Phan_1-chuong_1-Ly_thuyet_co_ban_ve_chat_hdbm

(1)

CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT

CHẤT TẨY RỬA

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ

CHẤT

HOẠT ĐỘNG BỀ

MẶT

TS. Lê Thị Hồng Nhan 1

(2)

•Tình hình

Là một trong những nhóm hóa chất sử dụng nhiều nhất

trên thế giới

Sử dụng trong lĩnh vực: tẩy rửa, mỹ phẩm, công nghiệp

liên quan vi điện tử, môi trường, dầu khí, sinh học, ức chế

ăn mòn, …

Thị trường chất hoạt động bề mặt cao (khoảng 3 tỷ USD

trong 1997)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.1. Giới thiệu

(3)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.1. Giới thiệu

Thị trường chất họat động bề mặt trên thế giới 1995-2005 ( ngàn tấn) Vùng 1995 2005 % tăng /năm Nhật 565 655 1,5 Tây Âu 2100 2165 0,3 Bắc Mỹ 1800 1960 1,0 Châu Á Thái bình dương 2690 4340 6,1 Châu Mỹ la tinh 1575 1785 2,6 Các vùng còn lại 1645 2765 6,8 Tổng cộng 10220 13870 3,6

Tây âu, Bắc Mỹ : khoảng 80% chất họat động bề mặt ở trên cơ

sở dầu mỏ

châu Á Thái bình dương: 55-65% chất họat động bề mặt trên cơ

sở dầu béo thiên nhiên.

3

(4)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.1. Giới thiệu

Lượng chất họat động bề mặt được sử dụng ở các lĩnh vực

và các vùng khác nhau trên thế giới năm 1995)

Asia-Pacific Western Europe North America

Household Products 58 % 56% 40%

Industrial & Institutional Cleaners

All others industrial uses ( pulp and paper, textile,

construction,….. 2% 40% 9% 35% 10% 50%

% used in all industrial application 42% 43% 60% Tổng cộng (triệu tấn) 2,8 1,9 2,5 Tổng cộng trong sử dụng công nghiệp (triệu tấn) 1,18 0,82 1,50 4 4

(5)

•Tên gọi

Surfactant = Surface-active agent

Tồn tại ở nồng độ thấp trong hệ thống

Hấp thu lên bề mặt hay mặt phân chia pha => thay đổi

năng lượng tự do của bề mặt.

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.1. Giới thiệu

5

(6)

Phân tử chịu tương tác của các phân tử bao quanh: lưỡng

cực- lưỡng cực; ;lưỡng cực- lưỡng cực cảm ứng; Khuếch

tán => Lực liên kết Van der Walls

(B): lực cân bằng (A) lực không cân bằng

⇒lực ép vào trong lòng chất lỏng = nội áp

Nội áp kéo phân tử từ bề mặt phân chia pha => giảm bể

mặt đến mức tối thiểu A A B _B _B

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.2. Sức căng

bề

mặt

6 6

(7)

•Thế năng (A) > Thế năng (B)

⇒Δ năng lượng (A) và (B) = năng lượng bề mặt

•Muốn tăng bề mặt: đưa phân tử trong lòng ra bề mặt ->

thực hiện công chống lại lực tương tác phân tử -> năng lượng dư bề mặt dE_s

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.2. Sức căng

bề

mặt

ds

dE

_s

=

σ

σ= năng lượng tạo ra 1 unit bề mặt = sức căng bề mặt =

Lực tác dụng trên một đơn vị chiều dài giới hạn (chu vi) bề

mặt phân chia pha và làm giảm bề mặt của chất lỏng

(dyn.cm-1_,erg.cm-2 ₎

ds

dE

_s

=

σ

.

7

(8)

•Các yếu tố ảnh hưởng sức căng bề mặt

-Bản chất pha tiếp xúc

-Nhiệt độ

-Áp suất

-Độ cong bề mặt

-Sự xuất hiện của chất thứ hai trong chất lỏng

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.2. Sức căng

bề

mặt

(9)

-Bản chất pha tiếp xúc

• Chất lỏng phân cực mạnh-> tương tác phân tử lớn, nội áp lớn -> sức căng bề mặt lớn

• Mật độ phân tử

• Nếu hai chất lỏng chỉ hòa tan một phần vào nhau thì sức căng bề mặt trên giới hạn lỏng lỏng gần bằng hiệu số giữa sức căng bề mặt của mỗi chất ( đã bảo hòa chất kia) so với không khí.

