Chất hoạt động bề mặt là gì? Phân loại và ứng dụng

Chu Văn An

Chất hoạt động bề mặt là gì? Chất hoạt động bề mặt là những hợp chất làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng, chất khí và chất lỏng, hoặc giữa chất lỏng và chất rắn. Chúng hoạt động như chất tẩy rửa, chất làm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất phân tán.

Chất hoạt động bề mặt giúp giảm sức căng bề mặt

Thành phần cấu trúc của chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt là một phân tử có cả tính chất ưa nước và tính chất ưa nước nên nó bao gồm cả phần hòa tan trong nước và phần không hòa tan.

– Phần không tan trong nước thường là mạch hydrocarbon dài 8 – 21, alkyl của mạch kiềm, mạch thẳng mắt cá chân hoặc có gắn vòng clo, benzen…

– Phần tan trong nước thường là nhóm ion hoặc không ion. Đây là nhóm phân cực mạnh như Carboxyl (COO-), Hydroxyl (-OH), Amin (-NH2) hay sunfat (-OSO3)…

Phân loại chất hoạt động bề mặt

Có nhiều cách phân loại chất hoạt động bề mặt, cụ thể như sau:

1. Theo điện tích

Chất hoạt động bề mặt anion

– Trong dung dịch nước, phần hoạt động của chất hoạt động bề mặt tích điện âm.

– Một số chất tiêu biểu là xà phòng, alkylbenzen sulfonate và este rượu sunfat béo.

– Tạo thành từ xà phòng axit yếu và bazơ mạnh.

– Vì dung dịch nước có tính kiềm nên chất hoạt động bề mặt anion không hòa tan và lắng đọng dưới dạng xà phòng canxi trong nước cứng.

– Được sử dụng làm chất nhũ hóa, chất phân tán, chất tạo bọt, chất hòa tan trong nhiều ứng dụng công nghiệp và không chứa nước.

Chất hoạt động bề mặt cation

– Trong dung dịch nước, phần hoạt tính của chất hoạt động bề mặt tích điện dương và sử dụng nhiều dẫn xuất amin khác nhau.

– Không sử dụng với chất hoạt động bề mặt aninone vì chúng sẽ tạo thành kết tủa không tan.

Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

– Chứa cả nhóm ưa nước anion và nhóm ưa nước cation trong cùng một phân tử.

– Tạo thành các cation ở dung dịch có pH dưới điểm đẳng điện ở pH xấp xỉ 7.

– Khi pH của dung dịch chất hoạt động bề mặt lưỡng tính đạt đến điểm đẳng điện thì độ hòa tan và hoạt tính bề mặt giảm.

– Có thể sử dụng chung với một số chất hoạt động bề mặt khác và ít độc hơn chất hoạt động bề mặt cation.

– Có tính kháng khuẩn, chống tĩnh điện, làm mềm vải và nhũ hóa.

Chất hoạt động bề mặt không chứa ion

– Chất hoạt động bề mặt không ion không thể hiện tính chất ion dù tan trong nước nhưng thể hiện hoạt tính bề mặt.

Các chất hoạt động bề mặt điển hình là chất cộng polyetylen và este đường.

– Có thể sử dụng với các chất hoạt động bề mặt anion, cation hoặc lưỡng tính.

2. Theo chỉ số HLB

Tính chất ưa nước và kỵ nước của chất hoạt động bề mặt được xác định bằng chỉ số HLB (cân bằng xhydrophilic lipophilic) với các giá trị từ 0 – 40. Chỉ số này càng cao thì hoạt chất đó càng hòa tan trong nước và ngược lại, chỉ số càng thấp thì càng hòa tan trong dung môi không phân cực. Theo chỉ số HLB, tính chất của chất hoạt động bề mặt sẽ như sau:

– Từ 1 – 3: Chất hoạt động bề mặt có tính khử bọt.

– Từ 4 – 9: Chất hoạt động bề mặt nhũ tương nước trong dầu.

– Từ 9 đến 11: Làm ướt chất hoạt động bề mặt.

– Từ 11 – 15: Chất hoạt động bề mặt nhũ tương dầu trong nước

– Trên 15: : Chất hoạt động bề mặt khuếch tán, chất phân tán.

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt

1. Trong công nghiệp

– Dùng làm chất làm mềm vải và chất trợ nhuộm.

– Làm chất nhũ hóa cho bánh kẹo, sữa, thực phẩm đóng hộp… trong ngành thực phẩm.

Là chất nhũ hóa cho bánh kẹo, sữa và đồ hộp

– Làm sạch bề mặt kim loại và xử lý chống gỉ.

– Là chất nhũ hóa như dầu cắt, dầu chống ma sát, dầu lăn… và chất phân tán trong bể mạ khi gia công máy móc kim loại.

– Là chất tẩy rửa, chất nhũ hóa, chất tạo bọt trong sản xuất mỹ phẩm, kem dưỡng da, dầu gội và kem đánh răng

– Dùng làm chất trợ thấm và phân tán mực trong ngành in.

– Dùng làm chất tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt trong chế biến và khai thác khoáng sản trong ngành khai khoáng.

– Dùng làm chất nhũ hóa trong dung dịch khoan dầu khí.

2. Trong nông nghiệp

– Dùng làm hoạt chất trong sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,..

3. Trong xây dựng

– Dùng làm chất nhũ hóa nhựa đường, thúc đẩy quá trình đông cứng của bê tông.

Trên đây là một số thông tin về chất hoạt động bề mặt mà LabTrường Chu Văn An muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng nó đã giúp bạn có thêm những hiểu biết hữu ích. Để xem thêm các bài viết hay, bạn có thể truy cập website labvietchem.com.vn và nếu có nhu cầu mua hóa chất, thiết bị thí nghiệm vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số hottline 0826 020 020. Các chuyên gia luôn sẵn sàng hỗ trợ 24/7.