Ứng dụng các chất hoạt động bề mặt trong tẩy rửa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA

BÀI BÁO CÁO MÔN
CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT
ĐỀ TÀI
ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :
Nguyễn Thị Bích Thuyền
Lương Huỳnh Vũ Thanh
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Văn Trường
Trần văn Minh

Lớp CNHH K32
Nhóm:14
Năm học 2009 - 2010
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
MỤC LỤC

MỤC LỤC trang 1
MỞ ĐẦU trang 3
PHẦN I . CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẨY RỬA trang 5
I.1 Định nghĩa và cơ chế của sự tẩy rửa trang 5
I.1.1 Định nghĩa sự tẩy rửa trang 5
I.1.2 Cơ chế tẩy rửa trang 5
I.2 Vai trò của các CHĐBM trang 5
I.2.1 Giảm sức căng bề mặt của nước và lấy bẩn ra trang 5

I.2.2 Chống chất bẩn tái bám trang 6
I.2.3 Là chất tạo bọt trang 6
I.3 Ảnh hưởng của môi trường nước đến sự tẩy rửa trang 6
PHẦN II. CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY
RỬA trang 8
II.1 Các CHĐBM anion trang 8
II.1.1 Các ankyl aren sulfonat trang 8
II.1.2 Các Akyl sulfat trang 8
II.1.3 Các Ankyl sulfonat trang 9
II.1.4 Các xà phòng trang 9
II.2 Các CHĐBM nonion trang 9
II.2.1 Các rượu béo etoxy hóa trang 9
II.2.2 Các rượu – amit trang 10
II.2.3 Các polyglycerol ete trang 10
II.2.4 Các ankyl polyglucosit (APG) trang 10
II.3 Các CHĐBM cation trang 10
PHẦN III. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM
TẨY RỬA trang 11
III.1 Công thức của bột giặt trang 11
III.1.1 Công thức tạo bột cổ điển trang 11
III.1.1.1 Công thức giặt tay trang 11
III.1.1.2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy trang 11
III.1.2 Công thức cổ truyền không tạo bọt trang 12
III.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng trang 12
III.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa
trang 13
Trang 2
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
PHẦN IV. SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA trang 14
IV.1 Sản xuất xà phòng trang 14

IV.2 Sản xuất bột giặt trang 16
IV.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng trang 17
PHẦN V. KẾT LUẬN trang 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 20
Trang 3
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
MỞ ĐẦU

Đã từ lâu, trong số những nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, xà phòng và các chất tẩy
rửa tổng hợp thuộc loại không thể thiếu. Chẳng những thế nhóm sản phẩm này còn
được sử dụng càng nhiều trong các ngành khác của nền kinh tế quốc dân. Số liệu của
World Market Analyses cho thấy nhu cầu tẩy rửa trên thế giới (đơn vị tính 1000 Tấn).
Năm 1991 1992 1993 1994 1995 1996
Xà bông
%
5149
24.4
5095
24.5
5035
24.3
4995
24.1
5084
23.8
5076
23.7
Chất tẩy rửa dạng thanh
%
1208

5.7
1227
6.1
1289
6.2
1278
6.2
1323
6.2
1339
6.2
Bột giặt
%
12904
61.3
12675
60.9
12664
61.2
12555
60.7
12859
60.1
13245
62
Bột nhãn/gen
%
210
1
213

1
222
1.1
312
1.5
341
1.6
359
1.7
Chất tẩy rửa dạng nước
%
1595
7.6
1536
7.4
1484
7.2
1544
7.5
1797
8.4
1357
6.3
Tổng 21066 20796 20694 20684 21404 21372
Khối lượng sản xuất này cho thấy mức tiêu dùng bột giặt trung bình khoảng 4.5
kg/người/năm. Tuy nhiên có sự phân bố không đồng đều trên thế giới.
Hiện nay trên thi trường có rất nhiều mặt hàng bột giặt(omo, fix, viso…), nước
rửa chén ( sunlight , Mỹ hảo …) và xà bông tắm ( safeguard, Lifeboy, dove, X
Trang 4
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

