Sản phẩm chính của chúng tôi: Amino silicone, silicone khối, silicone ưa nước, tất cả các nhũ tương silicone, chất cải thiện độ bền ma sát khi ướt, chất chống thấm nước (không chứa flo, Carbon 6, Carbon 8), hóa chất giặt tẩy (ABS, Enzyme, chất bảo vệ Spandex, chất loại bỏ Mangan), Các nước xuất khẩu chính: Ấn Độ, Pakistan, Bangladesh, Thổ Nhĩ Kỳ, Indonesia, Uzbekistan, v.v.

 

Bột ngọt công nghiệp, còn được gọi là chất hoạt động bề mặt, là một loại chất khi được thêm vào với một lượng nhỏ có thể làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của dung môi (thường là nước) và thay đổi trạng thái giao diện của hệ thống; khi đạt đến một nồng độ nhất định, nó sẽ tạo thành các micelle trong dung dịch. Do đó, nó tạo ra các hiệu ứng làm ướt hoặc chống ướt, nhũ hóa và tách nhũ tương, tạo bọt hoặc khử bọt, hòa tan, rửa và các hiệu ứng khác để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng thực tế. Là một chất umami, bột ngọt có mặt ở khắp mọi nơi trong chế độ ăn uống và cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trong sản xuất công nghiệp, chất hoạt động bề mặt là những chất tương tự như bột ngọt, không cần một lượng lớn và có thể có những tác dụng kỳ diệu. Những chất này thường được gọi là chất hoạt động bề mặt.

 

Giới thiệu về chất hoạt động bề mặt

 

Chất hoạt động bề mặt có cấu trúc phân tử lưỡng tính: một đầu là nhóm ưa nước, viết tắt là nhóm ưa nước, còn được gọi là nhóm kỵ dầu hoặc kỵ dầu, có thể hòa tan chất hoạt động bề mặt trong nước dưới dạng monome. Nhóm ưa nước thường là nhóm phân cực, có thể là nhóm cacboxyl (- COOH), nhóm axit sunfonic (- SO3H), nhóm amin (- NH2) hoặc nhóm amin và muối của chúng. Nhóm hydroxyl (- OH), nhóm amid, liên kết ete (- O -), v.v. cũng có thể là nhóm ưa nước phân cực; đầu kia là nhóm kỵ nước, viết tắt là nhóm ưa dầu, còn được gọi là nhóm kỵ nước hoặc kỵ nước. Các nhóm kỵ nước thường là các mạch hydrocarbon không phân cực, chẳng hạn như các mạch alkyl kỵ nước R- (alkyl), Ar- (aryl), v.v.
Chất hoạt động bề mặt được chia thành chất hoạt động bề mặt ion (bao gồm chất hoạt động bề mặt cation và anion), chất hoạt động bề mặt không ion, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính, chất hoạt động bề mặt tổng hợp và các chất hoạt động bề mặt khác.

Trong dung dịch chất hoạt động bề mặt, khi nồng độ chất hoạt động bề mặt đạt đến một giá trị nhất định, các phân tử chất hoạt động bề mặt sẽ tạo thành các tổ hợp có trật tự khác nhau gọi là micelle. Sự micelle hóa hay sự hình thành micelle là một tính chất cơ bản của dung dịch chất hoạt động bề mặt, và một số hiện tượng giao diện quan trọng có liên quan đến sự hình thành micelle. Nồng độ mà chất hoạt động bề mặt tạo thành micelle trong dung dịch được gọi là Nồng độ micelle tới hạn (CMC). Micelle không phải là hình cầu cố định, mà là những hình dạng cực kỳ bất thường và thay đổi linh hoạt. Trong một số điều kiện nhất định, chất hoạt động bề mặt cũng có thể biểu hiện trạng thái micelle ngược.