• Dưới tác dụng của sức căng bề mặt, thể tích khối chất lỏng sẽ hướng tới dạng hình cầu ( nếu không có ngoại lực) vì bề mặt hình cầu là bề mặt bé nhất giới hạn một thể tích chất lỏng đã cho

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.2. Sức căng

bề

mặt

9 9

(10)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.2. Sức căng

bề

mặt

Chất lỏng σ_o σ_I Chất lỏng σ_o σ_I

Nước 72,75 - Ethanol 22,30

-Benzen 28,88 35,00 n-octanol 27,50 8,50 Acid acetic 27,60 - n-hexan 18,40 51,10 CCl₄ 26,80 45,10 n-octan 21,80 50,80 Glycerin 66,00 - Anilin 42,90 -Bề mặt chất lỏng Nhiệt độ (o_C) Sức căng bề mặt lỏng-không khí (dyn/cm) Sức căng bề mặt lỏng-lỏng (dyn/cm)

Lớp hữu cơ Lớp nước Tính toán Thực nghiệm

Benzen/nước 19 28,8 63,2 34,4 34,4

Anilin/nước 26 42,2 46,4 4,2 4,8

Sức căng bề mặt của các chất lỏng tiếp xúc với không khí (σo) và của chất lỏng tiếp xúc với nước (σI) ở 20oC ( dyn/cm

(11)

(1) Chất hoạt động bề mặt (2) Chất không họat động bề mặt (3) Chất không ảnh hưởng đến sức căng bề mặt

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.3. Chất hoạt

động

bề

mặt

Nồng độ Sức căng bề mặt (1) (2) (3) 11 11

(12)

• Các chất họat động bề mặt:

-Chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của dung môi

chứa chúng.

Thường là: các chất hữu cơ như các acid béo, muối của acid

béo, ester, rượu, alkyl sulfate….

• Cấu tạo: gồm hai phần:

+ Phần phân cực ( ái nước, ưa nước, háo nước=lyophilic

group)

+ Phần không phân cực ( kỵ nước, ghét nước hay ái dầu,

háo dầu, ưa dầu= lyophobic group)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.3. Chất hoạt

động

bề

mặt

(13)

• Độ hoạt động bề mặt = biến thiên sức căng bề mặt theo nồng độ

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.4. Độ

hoạt

động

bề

mặt

da

d

dc

d

σ

₋

σ

−

;

hay

• Đại lượng Gibbs G* = -d

σ

/dc Dd nước: chất tan có độ phân cực giảm -> G* tăng 13 13

(14)

1.1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1.4. Độ

hoạt

động

bề

mặt

C, mol/l σ, dyn/cm (1) (2) (3) 35 50 65 0,16 0,36 0,54 (4) (5) (1)HCOOH (2) CH COOH (3) CH CH COOH (4) CH (CH ) COOH (5)(CH ) CHCH COOH 3 3 2 3 2 2 3 2 2

• Quy tắc Traube: Độ hoạt động bề mặt tăng 3-3.5 lần khi

chiều dài mạch carbon tăng thêm 1 nhóm CH₂

Trong dãy đồng đẳng, độ hoạt động bề mặt biến đổi theo quy

luật

14

(15)

1.2.1.LỚP BỀ

MẶT TRÊN GIỚI HẠN LỎNG KHÍ

Γ: lượng chất HĐBM/ đơn vị diện tích bề mặt (mol/cm2 _hay

mol/m2₎

(a)Nồng độ chất HĐBM nhỏ (b)Nồng độ chất HĐBM đủ lớn

(16)

1.3.1.LỚP BỀ

MẶT TRÊN GIỚI HẠN LỎNG KHÍ

Quan hệ giữa độ hấp phụ Γ - nồng độ C:

• Nồng độ C

• Chiều dài mạch carbon

(17)

1.3.2.SỰ

HÌNH THÀNH MICELLE

Sự hình thành micelle trong dd nước:

• Lực hút Van de Walls giữa phần kỵ nước

• Lực đẩy của nhóm điện tích cùng dấu

• Lực hút của các phân tử nước

(18)

1.3.2.SỰ

HÌNH THÀNH MICELLE

(19)

1.3.3.NỒNG ĐỘ

MICELLE TỚI HẠN (CMC)

• Nồng độ micelle tới hạn (Critical Micelle Concentration: CMC) CMC= nồng độ dung dịch chất HĐBM mà tại đó sự hình thành micelle trở nên đáng kể Apsuất thẩm thấu Độđục Sức căngbềmặt Độdẫnđiện Nồngđộ CMC 19

