton’s
Các loại sơn được phát hiện có chứa một hỗn hợp phức tạp của etoxylated các
phân tử, bao gồm các este axit béo polyoxyetylen (POE) có nguồn gốc từ hỗn
hợp axit béo của dầu hạt lanh.
2.2. Tác dụng của polyoxyethylene ester của acid béo
Tất cả các lớp phủ sinh ra đều cần chất hoạt động bề mặt để giảm năng lượng
tự do của các bề mặt khác nhau, do đó cung cấp sự ổn định động học.
Polyoxyethylene ester được sử dụng như chất nhũ hóa chất kết dính và làm
chất phân tán sắc tố, chúng cần thiết để cải thiện sự thấm ướt trên bề mặt năng
lượng thấp, để kiểm soát sự tạo bọt trong quá trình ứng dụng

15


Chúng được sử dụng trong các công thức sơn để loại bỏ các sức căng bề mặt có
thể hình thành do sự bay hơi nhanh hơn của dung môi từ các mép sơn so với
trung tâm.
Khả năng hòa trộn với nước của sơn dầu pha nước thường có thể do việc thêm
chất hoạt động bề mặt hoặc sự biến đổi hóa học của dầu thực vật thành chất
nhũ hóa. Sự thay đổi rõ ràng về độ bóng bề mặt và độ bám dính dai dẳng trên
bề mặt của màng có thể là do các chất hoạt động bề mặt đã di chuyển đến ranh
giới của màng sơn, cho thấy sự khác biệt đáng kể về tính ưa nước của bề mặt
giữa các khu vực có độ bóng cao và thấp. Sự kết tụ chất hoạt động bề mặt ở bề

mặt và tạo thành dịch rỉ có thể gây ra hậu quả tiêu cực đối với độ bám dính
giữa các lớp sơn

16


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
Polyoxyethylene ester từ acid béo không chỉ được ứng dụng vào ngành cơng
nghiệp sơn mà cịn đang được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác.
Polyoxyethylene ester có nguồn gốc từ acid béo nên nó thân thiện với môi
trường. Việc nghiên cứu để tăng cường khả năng ứng dụng cũng như khắc
phục những đặc tính khơng mong muốn trong q trình sản xuất nhằm mục
đích nâng cao năng suất và cải thiện hiệu quả sử dụng, hướng tới mục tiêu tạo
ra các sản phẩm xanh và thân thiện với sức khoẻ người sử dụng.

17


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Thị Hồng Nhan, Hoá học và Kỹ thuật chất hoạt đông bề mặt, 2019.
2. Phan Nguyễn Quỳnh Anh, Bài giảng môn Hoạt chất bề mặt, 2021.
3. Charles L. Edwards,” Distribution of the Polyoxyethylene Chain” in
Surfactant science series volume 72, Nonionic surfactants: Organic Chemistry,
Nico M. van Os, pp. 1 - 39,1997.
4. Kurt Kosswig,” Polyoxyethylene Esters of Fatty Acids” in

Surfactant

science series volume 72, Nonionic surfactants: Organic Chemistry, Nico M.

van Os, pp. 123 - 147,1997.
5. Ricardo C. Pasquali, Natalia Sacco & Carlos Bregni, “The Calculus of HLB
Values of Polyoxyethylene Fatty Acid Esters from Quality Control Data”, 2014.
6. />7. />8. />9. Brynn N. Sundberg, Anthony F. Lagalante, “Characterization of non-ionic
surfactants in Winsor & Newton’s water-mixable oil paint”, 2021

18