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

Chất hoạt động bề mặt là gì? Chất hoạt động bề mặt là các hợp chất có tác dụng 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 làm giảm sức căng bề mặt

Thành phần cấu tạo của  chất hoạt động bề mặt

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

- Phần không tan trong nước thường là một mạch hydro cacbon dài 8 - 21, ankyl thuộc mạch ankal, ankle mạch thẳng hoặc có gắn vòng clo hoặc bezen…

- Phần tan trong nước thường là một nhóm ion hoặc non-ionic. Đây là nhóm phân cực mạnh giống như Cacboxyl (COO-), Hydroxyl (-OH), Amin (-NH2) hoặc sulfat (-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 thể hiện hoạt tính của chất hoạt động bề mặt được tích điện âm.

- Một số chất điển hình là xà phòng, alkylbenzene sulfonate và este sulfate rượu aliphatic.

- Được tạo thành từ xà phòng của một axit yếu và một bazơ mạnh.

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

- Được sử dụng như một chất nhũ hóa, chất phân tán, chất tạo bọt, chất hòa tan trong nhiều ứng dụng công nghiệp và các ứng dụng không chứa nước.

Chất hoạt động bề mặt cation

- Trong dung dịch nước, phần thể hiện hoạt tính của chất hoạt động bề mặt được tích điện dương và các dẫn xuất amin khác nhau được sử dụng.

- Không được sử dụng chung với chất hoạt động bề mặt aninon vì chúng sẽ hình thành lên kết tủa không tan.

Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

- Gồm cả nhóm ưa nước anion và nhóm ưa nước cation trong cùng một phân tử.

- Hình thành cation ở dung dịch pH dưới điểm đẳng điện tại điểm đẳng điện xấp xỉ pH 7.

- Khi độ pH của dung dịch chất hoạt động bề mặt lưỡng tính đạt đến điểm đẳng điện, độ hòa tan và hoạt động bề mặt bị suy giảm.

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

- Có khả năng diệt khuẩn, chống tĩnh điện, làm mềm vải và là chất nhũ hóa.

Chất hoạt động bề mặt không chứa ion

- Chất hoạt động bề mặt không chứa ion không thể hiện tính ion dù có hòa tan trong nước nhưng thể hiện hoạt động bề mặt.

- Chất hoạt động bề mặt điển hình là các chất bổ sung polyethylen và este đường.

- Có thể sử dụng cùng chất hoạt động bề mặt anion, cation hoặc chất hoạt động bề mặt lưỡng tính.

2. Theo chỉ số HLB

Tính ưa và kỵ nước của chất hoạt động bề mặt được nhận biết bởi chỉ số HLB (xhydrophilic lipophilic balance) có giá trị từ 0 - 40. Chỉ số này càng cao thì hoạt chất càng dễ hòa tan trong nước và ngược lại, chỉ số càng thấp thì nó càng dễ hòa tan trong các 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 phá bọt.                           

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

- Từ 9 – 11: Chất hoạt động bề mặt thấm ướt.                    

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

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

Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt

1. Trong công nghiệp

- Dùng làm chất mềm vải, chất trợ nhuộm.

- Là chất nhũ hóa cho các loại bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp….trong công nghiệp thực phẩm.

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

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

- 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.

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

- Sử dụng làm chất trợ ngấm và phân tán mực in trong ngành in ấn.

- Sử dụng làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt trong chế biến và khai thác khoáng sản trong công nghiệp 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 sự đóng rắn của bê tông.

Trên đây là một số thông tin về chất hoạt động bề mặt mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng nó đã giúp bạn có thêm những hiểu biết hữu ích. Để xem thêm nhiều bài viết hay hơn, các bạn có thể ghé thăm website labvietchem.com.vn và nếu có nhu cầu tìm mua hóa chất, dụng cụ thí nghiệm, hãy liên hệ với chúng tôi theo số hotline 0826 020 020. Các bạn chuyên viên luôn sẵn sàng hỗ trợ 24/7.