men…). Mỗi nhà sản sản xuất có những công thức phối chế khác nhau, nhưng đều
trên nguyên tắc cơ bản về thành phần của chất tẩy rửa. Các thành phần có trong
chúng là: chất hoạt đông bề mặt (CHĐBM), các tác nhân làm mềm nước, tác nhân tạo
môi trường bazơ, chất chống bám, chất làm tăng bọt, chất làm mềm vải, chất tạo
hương, chất xúc tác sinh học. Trong đó CHĐBM là thành phần không thể thiếu.
Trang 5
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
PHẦN I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẨY RỬA:
I.1 Định nghĩa và cơ chế của sự tẩy rửa:
I.1.1 Định nghĩa sự tẩy rửa:
Sự tẩy rửa được định nghĩa là “làm sạch mặt của một vật thể rắn, với một
tác nhân riêng biệt, chất tẩy rửa, theo một tiến trình lý hóa khác hẳn với việc hòa tan
thông thường”
1.1.2 Cơ chế tẩy rửa:
Quá trình tẩy rửa xảy ra theo các bước như sau:
 Dung dịch tẩy rửa trong nước làm giảm sức căng của nước, nước thấm
sâu vào xơ sợi.
 Quá trình lấy bẩn ra.
 Quá trình chống tái bám chất bẩn.
 CHĐBM tạo bọt, chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra
ngoài hay phân tán vào trong dung dịch ở dạng huyền phù, treo lơ lửng.
I.2 Vai trò của các CHĐBM:
I.2.1 Giảm sức căng bề mặt của nước và lấy bẩn ra:
CHĐBM làm giảm sức căng bề mặt của nước làm cho vải được thấm ướt
hoàn toàn. Mỗi phân tử của CHĐBM có 1 đầu ái nước, đầu này bị các phân tử nước
hút và 1 đầu không ưa nước – đầu này đồng thời vừa đẩy nước vừa hút vào các chất
dầu mỡ bẩn. Các lực ngược nhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ
lửng trong nước ở dạng hòa tan, nhũ hoặc huyền phù. Khuấy đảo của tay hay máy
giặt đã giúp kéo hẳn các chất bẩn ra khỏi bề mặt cần làm sạch.
Các vết bẩn phân cực thì dùng CHĐBM anion, các vết bẩn không phân cực

thì dùng CHĐBM không ion.
VD : cơ chế tẩy rửa vết bẩn có chất béo:
Ban đầu, sợi có dính vết bẩn dạng dầu mỡ được ngâm trong môi trường
nước. Do sức căng bề mặt của nước lớn nên nước không thể tách hoặc hòa tan vết
bẩn.
Khi hòa tan chất tẩy rửa vào nước, dung dịch chất tẩy rửa này có sức căng
bề mặt nhỏ hơn nước. Dung dịch có thể thấm sâu vào sợi vải và lôi các vết dầu mỡ ra,
Trang 6
Dầu mỡ
Dầu mỡ
Dung dịch chất tẩy rửa
Sợi
Sợi
Nước
Hình 2: CƠ CHẾ TẨY RỬA CÁC VẾT DẦU MỠ
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
các vết dầu mỡ được lấy ra và treo lơ lửng ở dạng nhũ tương hoặc dung dịch đồng
nhất.
I.2.2 Chống chất bẩn tái bám:
Các vết bẩn trong dung dịch tẩy có thể ưa hoặc kỵ nước. Các hạt ưa nước
sẽ phân tán vào trong nước và không bị tái bám. Ngược lại các hạt kỵ nước lại có
khuynh hướng bám trơ lại vải. Trong dung dịch tẩy rửa, phần lớn bề mặt vải và hạt
bẩn tích điện âm.
 Các CHĐBM anion bị hút vào hạt bẩn và sợi làm tăng hàng rào tĩnh điện
giữa chúng và các hạt giúp sự phân tán các hạt bẩn ổn định, ngăn sự tái bám. Nhưng
đến một nồng độ nào đó của vết bẩn và CHĐBM nhất định, khi nồng độ anion càng
cao thì sự tái bám càng tăng do sự nén ép lớp điện tích kép bao bọc bề mặt sợi và hạt.
 Các CHĐBM nonion có dây kỵ nước của phân tử càng dài thì tính chống
tái bám càng lớn. Các chất nonion hấp phụ vào bề mặt sợi và các hạt bẩn hướng phần
ưa nước ra ngoài. Hàng rào lập thể được tạo ra và cả lớp nước hydrat hóa sẽ ngăn