 

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến nồng độ micelle quan trọng

 

Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt
Bổ sung và các loại phụ gia
Ảnh hưởng của nhiệt độ

 

Tương tác giữa chất hoạt động bề mặt và protein

 

Protein chứa các nhóm không phân cực, phân cực và tích điện, và nhiều phân tử lưỡng tính có thể tương tác với protein theo nhiều cách khác nhau. Chất hoạt động bề mặt có thể tạo thành các tổ hợp phân tử có trật tự với các cấu trúc khác nhau trong các điều kiện khác nhau, chẳng hạn như micelle, micelle ngược, v.v., và tương tác của chúng với protein cũng khác nhau. Chủ yếu có các tương tác tĩnh điện và kỵ nước giữa protein và chất hoạt động bề mặt (PS), trong khi tương tác giữa chất hoạt động bề mặt ion và protein chủ yếu là do tương tác tĩnh điện của các nhóm phân cực và tương tác kỵ nước của các chuỗi cacbon hydro kỵ nước, liên kết với các phần phân cực và kỵ nước của protein, tạo thành phức hợp PS. Chất hoạt động bề mặt không ion chủ yếu tương tác với protein thông qua các lực kỵ nước và tương tác giữa các chuỗi kỵ nước của chúng và các nhóm kỵ nước của protein có thể có tác động nhất định đến cấu trúc và chức năng của chất hoạt động bề mặt và protein. Do đó, loại, nồng độ và môi trường hệ thống của chất hoạt động bề mặt quyết định liệu chúng có ổn định hay làm mất ổn định protein, kết tụ hay phân tán hay không.

 

Giá trị HLB của chất hoạt động bề mặt

 

Để thể hiện hoạt tính giao diện độc đáo, chất hoạt động bề mặt phải duy trì sự cân bằng nhất định giữa nhóm kỵ nước và nhóm ưa nước. HLB (Hydophilic Lipophilic Balance) là giá trị cân bằng ưa nước - ưa dầu của chất hoạt động bề mặt, thể hiện tính chất ưa nước và kỵ nước của chất hoạt động bề mặt.

Giá trị HLB là giá trị tương đối (từ 0 đến 40), chẳng hạn như sáp parafin có giá trị HLB = 0 (không có nhóm ưa nước), polyoxyetylen có giá trị HLB là 20, và SDS có tính ưa nước mạnh với giá trị HLB là 40. Giá trị HLB có thể được sử dụng làm tham chiếu để lựa chọn chất hoạt động bề mặt. Giá trị HLB càng cao thì tính ưa nước của chất hoạt động bề mặt càng tốt; giá trị HLB càng nhỏ thì tính ưa nước của chất hoạt động bề mặt càng kém.
Chức năng chính của chất hoạt động bề mặt

 

Hiệu ứng nhũ hóa

Do sức căng bề mặt của dầu trong nước cao, khi nhỏ dầu vào nước và khuấy mạnh, dầu bị nghiền thành các hạt mịn và hòa lẫn vào nhau tạo thành nhũ tương, nhưng quá trình khuấy dừng lại và các lớp lại được xếp lớp lại. Nếu thêm chất hoạt động bề mặt và khuấy mạnh, nhưng sau khi dừng lại rất lâu mà vẫn khó tách ra, thì đó chính là quá trình nhũ hóa. Nguyên nhân là do tính kỵ nước của dầu được bao quanh bởi các nhóm ưa nước của chất hoạt động, tạo thành lực hút định hướng và giảm công cần thiết để phân tán dầu trong nước, giúp nhũ hóa dầu tốt hơn.

 

Hiệu ứng làm ướt

Bề mặt chi tiết thường có một lớp sáp, mỡ hoặc chất giống như vảy bám dính, có tính kỵ nước. Do ô nhiễm các chất này, bề mặt chi tiết khó bị nước làm ướt. Khi thêm chất hoạt động bề mặt vào dung dịch nước, các giọt nước trên chi tiết dễ dàng phân tán, làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của chi tiết và đạt được mục đích làm ướt.

 

Hiệu ứng hòa tan

Sau khi thêm chất hoạt động bề mặt vào các chất dầu, chúng chỉ có thể "hòa tan", nhưng sự hòa tan này chỉ có thể xảy ra khi nồng độ chất hoạt động bề mặt đạt đến nồng độ keo tới hạn, và độ hòa tan được xác định bởi đối tượng hòa tan và tính chất của chất hòa tan. Về hiệu ứng hòa tan, chuỗi gen kỵ nước dài mạnh hơn chuỗi ngắn, chuỗi bão hòa mạnh hơn chuỗi không bão hòa, và hiệu ứng hòa tan của chất hoạt động bề mặt không ion thường rõ rệt hơn.