(20)

1.3.4.YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CMC

• Chiều dài phần kỵ nước: tăng chiều dài-> CMC giảm

• Nhiệt độ: nhiệt độ giảm -> giảm CMC

• Chất điện ly: tăng chất điện ly -> CMC giảm

(21)

1.3.4.YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CMC

Số nguyên tử C 8 10 12 14 16 18

CMC x 103 _mol/L ₁₄₀ ₃₃ _8,6 _2,2 _0,58 _0,23

CMC của dung dịch sodium alkyl sulphate trong nước ở 40o_C

Nồng độ NaCl (mol/L) 0 0,01 0,03 0,1 0,3 CMC x 103 _mol/L _8,1 _5,6 _3,1 _1,5 _0,7

CMC của dung dịch sodium lauryl sulphate trong dd NaCl ở 25o_C

(22)

1.3.5.CÁC TÍNH CHẤT KHÁC

1.3.5.1.Điểm Kraft

• Điểm Kraft: là nhiệt độ ở đó độ hòa tan bằng CMC

(tại nồng độ 0.1-10%)

• Liên quan chất HĐBM anion

Mức độ phân tán HLB

- Không phân tán trong nước 1-4

- Phân tán kém 3-6

- Phân tán như sữa sau khi lắc 6-8

- Phân tán như sữa bền 8-10

- Phân tán trong mờ đến trong 10-13

- Dung dịch trong > 13

25

(26)

1.3.5.CÁC TÍNH CHẤT KHÁC

1.3.5.3.HLB

Công thức tính HLB: +Công thức của Davies: HLB = 7 + Σ HLB nhóm ái nước -Σ HLB nhóm kỵ nước + Công thức của Kawakami: HLB = 7 + 11,7 log ( Mn/Md)

M_n : Khối lượng phần tử ưa nước trong phân tử

M_d : Khối lướng phần tử ưa dầu trong phân tử

+ Công thức tính ester của acid béo và rượu đa chức:

HLB = 20 ( 1 – S/A)

S: Chỉ số xà phòng hóa của ester

A: Chỉ số acid của acid béo

26

(27)

1.3.5.CÁC TÍNH CHẤT KHÁC

1.3.5.3.HLB

Công thức tính HLB:

Nếu ester không đo được chỉ số xà phòng thì có công thức

sau:

HLB = (E + P) / 5

E, P: phần trăm khối lượng của EO và rượu đa chức trong phân tử.

+Công thức Griffin: hỗn hợp có nhiều chất hoạt động bề

mặt thì

HLB _hh = Σ x_i HLB_i

x_{i :}phần khối lượng trong tổng lượng chất họat động bề mặt

27

(28)

1.3.5.CÁC TÍNH CHẤT KHÁC

1.3.5.3.HLB

Chất hoạt động bề mặt Giá trị thực Giá trị tính toán

Tween 18 15 15,8 Tween 81 10 10,9 Span 20 8,6 8,5 Span 40 6,7 7,0 Span 60 4,7 5,7 Span 80 4,3 5,0 Glycerol Stearat 3,8 3,7 Span 65 2,1 2,1 28

(29)

1.3.5.CÁC TÍNH CHẤT KHÁC

1.3.5.4.Đặc tính

bề

mặt lỏng-rắn và quan hệ

3 pha

• Đặc tính bề mặt lỏng-rắn và quan hệ 3 pha: (Khí) (Lỏng) (Rắn)

σ

_LK

σ

_RK

Σ

_LR θ θ: góc dính ướt θ < 90: σ_RK > σ_RL + σ_LK -> chất lỏng chảy loang trên bề mặt rắn -> dính ướt θ > 90: σ_RK < σ_RL + σ_LK -> chất lỏng co lại trên bề mặt rắn -> không dính ướt 29 29

(30)

Chương 2: ĐÁNH GIÁ

KỸ

THUẬT CHẤT

HĐBM

• Gồm: •Khả năng tạo nhũ •Khả năng tạo bọt •Khả năng tẩy rửa •Các chỉ tiêu khác 30

(31)

Khả

năng

tạo nhũ

• Nhũ tương: hệ có pha phân tán và môi trường phân tán đều

ở dạng lỏng.

• Để tạo nhũ tương hai chất lỏng đó không tan vào nhau.