chặn các hạt tiến lại gần sợi, chống lại sự tái bám. Nhưng thực tế CHĐBM nonion có
khả năng chống tái bám thấp hơn các anion.
 CHĐBM cation không có tác dụng chống tái bám, nó không thích hợp
cho việc giặt tẩy. CHĐBM cation tích điện dương, bề mặt vải tích điện âm vì vậy
chúng bám vào vải nên không có tác dụng chống tái bám.
I.2.3 Là chất tạo bọt:
CHĐBM tạo bọt làm cho chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị
đẩy ra ngoài. Một CHĐBM hay hỗn hợp CHĐBM có khả năng tạo bọt tối đa quanh
cmc. Với một loại CHĐBM, cmc càng nhỏ thì khả năng tạo bọt càng lớn. Đối với
alky sulfat, chiều dài dây Cacbon tăng thì độ hòa tan cmc giảm, khả năng tạo bọt
tăng; khi di chuyển nhóm ưa nước vào trong dây hay dùng dây Cacbon mạch nhánh
thì làm tăng cmc từ đó làm giả khả năng tạo bọt. Chất HDBM không ion tạo bọt ít
hơn ion trong nước. Để tăng khả năng tạo bọt người ta thêm vào các thành phần phụ
da, đó là các chất hữu cơ có cực có thể làm giảm cmc của CHĐBM. Các chất tăng
cường bọt trong bột giặt, nước rửa chén, các dầu gội đầu là mono hay dietanol amid
tạo bọt bền, mịn và đều.
I.3 Ảnh hưởng của môi trường nước đến sự tẩy rửa:
Trang 7
Hình 3: CƠ CHẾ CHỐNG TÁI BÁM
Bề mặt hạt bẩn (tích điện âm)
CHĐBM anion (mang điện âm)
Bề mặt sợi (tích điện âm)
- -
-
-
-
-
-
-
-

-
-
-
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
 Môi trường nước cứng có chứa nhiều ion Ca
2+
và Mg
2+
làm kết tủa xà
bông, giảm bọt. Do đó trong bột giặt có chứa các thành phần có tác dụng làm mềm
nước. Ta có thể sử dụng các chất tạo phức như ortho phosphat, pyro phosphat, di
phosphat, tri phosphat (tên gọi không chính xác là tripolyphosphat TPP), EDTA
(etylen Diamin Tetra-acetat), NTA (Nitrilo Tri-acetic) … Nhưng do các chất tạo phức
có chưa phospho sẽ cung cấp dinh dưỡng cho các thực vật sống trong nước nhất là
tảo, làm cho chúng phát triển nhanh nên tiêu thụ nhiều O
2
hòa tan trong nước vào ban
đêm làm cá chết hàng loạt nên hạn chế dùng.
 Sử dụng chất tạo môi trường kiềm và có tác dụng đệm để duy trì môi
trường này. Các chất thường sử dụng như TPP, Na
2
CO
3
, NaHCO
3
, các silicat. Trước
đây, người ta sử dụng TPP khá phổ biến nhưng hiện nay Zeolit (các silicat) đang từ từ
thay thế các carboxylat cùng các loại polymer phân giải sinh học tăng tốc và các
silicat mới đang đi vào thị trường.
Trang 8

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
PHẦN II. CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG
TẨY RỬA:
Các chất hoạt động bề mặt là thành phần chính trong các sản phẩm tẩy rửa.
Nó có tác dụng tẩy sạch các vết bẩn và ngăn cản sự tái bám của chất bẩn lên vải.
Chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa là
CHĐBM anion và nonion. Tuy nhiên do tính phong phú của các vết bẩn, các môi
trường tẩy rửa, đối tượng cần tẩy rửa nên không có CHĐBM nào đáp ứng hoàn toàn
các yêu cầu trên. Việc lựa chọn các CHĐBM phụ thuộc điều kiện nghiên cứu:
 Nhiệt độ tẩy rửa.
 Các đối tượng cần tẩy rửa (loại sợi dệt).
 Trạng thái môi trường (nước cứng hay không).
 Mức nổi bọt.
 Sản phẩm có phosphat không.
 Hình thức của chất tẩy rửa (lỏng, bột thường hay bột đậm đặc).
 Phương trình bào chế (tự động hay NTR- Non Tower Route, theo thuật
ngữ Anglosaxon).
 Ngoài ra việc chọn lựa còn tùy thuộc vào số lượng và chất lượng của các
thành phần khác. Có thể sử dụng kết hợp CHĐBM ion và nonion.
Các CHĐBM thường sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa như:
II.1Các CHĐBM anion:
II.11 Các ankyl aren sulfonat:
Công thức hóa học của chúng:
Các ankyl aren sulfonat là các CHĐBM anion quan trọng nhất để sản xuất
ra đa số các loại bột giặt bán trên thị trường.
Thực nghiệm cho thấy tính HĐBM của chúng phụ thuộc nhiều vào nhóm
Ankyl:
 Gốc ankyl mạch thẳng có khả năng tẩy rửa tốt hơn so với ankyl mạch
nhánh. Gốc ankyl càng phân nhánh thì thì CHĐBM tương ứng càng dễ tan trong
nước. Mặt khác ankyl mạch nhánh khó bị phân hủy sinh học.

