Bài giảng Công nghệ chất hoạt động bề mặt - Chương 2: Tính chất hóa lý của chất hoạt động bề mặt trong dung dịch - Lê Thị Hồng Nhan - Đại học bách khoa TP HCM

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ chất hoạt động bề mặt - Chương 2: Tính chất hóa lý của chất hoạt động bề mặt trong dung dịch - Lê Thị Hồng Nhan - Đại học bách khoa TP HCM

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 2
2. Độ hoạt động bề mặt • Độ hoạt động bề mặt = biến thiên sức căng bề mặt theo nồng độ d d ; hay dc da • Đại lượng Gibbs G* = -d/dc Dd nước: chất tan có độ phân cực giảm -> G* tăng 4
3. 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 6
4. Micelle 8
5. Yếu tố ảnh hưởng đến 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 • Chất hữu cơ: tùy thuộc bản chất -> CMC tăng hay giảm 10
6. 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 • Chiều dài mạch C tăng -> Kraft tăng • Mạch C có xuất hiện oxide ethylene -> Kraft giảm • Phụ thuộc nồng độ và các thành phần khác trong dd Điểm Kraft của dung dịch alkyl sulphate trong nước Số nguyên tử C 10 12 14 16 18 Điểm Kraft (oC) 8 16 30 45 56 12
7. HLB • Hydrophile-Lipophile Balance -HLB: Mối tương quan ái nước- ái dầu • Thang đo HLB: 1-20 • HLB lớn: tính ái nước cao, tính ái dầu thấp • Gia tăng HLB -> gia tăng tính ái nước • Độ phân tán khác nhau trong dd nước -> HLB khác nhau 14
8. HLB Công thức tính HLB: +Công thức của Davies: HLB = 7 +  HLB nhóm ái nước - HLB nhóm kỵ nước + Công thức của Kawakami: HLB = 7 + 11,7 log ( Mn/Md) Mn : Khối lượng phần tử ưa nước trong phân tử Md : 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 16
9. HLB Chất hoạt động bề Giá trị thực Giá trị tính toán mặt 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 18
10. HLB Chất hoạt động bề mặt nonionic sử dụng làm bộ HLB chuẩn: HLB 2 8% SPAN®80 / 92% SPAN 85 HLB 4 88% SPAN80 / 12% SPAN 85 HLB 6 83% SPAN 80 / 17% TWEEN® 80 HLB 8 65% SPAN 80 / 35% TWEEN 80 HLB 10 46% SPAN 80 / 54% TWEEN 80 HLB 12 28% SPAN 80 / 72% TWEEN 80 HLB 14 9% SPAN 80 / 91% TWEEN 80 HLB 16 60% TWEEN 20 / 40% TWEEN 80 20
11. HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm •Xác định các thành phần tan trong pha dầu (không bao gồm chất nhũ hóa) •Xác định tổng thành phần khối lượng pha dầu •Xác định tỷ lệ % khối lượng của từng thành phần pha dầu so với tổng •Nhân tỷ lệ % khối lượng với giá trị HLB “cần thiết” của từng thành phần pha dầu •Cộng tổng các giá trị này để được HLB “cần thiết” cho hỗn hợp 22
12. HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm ◦ mineral oil 8 % ◦ caprylic/capric triglyceride 2 % ◦ isopropyl isostearate 2 % ◦ cetyl alcohol 4 %  16 ◦ emulsifiers 4 % ◦ polyols 5 % ◦ water soluble active 1 % ◦ water 74 % ◦ perfume q.s. ◦ preservative q.s. 24
13. HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm Oil phase contribution X required equals ingredient HLB of ingredient Mineral oil 50.0% 10.5 5.250 Caprylic cap. 12.5% 5 0.625 Trig. Isopropyl 12.5% 11.5 1.437 isostearate Cetyl alcohol 25.0% 15.5 3.875 Total 11.2 26
14. Đặc tính bề mặt lỏng-rắn và quan hệ 3 pha • Đặc tính bề mặt lỏng-rắn và quan hệ 3 pha: (Khí) LK RK q (Lỏng) LR (Rắn) q: góc dính ướt q RL + LK -> chất lỏng chảy loang trên bề mặt rắn -> dính ướt q > 90: RK chất lỏng co lại trên bề mặt rắn -> không dính ướt 28