• Trong nhũ tương, pha lỏng phân cực thường gọi là pha “

nước” ký hiệu n hay w (water)- pha lỏng kia không phân cực

thường gọi là “ dầu” ký hiệu d hay o (oil).

(32)

Khả

năng

tạo nhũ

Nhũ tương thường được phân làm hai loại:

•n/d (w/o : water in oil) gọi là nhũ tương nước trong dầu

gồm các giọt nước phân tán trong dầu.

•d/n (o/w) gọi là nhũ tương dầu trong nước gồm các giọt

dầu phân tán trong nước.

Nhũ tương n/d còn gọi là nhũ tương loại 1 hay nhũ tương

thuận. Nhũ tương d/n còn gọi là nhũ tương loại 2 hay nhũ

(33)

Khả

năng

tạo nhũ

Phân loại nhũ tương theo nồng độ của pha phân tán:

•Nhũ tương loãng: nồngđộ pha phân tán < 0,1 %. •Nhũ tương đậm đặc: chứa một lượng lớn pha phân tán, có thể đến 74 % thể tích •Nhũ tương rất đậm đặc( ví dụ như nhũ tương gelatin hóa) có tỷ lệ pha phân tán > 74% thể tích 33

(34)

Khả

năng

tạo nhũ

Sự nhũ hóa (emulsification): quá trình phân tán một chất

liệu vào một chất liệu khác (thường đều ở dạng lỏng) dưới

dạng những giọt cầu.

Để tăng độ bền vật lý của hệ phân tán:

•Tăng độ nhớt của pha ngoại

•Bảo đảm pha nội tồn tại ở những giọt nhỏ nhất và

hợp lý => giảm khả năng bám dính của hai giọt.

•Tăng sức bền cơ học của bề mặt, sẽ giảm lực nhiệt

(35)

Khả

năng

tạo nhũ

Chất nhũ hóa (emulsifier): giảm sức căng bề mặt giữa hai

pha dầu/nước và làm bền nhũ.

Cần thiết phải có đủ chất nhũ hoá hiện diện để hình thành ít

nhất 1 lớp đơn bao phủ lên bề mặt giọt của pha phân tán.

(36)

Khả

không tạo bọt

(43)

Khả

năng

tạo bọt

Chọn chất hoạt động bề mặt tạo bọt hay không tạo bọt

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

là:

• Nhiệt độ

• Sự có mặt của chất điện ly

• Cấu trúc phân tử của chất hoạt động bề

mặt

Sử dụng các chất phụ gia làm tăng bọt

Thêm vào một số hợp chất đối cực ( ion đối) có

thể làm giảm CMC của chất hoạt động bề

mặt .

Khi hợp chất có cùng mạch C với chất hoạt

động bề mặt thì khả năng tạo bọt và ổn định

bọt tăng:

Ether glycerol < Ether sulfonyl < Amide <

ế

(44)

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 aniion bằng kết tủa

• Tăng tốc độ phân hủy bọt: là các chất vô cơ hay hữu cơ

tạo bọt

Ý nghĩa của bọt

+bọt có vai trò trong quá trình tuyển nổi quặng

+ sự tạo bọt là yếu tố tích cực trong quá trình giặt giũ

+ Nhờ sự tạo bọt và sau đó khữ 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 dioxýt cacbon,

ngăn không cho không khí tiếp xúc với đám cháy

+ Sự tạo bọt là cần thiết khi sản xuất các chất dẽo xốp

(48)

Khả

năng

tẩy rửa

Tẩy rửa = detergency= quá trình làm sạch (cleaning)

Tẩy các vết bẩn có chất béo

Thuyết nhiệt động – phương pháp Lanza

Chấtbéo(B) Nước(N) Sợi(S) Chấtbéo(B) Nước(N) Sợi(S)

khi thêm chất hoạt động bề mặt vào nước, do sự hấp phụ

của chúng trên sợi và vết bẩn làm giảm được sức căng bề

mặt của chúng ( so với nước) cho đến khi tổng của chúng

trở nên nhỏ hơn sức săng bề mặt của giao diện sợi/vết bẩn

(52)

Khả

năng

tẩy rửa

Cơ chế rolling up : ( cuốn đi)

Chất hoạt động bề mặt do chúng hấp phụ lên sợi và vết bẩn

làm giảm các sức căng giao diện sợi/nước và bẩn/nước, lúc

đó màng dầu sẽ cuốn lại và tách khỏi sợi do lực cơ học như

chà xát ( giặt bằng tay hay bằng máy).