 Gốc ankyl bậc I có tính tẩy rửa tốt hơn.
 Nhóm phenyl sulfat ở vị trí nguyên tử carbon số 1 trên gốc ankyl thì
khả năng tẩy rửa cực đại khi gốc ankyl thẳng có số nguyên tử carbon khoảng 11 đến
14. Khi nhóm phenyl càng di chuyển vào giữa mạch thì khả năng tẩy rửa càng giảm.
II.12Các Akyl sulfat:
Công thức hóa học của chúng:
Trang 9
R SO
3
Na
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Chúng là este của axit sulfuric và rượu béo. R là gốc hidrocarbon có từ 9
đến 17 nguyên tử carbon. Người ta còn phân biệt ankylsulfat bậc 1 và bậc 2 tùy thuộc
bậc của rượu. Ankylsulfat bậc 2 có khả năng tẩy rửa kém hơn. Nhóm sulfat càng gần
đầu mạch carbon bao nhiêu thì khả năng tẩy rửa càng tốt. Khả năng tạo bọt càng kém
khi mạch hidrocarbon càng dài.
II.13Các Ankyl sulfonat:
Công thức hóa học của chúng:
Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, người ta thường dùng ankyl
sulfonat bậc hai.
Tính chất tẩy rửa tốt nhất khi chiều dài mạch carbon là C
14
. Trong môi
trường nước cứng tác dụng của nó xấu hẳn so với ankyl aren sulfonat
II.1.4 Các xà phòng:
Xà phòng là muối của Na hoặc K với axit béo. Công thức hóa học của
chúng:
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất xà phòng tốt nhất là các axit béo bão hòa
có gốc hidro carbon từ C

12
đến C
18
. Nếu mạch carbon có nhiều hơn 18 nguyên tử
carbon, tính tẩy rửa tốt nhưng có độ tan kém ở nhiệt độ thường nên không thể hiện
tính HĐBM. Nếu mạch carbon có ít hơn 12 nguyên tử carbon thì khả năng tẩy rửa và
tạo bọt kém (có nhiều bọt nhưng bọt không bền) mặc dù chúng có độ hòa tan cao.
Người ta thấy rằng khi mạch carbon có 14 nguyên tử carbon thì tốt nhất cho tẩy rửa.
Xà phòng có nhược điểm là không hoạt động trong môi trường pH thấp, bị
thuỷ phân thành axit béo ngay cả trong môi trường trung tính (pH = 7); dễ tạo thành
muối không tan trong môi trường nước có ion Ca
2+
, Mg
2+
.
II.2 Các CHĐBM nonion:
CHĐBM không ion (nonionic) ngày càng được sử dụng rộng rãi vì chúng
có khả năng hoạt động trong môi trường nước cứng, môi trường chứa lượng lớn chất
điện ly, chứa nhiều ion kim loại nặng và môi trường pH thấp.
II.2.1 Các rượu béo etoxy hóa:
Công thức hóa học của chúng:
Trong những CHĐBM không ion thương mại, các sản phẩm làm từ các
rượu béo với oxit etylen là loại được dùng nhiều nhất ngày nay.
Trang 10
R – CH
2
OSO
3
Na
RSO

3
Na
CH – SO
3
Na
R
1
R
2
RCOONa
R – O – (CH
2
CH
2
O)
n
H
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
II.2.2 Các rượu – amit:
Công thức hóa học của chúng:
Các ankyl monoetanolamit được sử dụng để tăng hoặc ổn định bọt trong
những công thức gốc ankyl ete sulfat (nước rửa chén hoặc dầu gội đầu). Chúng cũng
có những đặc tính làm đặc sệt, làm óng ánh hoặc làm mềm, tùy theo dây carbon R.
II.2.3 Các polyglycerol ete:
Công thức hóa học của chúng:
Các chất này hoàn toàn phù hợp với da và có những đặc tính tạo bọt rất tốt.
II.2.4 Các ankyl polyglucosit (APG):
Công thức hóa học của chúng:
Trong đó n từ 1 đến 3, R là gốc hidro carbon có tử 9 đến 13 nguyên tử
Carbon.

