Bài giảng chất hoạt động bề mặt và khả năng tạo bọt

09/08/2018

CÔNG NGHỆ
CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Phân bố thời gian
Phân bố thời
gian
Chương

5

Tên
chương

Các hệ bọt

Số
tiết

6

LT

6

TH Tự
học

0

Ghi
chú

12

2

1

Nội dung chi tiết
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Chương 5: Các hệ bọt
5.1. Độ bền vững của tập hợp bọt
5.2. Các nguyên nhân làm bền bọt
5.3. Các tác nhân làm tăng bọt (foam bootster
bootster))
5.3.1. Chọn lựa chất hoạt động bề mặt
5.3.2. Sử dụng các chất phụ gia làm tăng bọt
5.4. Các tác nhân chống bọt (antifoamer
antifoamer))

5.4.1. Cơ chế phá vỡ bọt bằng các hạt kỵ nước
5.4.2. Cơ chế chảy loang (spreading)
5.5. Điều chế và phá vỡ bọt
3

How is Foam Created?

4

HOẠT ĐỘNG HỌC

6

1


09/08/2018

1. Khái niệm Bọt

8

7

1. Khái niệm Bọt
Bọt điển hình là hệ phân tán đậm
đặc các chất thô và rất đặc của
pha khí (thường là khơng khí
khí))
trong chất lỏng

lỏng.. Kích thước bọt
khí cỡ mm và trong một số trường
hợp có thể lên đến cm
cm..

9

2. Quá trình hình thành hệ
bọt và và pp tạo bọt

10

Sự tồn tại của bọt gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn khởi đầu: hình thành
Giai đoạn trung gian: tụ lại
Giai đoạn cuối: màng bọt mỏng đi
và vỡ

11

12

2


09/08/2018

• Các hệ bọt được tạo ra bằng
cách phân tán khí trong lỏng
khi có mặt chất tạo bọt ( foam

booster)..
booster)
Chất lỏng không có chất tạo
bọt thì không thể cho bọt bền
vững.
g.

Hoạt động học

• SV xem thí nghiệm
tạo bọt và viết sơ đồ
hình thành hệ bọt điển
hình
14

Hình thành bọt

15

16

Hệ thống tạo bọt trong công
nghiệp

Sự tụ lại của bọt

17

18

3


09/08/2018

3. Độ bền vững của bọt phụ thuộc
• Tính chất của màng bọt
• Bản chất của chất tạo bọt
• Hàm lượng chất tạo bọt
• Nhiệt độ
• Độ nhớt của dung dịch
→Các tác nhân làm tăng bọt (foam
booster)
→ Các tác nhân chống bọt (antifoamer)
19

20

21

22

23

24

4


09/08/2018

26

25

27

Các chất chống bọt phổ biến hiện nay

A defoamer or an anti
anti--foaming agent is a
chemical additive that reduces and hinders
the formation of foam in industrial process
liquids.
The terms antianti-foam agent and defoamer
are often used interchangeably.
Commonly used agents are insoluble oils,
polydimethylsiloxanes and other silicones,
certain alcohols, stearates and glycols.
The additive is used to prevent formation of
foam or is added to break a foam already
formed.
28

Tác dụng kiểm soát bọt của
Silicone

Oil based defoamers
Powder defoamers
defoamers:: like silica

silica.. These
are added to powdered
Water based defoamers
defoamers:: ancol
ancol,,
poliol…
poliol
…
Silicone based defoamers
Alkyl polyacrylates
polyacrylates…
…
29

30

5


09/08/2018

4. Phương pháp đánh giá bọt

HOẠT ĐỘNG HỌC

31

32

33

34

Phương pháp đánh giá bọt

Khả năng tạo bọt
Các tác nhân làm tăng bọt (foam
booster)
-Chọn chất hoạt động bề mặt tạo bọt
hay không tạo bọt
-Sử dụng các phụ gia làm tăng bọt.

35

36

6


09/08/2018

Khả năng tạo bọt

Khả năng tạo bọt

Chọn chất hoạt động bề mặt tạo bọt hay

Sử dụng các chất phụ gia làm tăng bọt

không tạo bọt

Thêm vào một số hợp chất đối cực (ion
đối) có thể làm giảm CMC của chất
hoạt động bề mặt.

Các yếu tố ảnh hưởng đến CMC có thể tăng
hoặc giảm bọt là:

Khi hợp chất có cùng mạch C với chất
hoạt động bề mặt thì khả năng tạo bọt
và ổn định bọt tăng:

 Nhiệt độ
 Sự có mặt của chất điện ly
 Cấu trúc phân tử của chất hoạt động bề mặt37

Ether glycerol < Ether sulfonyl < Amide <
Amide thay thế
38

Cơ chế phá vỡ bọt bằng các hạt kỵ nước

Khả năng tạo bọt
Các tác nhân chống bọt (antifoamer)
• Ngăn cản sự tạo bọt: thường là các ion vô cơ
như canxi có ảnh hưởng đến sự ổn định tĩnh
điện hoặc giảm nồng độ anion bằng kết tủa
• Tăng tốc độ phân hủy bọt: là các chất vô cơ
hay hữu cơ sẽ đến thay thế các phân tử các
chất hoạt động bề mặt của màng bọt làm

màng bọt ít ổn định (không bền).
Khi thêm chất hoạt động bề mặt NI vào chất hoạt
động bề mặt anion làm giảm bọt đáng kể. Tuy
nhiên hệ thống anionic/ NI này vẫn còn quá nhiều
39
bọt.

Cơ chế chảy loang (spreading)

Ý nghĩa của bọt

Hệ thống anionic/NI với các tác nhân chống bọt
được sử dụng rộng rãi bao gồm:
+ Stearyl phosphate (mono và distearyl phosphate)
+ Dầu và sáp
+ Các silicon, silic kỵ nước

Hạt kỵ nước = xà phịng calci (kỵ nước) khơng tan.
Xà phịng no có hiệu quả phá bọt cao và được sắp xếp theo
dãy sau:
Xà phòng mỡ cá voi > xà phòng colza > stearate > xà
phòng mỡ bò > xà phòng dầu dừa.
Tuy nhiên hệ thống này có các nhược điểm sau:
+ Thiếu hiệu quả ở nước ngọt (khơng có sự tạo thành xà
phịng calci)
+ Đóng bánh (gel hóa) trong bộ phận phân phối bột (khi
40
nhiệt độ thấp)

41

Bọt có vai trị trong q trình tuyển nổi quặng
Sự tạo bọt là yếu tố tích cực trong q trình giặt
giũ
Nhờ sự tạo bọt và sau đó khử bọt có thể làm sạch
một số chất lỏng khỏi chất hoạt động bề mặt
Bọt có ý nghĩa to lớn trong cứu hoả, để dập tắt
đám cháy người ta dùng bọt trong đó pha phân tán
là dioxide carbon nhằm ngăn khơng cho khơng khí
tiếp xúc với đám cháy
Sự tạo bọt là cần thiết khi sản xuất các chất dẻo
42
xốp

7


09/08/2018

ứng dụng bọt cho pp tuyển nổi

43

ứng dụng bọt cho pp tuyển nổi

45

46

48

8