Chấtbéo(B) Nước(N) Sợi(S) Chấtbéo(B) Nước(N) Sợi(S) θ σBN σ_NS σ_BS 52

(53)

Khả

năng

tẩy rửa

Cơ chế hòa tan

Các phân tử chất hoạt động bề mặt kết hợp => hình thành

micell ở nồng độ CMC => hợp chất được hòa tan bên trong

các micell

Tóm lại để có sự tẩy rửa tốt, không những cần giảm sức

căng bề mặt mà còn phải tăng nồng độ hoạt chất để hình

thành các micell và có được một số micelle đủ, tùy theo

lượng vết bẩn béo hiện diện trong dung dịch giặt rửa.

(54)

Khả

năng

tẩy rửa

Tẩy các vết bẩn dạng hạt

Thuyết nhiệt động học và điện học (

Duiaguin-Landau-vervey và Overbeck (DLVO)

Công cung cấp để tách hạt P ra khỏi bề mặt S một khoảng

cách δ yếu hơn bởi vì lực đẩy quan trọng hơn, tức là hạt P

và bề mặt S cùng phân cực cùng dấu ( tích điện giống nhau).

Khi chất hoạt động bề mặt bị hấp phụ trên các hạt và bề mặt

làm cho gia tăng lực đẩy và do đó làm cho quá trình tẩy dễ

dàng hơn. P S S P P S δ 54

(55)

Khả

năng

tẩy rửa

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tẩy rửa

-bản chất chất hoạt động bề mặt sử dụng

-pH

-phụ gia

-nhiệt độ

(56)

Các

chỉ

tiêu

đánh

giá

khác

Khả năng tạo hệ huyền phù

• Huyền phù :hệ các pha rắn phân tán trong

môi trường lỏng.

• Các hạt rắn có xu hướng kết tụ và tách ra

khỏi hệ. Các hạt rắn có kích thước nhỏ hơn

thì thời gian lắng tủa sẽ dài hơn => thêm chất

hoạt động bề mặt để huyền phù bền

• Huyền phù có nhiều ứng dụng quan trọng

trong công nghiệp. Ví dụ: huyền phù không

nước: sơn dầu, verni, mực in, hệ có nước:

sơn nước, mực viết, dung dịch thuốc nhuộm

(57)

Các

chỉ

tiêu

đánh

giá

khác

Khả năng thấm ướt

Hiện tượng thấm ướt nhờ chất hoạt động bề

mặt có nhiều ứng dụng để giải quyết các vấn

đề thực tế trong kỹ thuật sơn, nhuộm, tẩy

trắng, trung hòa các chất diệt côn trùng, sâu

bọ. Các bề mặt rắn ở đây thường không

thấm ướt, việc thêm chất hoạt động bề mặt

thích hợp sẽ làm giãm sức căng bề mặt của

nước, giúp cho việc thấm ướt dễ dàng hơn.

(58)

Các

chỉ

tiêu

đánh

giá

khác

Chỉ số canxi chấp nhận

Chỉ số này đo độ cứng tối đa của nước mà chất

hoạt động bề mặt vẫn còn hiệu lực trong

chức năng tẩy rửa. Chỉ số này càng lớn, chất

hoạt động bề mặt càng có khả năng tẩy rửa

trong nước cứng.

Chỉ số canxi chấp nhận được xác định bằng

cách chuẩn độ dung dịch chất hoạt động bề

mặt bằng dung dịch canxi acatat 1 %. Tiến

hành chuẩn độ dung dịch trên cho đến khi

nào dung dịch đục. Lúc này lượng ion canxi

trong dung dịch là chỉ số canxi chấp nhận

(59)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

Phân loại theo:

• Cấu trúc hóa học

• Tính chất vật lý ( độ tan trong nước hoặc dung môi)

• Ứng dụng hóa học

ÎPhân loại theo bản chất nhóm háo nước

ÎPhân loại theo bản chất nhóm kỵ nước

ÎPhân loại theo bản chất liên kết giữa nhóm háo nước và

kỵ nước

(60)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

-+

+

-- Cationic

- Non ionic (NI) ( không phân ly)

- Lưỡng tính ( Amphoteric)

-Anionic

(61)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

•Anionic:

Hòa tan trong nước phân ly thành ion HĐBM điện tích âm

Bao gồm các nhóm chính:

• Acid carbocylic: RCOO(-)

• Ester sulfuric ( Sulfate): ROSO₂O(-)

• Alkan sulfonic acid: RSO₃(-)