Các chất này được sử dụng trong công thức bột, nhưng thường là trong các
sản phẩm lỏng, nước rửa chén. Chúng rất dịu với da mặt khác chúng dễ phân hủy
sinh học.
II.3 Các CHĐBM cation:
Các CHĐBM cation không thích hợp cho tẩy rửa. Chúng có tác dụng làm
mềm vải, nhưng nếu đưa chúng vào bột giặt, nó sẽ kết hợp với anion tạo muối không
tan. Vì vậy cần có một sản phẩm để làm mềm vải riêng và được sử dụng sau khi giặt.
Một số trường hợp có thể đưa chất làm mềm vải vào nhưng phải thay đổi thành phần
và thêm một số phụ gia khác, tuy nhiên sản phẩm này chưa được sử dụng nhiều.
Trang 11
R – C – N
H
CH
2
– CH
2
– OH
O
Akyl monoetanolamit
R – (OCH
2
– CH )
n
– OH
CH
2
OH
R – CH – CH
2
– (OCH

2
– CH – CH
2
)
n
– OH
OH OH
R
CH
2
OH
O
OH
H
O
O
OH
n
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
Ngoài ra CHĐBM cation còn có tác dụng tẩy trùng, ta sử dụng chúng để tẩy trùng
cho quần áo.
PHẦN III. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN
PHẨM TẨY RỬA:
III.1 Công thức của bột giặt:
III.1.1. Công thức tạo bột cổ điển:
III.1.1.1 Công thức giặt tay:
Thành phần
Tỉ lệ (% Khối lượng)
Anionic ABS hoặc LAS 15 – 30
Nonionic 0 – 3

TPP 3 – 20
Silicat Na 5 – 10
Cacbonat Na 5 – 10
Sulfat Na 20 – 50
Cacbonnat Ca 0 – 15
Bentonit (set) /calcit 0 – 15
III.1.1.2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy:
Trong trường hợp này các công thức khác biệt nhau rất ít:
- Sự có mặt hoặc không có mặt photphat
- Sự có mặt của những chất tẩy trắng : perborat/TEAD hoặc perborat/
SNOB.
Thành phần Tỉ lệ (% khối lượng)
Công thức có Photpho Công thức khôngcó Photpho
Anionic 10 – 20 10 – 20
Nonionic 0 – 5 0 – 5
TPP 15 – 30 -
Silicat Na 5 – 15 5 – 15
Cacbonat Na 5 – 15 5 – 20
Sulfat Na 5 – 15 5 – 30
Xà bông 0 - 1.5 0 – 2
Perborat Na 0 – 15 0 – 15
Trang 12
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
TAED hoặc SNOB 0 – 4 0 – 4
Polime 0 – 2 0 – 5
Zeolit - 15 – 35
III.1.2 công thức cổ truyền không tạo bọt:
Thành phần Tỉ lệ (% khối lượng)
Châu Âu Hoa Kỳ Nhật Bản
Anionic 5 – 15 8 – 22 15 – 25

Nonionic 3 – 7 0 – 6 0 – 4
Chất xây dựng + Chất khác 30 – 45 30 – 50 25 – 40
Perborat 15 – 25 - -
TAED 2 – 5 - -
Tác nhân phụ 15 – 25 15 – 30 25 – 40
Sự khác biệt chính các công thức trên là ở chỗ tỉ suất các Anionic rất cao,
không có tác nhân tẩy trắng và tác nhân chống bọt ở công thức của Hoa Kỳ và Nhật
Bản.
III.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng.
Thành Phần Tỉ lệ (% khối lượng)
Công thức A Công thức B
LAS Trietanolamin 15 30
Rượu béo Etoxy hóa ( 7 OE ) 30 15
Axit stearic 15 15
Axit Xitric 0.2 0.2
Axit Dietylentriamin Pentametylen - -
Phosphonic 0.3 0.3
Proteaza 0.05 0.05
Chất tẩy quang học 0.25 0.25
Nhũ tương Silicon (DB 110) 0.2 0.2
Rượu 10 10
1,2_Propan dion 5 5
Trietanolamin dùng để điều chỉnh pH 7 7
Nước 17 17
Trang 13
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
CHĐBM không ion được dùng trong nước rửa chén với tỉ lệ thấp để điều
chỉnh bọt, ổn định bọt, tăng cường khả năng hoạt động trong môi trường nước cứng,
ít hai da.
III.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy

rửa:
Trong các công thức pha chế ở trên, ta thấy mọi sản phẩm tẩy rửa có chứa
rất nhiều thành phần khác nhau, các công thức không giống nhau hoàn toàn về số
lượng cũng như các hóa chất sử dụng. Nhưng nhìn chung tất cả các công thức đều có
chứa các CHĐBM.
Các CHĐBM là thành phần không thể thiếu, chúng có tác dụng làm giảm
sức căng bề mặt của nước, giúp nước thẩm sâu vào sơ sợi để hòa tan vết bẩn. Đối với
chất bẩn không tan, chúng sẽ bị CHĐBM lấy ra ngoài dưới dạng huyền phù. Sau đó
CHĐBM tạo bọt để đẩy bụi bẩn nổi lên trên, không cho chúng tái bám trở lại. Nhìn
chung, chúng ta có thể tưởng tượng là nếu không có CHĐBM trong các chất tẩy rửa
thì quá trình tẩy bẩn sẽ không xảy ra được. Các thành phần khác chỉ là thành phần
phụ có tác dụng cải thiện khả năng tẩy rửa.
Vai trò của các thành phần phụ:
 Sulfat natri : Khi thêm vào dung dịch CHĐBM một chất điện ly nào đó,
thí dụ: NaCl, Na
2
SO
4
thì hiện tượng tạo micelle xảy ra ở nồng độ thấp hơn và như vậy
có thể giảm được lượng CHĐBM cần thiết khi giặt giũ.
 Silicat natri (Thủy tinh lỏng): Ổn đinh bọt, ngăn cản bẩn tái bám vào
vải. Trong bột giặt nó làm tăng độ bền của bột, ngăn không cho chúng bị dính vào
nhau, đảm bảo bột luôn tơi xốp.
 Các muối peoxit: Có tính chất tẩy trắng, khử khỏi vải các chất bẩn có
màu như: nước trà, nước hoa quả,… Khi hòa tan vào nước, nguyên tử oxy hoạt động
tách ra có tác dụng oxy hóa rất mạnh. Trong đó có Napeborat, NaBO
2
.H
2
O

2
.3H
2
O là
chất bột trắng chứa 10.38% oxy hoạt động được dùng nhiều nhất trong công nghiệp.
 Bentonit (xà phòng vô cơ): Thành phần chính là nhôm silicat (80-90%).
Khi cho vào nước, nó không tan mà trương nở thể tích đến 8 lần, chuyển thành dạng
gel. Nhờ tính nhũ hóa mà nó giữ trong dung dịch các chất bẩn mà xà phòng, chất tẩy
rửa đã lấy ra (tuy nhiên nó có thể bị hấp thụ một phần lên vải).
 Các muối phosphat: Natripoliphotphat Na
5
P
3
O
10
tăng tính kiềm, giảm độ
cứng của nước do tạo phức với các ion Ca
2+
,
Mg
2+
.
 Carbonat natri: Tạo và di trì môi trường kiềm, thủy phân các chất bẩn có
nguồn gốc dầu mỡ, mồ hôi.
Trang 14
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
PHẦN IV. SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA:
IV.1 Sản xuất xà phòng:
 Nguyên liệu sử dụng để sản xuất xà phòng tốt nhất là các axit béo bão
hòa có gốc hidro carbon từ C