• Alken sulfonic acid: R-CH=CH-CH₂-SO₃(-)

• Alkyl aromatic sulfonic acid: R-C₆H₄-SO₃(-)

• Các nhóm khác: Phosphate và phosphonic acid,

persulfate, thiosulfate, sulfamic acid,

sulfosuccinate…

61

(62)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

C CH₂ CH₃ C CH₃ CH₃ CH₃ CH₂ C CH₃ CH₃ C H₃ SO₃ -SO₃ (CH₂)n -C H₃

R O SO

₃

-Sulfate rượu bậc một

( PAS: Primery Alcohol Sulfate)

(CH₂)n C H₃ _CH SO₃ (CH₂)m CH₃ -Parafin sulfonate

( SAS: Secondary Alkyl Sulfonate)

Alkyl benzen sulfonat (ABS) ABS nhánh

ABS thẳng

(LAS: Linear Alkylbenzene Sulfonate)

62

(63)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

•Cationic:

Hòa tan trong nước phân ly thành ion HĐBM điện tích dương

X: halogenua, sulfate, methyl sulfate,…

R1: alkyl mạch dài

R2, R3, R4: Hydro hay nhóm alkyl mạch ngắn, alkyl aryl.

R1 N+ R3 R2 R4 X 63 63

(64)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

R-CH₂ N+ CH₃ C H₃ CH3 Cl Một dây alkyl N N+ R C H₃ (CH2)2NH C O R imidazolin bậc bốn O-CH₂-CH₂ N+ CH₃ O-CH₂-CH₂ CH2-CH2OH CH₃SO₄ -C O R C O R

Dialkyl ester thế bốn lần của methosulfate triethanolamine

64

(65)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

•Non ionic:

Không tạo ion khi tan trong dung dịch nước

Cấu tạo:

-Phần kỵ nước: akyl phenol, alcol, acid béo, amide,…

-Phần ái nước: ethylene oxide, propylene oxide, glycerin orbitol,…

⇒Hoạt động được trong môi trường chứa chất điện ly

lớn 65

(66)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

R O (CH₂-CH₂O)n H

Các rượu béo ethoxy hóa

H (O-CH₂-CH₂)m _O _(CH₂_-CH-O)n _(O-CH₂_-CH₂_)m-H

Copolymer oxide ethylene (OE) và oxide propylene (OP)

R C O

N H

CH₂-CH₂-OH

Alkyl monoethanol amide

R C O

N

CH₂-CH₂-OH

Alkyl diethanol amide

66

(67)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

R CHOH-CH₂-(OCH₂-CHOH-CH₂)n -OH Polyglycerol ester O O H O R O C H₂O H O H n alkylpolyglucoside (APG) 67 67

(68)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

•Lưỡng tính:

Có chứa cả nhóm acid và base trong phần ái nước

Gồm 2 loại chính:

-HĐBM lưỡng tính carboxylic

-HĐBM lưỡng tính sulfate/sulfonate

(69)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.1. Phân

loại theo bản chất

nhóm

háo

nước

NH C O R (CH₂)₃ N+ CH₂ CH₃ CH₃ C O O

Alkyl amido propyl betain

CH₂ N+ CH₃ CH₃ CH OH CH₂-CH₂-CH₂ CH₂ SO₃ -NH C O R

Alkyl amidopropyl sulfobetain

CH₂ N+ C₂H₄OH C₂H₄OH C O O R

Betain ethoxy hóa

69

(70)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.2. Phân

loại theo bản chất

nhóm

kỵ

nước

•Gốc alkyl mạch thẳng, C8-18 •Gốc alkyl mạch ngắn C3-C12 gắn vào nhân thơm •Olefin nhánh C8-C20 •Hydrocarbon từ dầu mỏ

•Hydrocarbon mạch dài thu được từ phản ứng CO và

H₂

(71)

1.1.2.PHÂN LOẠI CHẤT HĐBM

1.1.2.2. Phân

loại theo bản chất

liên

kết

nhóm

kỵ

nước và ái nước

Gồm 2 loại:

•Nhóm háo nước liên kết trực tiếp nhóm kỵ nước:

RCOONa, ROSO₃Na, RC₆H₄SO₃Na

•Nhóm háo nước liên kết nhóm kỵ nước thông qua các

liên kết trung gian

Liên kết ester: RCOO-CH₂CHOHCH₂-OSO₃Na

Liên kết amide: R-NHCOCH₂SO₃Na

Liên kết ether: ROC₂H₄OSO₃Na

71