12
đến C
18
. Nếu mạch carbon có nhiều hơn 18 nguyên tử
carbon, tính tẩy rửa tốt nhưng có độ tan kém ở nhiệt độ thường nên không thể hiện
tính HĐBM. Nếu mạch carbon có ít hơn 12 nguyên tử carbon thì khả năng tẩy rửa và
tạo bọt kém (có nhiều bọt nhưng bọt không bền) mặc dù chúng có độ hòa tan cao.
Người ta thấy rằng khi mạch carbon có 14 nguyên tử carbon thì tốt nhất cho tẩy rửa.
 Trong giai đoạn tẩy màu, có thể sử dụng phương pháp sấy chân không ở
(90
0
C ) hoặc chưng cất lôi cuốn hơi nước để lấy hết nước trong dầu mỡ ra hoặc sử
dụng các chất hấp phụ như than hoạt tính, bentonit hoạt hóa bằng axit.
Trang 15
Thu hồi glycerin
Nước muối, glycerin, kiềm dư
Nước muối bão hoà
Tẩy trắng, khử mùi
Xà phòng hoá
Rửa bằng nước muối nhiều lần (3 lần)
Loại muối (bằng dung dịch NaOH loãng)
Sấy khô (sấy chân không)
Hoàn tất
Xà phòng
Các loại dầu mỡ
Trộn theo tỉ lệ thích hợp
Hình 4: SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XÀ PHÒNG
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
 Giai đoạn xà phòng hoá, ta thường sử dụng dung dịch kiềm NaOH hoặc
KOH. Ta sử dụng dung dịch NaOH để sản xuất xà phòng cứng, sử dụng dung dịch

KOH để sản xuất xà phòng mềm. Dung dịch Na
2
CO
3
không dùng để xà phòng hoá,
nhưng được sử dụng để trung hoà axit béo dư trong sản xuất xà phòng.
Phản ứng xà phòng hóa:
 Giai
đoạn rửa
bằng nước
muối:
Việc rửa bằng nước muối nhằm tăng tỉ trọng của pha lỏng từ đó đẩy xà
phòng nổi lên trên.
Ngoài ra việc làm này còn để tận thu xà phòng. Để thấy rõ điều này ta xét
phản ứng thủy phân xà phòng :
Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch, xà phòng là RCOONa. Khi cho
muối ăn vào hỗn hợp, nồng độ Na
+
tăng lên làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều
tạo xà phòng, vì vậy ta thu được lượng xà phòng tối đa.
 Giai đoạn hoàn tất, xà phòng sau khi sấy được trộn với chất màu, hương
liệu, phụ gia … trong máy trộn trục vít, sau đó được đưa qua trục cán, rồi đưa qua
máy đùn (có bộ phận hút chân không để loại bỏ bọt khí) làm đồng nhất xà phòng. Xà
phòng được đùn ra thành một thanh dài, liên tục, được cắt thành từng bánh nhỏ theo
chiều dài xác định, sau đó được dập khuôn định hình, lượng xà phòng dư trong quá
trình dập khuôn được thu hồi và đưa trở lại máy đùn.
 Thu hồi glycerin: glycerin được thu hồi để sử dụng cho mục đích khác,
nó là một cấu tử quý. Phần dung dịch được cho vào thiết bị chưng cất chân không để
thu hồi glycerin với nồng độ dưới 8%.
Trang 16

RCOONa RCOO
-
+ Na
+
CH
2
– OCOR
1

CH
2
– OCOR
3
CH – OCOR
2
R
1
COONa
+ 3NaOH
R
2
COONa
R
2
COONa
+
CH
2
– OH
CH – OH

CH
2
– OH
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
IV.2 Sản xuất bột giặt:
Việc sản xuất những bột giặt truyền thống được chia làm ba giai đoạn chính:
 Tạo một hỗn hợp lỏng - đặc (kem nhão) với các nguyên liệu chịu được
nhiệt độ cao, sau đó được phun thành bột:
Hỗn hợp có được bằng cách trộn những nguyên liệu như phosphat, zeolit,
carbonat natri, sulfat natri, chất hoạt động bề mặt, polyme, chất tẩy quang học.
Một số cẩn trọng cần được thực hiện, chẳng hạn các axit béo cần phải được
trung hoà riêng trong một máy trộn riêng trước khi được cho vào hỗn hợp kem nhão.
Hỗn hợp này được khuấy trộn mạnh để tạo sự đồng đều. Sau đó hỗn hợp được đưa
vào máy trộn thứ hai mà thời gian lưu được kiểm tra để cho phép hydrat hoá những
muối vô cơ.
Hỗn hợp sau đó được bơm áp suất cao lên vòi phun có đường kính nhất
định trên nóc tháp và rơi trong một luồng không khí nóng (khoảng 300
0
C).
Trang 17
Không khí
nóng (300
0
C)
Các chất rắnCác chất lỏng
Cột phun
Bột bền
EnzymChất lỏngDầu thơm
Bột thành
phẩm

Đóng gói
Các thành phần khác
Nước
Sản xuất bột nền Phối trộn các thành phần khác
Không khí,
hơi nước,bụi.
Hình 5: SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC SẢN XUẤT BỘT GIẶT
Bột giặt gói
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
Sau đó ta thu được bột căn bản. Bột căn bản này được để nguội từ từ sau
khi đã được chuyển ra ngoài khí trời.
 Ta có được bột căn bản, sau khi để nguội ta thêm vào những thành phần
nhạy cảm hơn:
Các thành phần nhạy cảm (enzym, perborat, TAED, dầu thơm) cần được
thêm vào ở nhiệt độ dưới 35
0
C để tránh sự phân huỷ nhiệt.
Giai đoạn này cần nhấn mạnh về các thao tác khi thêm enzym vào, chúng
ta cần có những biện pháp an toàn tránh gây ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân.
 Sau đó bột hoàn chỉnh được đóng gói.
IV.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng:
Phần lớn chất tẩy rửa dạng lỏng được sản xuất bằng những bồn trộn có
máy trộn khác nhau. Hình 4 là sơ đồ sản xuất sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng không liên
tục.
Trang 18
Thành phẩm
Nước đã khử khoáng
Chất tạo màu và
chất tạo mùi
SƠ ĐỒ BÀO CHẾ SẢN PHẨM LỎNG

Axit
Sulfonic
NaOH
NI
LES
Thùng trộn
Thành phẩm
Nước đã khử khoáng
Chất tạo màu và
chất tạo mùi
Hình 6: SƠ ĐỒ BÀO CHẾ SẢN PHẨM LỎNG
Axit
Sulfonic
NaOH
NI
LES
Thùng trộn
Cánh khuấy
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
Quá trình sản xuất có một số yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của sản
phẩm:
 Thứ tự các nguyên liệu đưa vào.
 Nhiệt độ.
 Tốc độ khuấy.
Trước tiên người ta đưa nước vào trong máy trộn chính và khuấy. Trong
các bồn phụ, nếu cần người ta điều chế xà phòng, các dung dịch CMC Na. Sau đó,
người ta cho vào bình khuấy trộn chính (luôn luôn khuấy trộn với tốc độ vừa phải)
các chât silicat natri, CMC Na, LAS Na, oleat kali, chất tẩy quang học. Sau đó hỗn
hợp được đun nóng đến nhiệt độ khoảng 60
0

C đến 70
0
C. Khi đạt nhiệt độ đó người ta
ngưng đun và thêm vào một lượng TPP xác định, tiếp tục khuấy cho đến khi có được
một hỗn hợp đồng nhất. Xong người ta thêm những CHĐBM không ion và làm nguội
hỗn hợp (luôn luôn đang trong tình trạng được khuấy trộn) xuống nhiệt độ khoảng
30
0
C đến 35
0
C. Sau cùng người ta thêm vào nước còn thiếu (chẳng hạn nước bị bốc
hơi trong quá trình điều chế), chất tạo màu, chất tạo mùi, các enzym…
Trang 19
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
PHẦN V. KẾT LUẬN
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm lên quan đến tẩy rửa. Hầu
hết các sản phẩm thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm là
các chất có khả năng tẩy rửa (CHĐBM). Từ đó quá trình sản xuất chất tẩy rửa thường
chú ý đến việc nghiên cứu đến tính năng của CHĐBM.
Trong các CHĐBM thường sử dụng để sản xuất sản phẩm tẩy rửa là các
CHĐBM loại Anion, nonion và số ít các cation.
Đặc biệt hiên nay trong các sản phẩm trên đều dùng CHĐBM anion và các
tính năng đặc trựng của chúng.
Trang 20
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Louis Hồ Tấn Tài – “Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân” – 1999.
Mai Hữu Khiêm – “Hóa lý” – ĐHBK TpHCM – 1994
Lê Thị Ngọc Trâm – “Đề cương môn học công nghệ các chất hoạt động bề mặt”
Trần Kim Quy – “Tổng hợp các CHĐBM” – Nha xuất bản TpHCM – 1989

Trang 21