 

Hiệu ứng phân tán

Các hạt rắn như bụi và đất có xu hướng tập hợp lại và lắng xuống dễ dàng trong nước. Các phân tử chất hoạt động bề mặt có thể phân chia các hạt rắn thành các hạt nhỏ hơn, cho phép chúng phân tán và lơ lửng trong dung dịch, thúc đẩy sự phân tán đồng đều của các hạt rắn.

 

Hành động tạo bọt

Sự hình thành bọt chủ yếu là do sự hấp phụ định hướng của hoạt chất và sự giảm sức căng bề mặt giữa pha khí và pha lỏng. Nhìn chung, hoạt chất phân tử thấp dễ tạo bọt, hoạt chất phân tử cao ít tạo bọt hơn, myristate vàng có khả năng tạo bọt cao hơn, và natri stearat có khả năng tạo bọt kém nhất. Hoạt chất anion có khả năng tạo bọt và độ ổn định bọt tốt hơn hoạt chất không ion, chẳng hạn như natri alkylbenzen sulfonat có khả năng tạo bọt mạnh. Các chất ổn định bọt thường được sử dụng bao gồm aliphatic alcohol amide, carboxymethyl cellulose, v.v.; chất ức chế bọt bao gồm axit béo, este axit béo, polyether, v.v. và các chất hoạt động bề mặt không ion khác.

 

Phân loại chất hoạt động bề mặt

 

Chất hoạt động bề mặt có thể được chia thành chất hoạt động bề mặt anion, chất hoạt động bề mặt không ion, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính và chất hoạt động bề mặt cation dựa trên đặc điểm cấu trúc phân tử của chúng.

 

Chất hoạt động bề mặt anion

Sulfonat
Các hoạt chất phổ biến thuộc loại này bao gồm natri alkylbenzenesulfonat tuyến tính và natri alpha olefin sulfonat. Natri alkylbenzenesulfonat tuyến tính, còn được gọi là LAS hoặc ABS, là một chất rắn dạng bột hoặc vảy màu trắng hoặc vàng nhạt, có độ hòa tan tốt trong các hệ chất hoạt động bề mặt phức tạp. Nó tương đối bền với kiềm, axit loãng và nước cứng. Thường được sử dụng trong nước rửa chén (nước rửa chén) và nước giặt dạng lỏng, nhưng thường không được sử dụng trong dầu gội đầu và hiếm khi được sử dụng trong sữa tắm. Trong nước rửa chén, liều lượng của nó có thể chiếm khoảng một nửa tổng lượng chất hoạt động bề mặt, và phạm vi điều chỉnh thực tế về tỷ lệ của nó trong nước giặt dạng lỏng tương đối rộng. Một hệ hợp chất điển hình được sử dụng trong nước rửa chén là hệ ba thành phần "LAS (natri alkylbenzenesulfonat tuyến tính) - AES (natri ete cồn sulfat) - FFA (alkyl alcohol amide)". Ưu điểm nổi bật của natri alkylbenzenesulfonate tuyến tính là độ ổn định tốt, khả năng làm sạch mạnh, ít gây hại cho môi trường và khả năng phân hủy sinh học thành các chất vô hại với giá thành thấp. Nhược điểm nổi bật là tính kích thích cao. Natri alpha olefin sulfonate, còn được gọi là AOS, hòa tan tốt trong nước và có độ ổn định tốt trong phạm vi pH rộng. Trong số các loại muối axit sulfonic, hiệu suất của nó tốt hơn. Ưu điểm nổi bật là độ ổn định tốt, độ hòa tan trong nước tốt, khả năng tương thích tốt, ít gây kích ứng và khả năng phân hủy vi khuẩn lý tưởng. Đây là một trong những chất hoạt động bề mặt chính thường được sử dụng trong dầu gội và sữa tắm. Nhược điểm của nó là giá thành tương đối cao.

 

Sunfat
Các tác nhân hoạt động phổ biến của loại này bao gồm natri, rượu béo, polyoxyetylen ete sulfat và natri dodecyl sulfat.

Natri rượu béo polyoxyetylen ete sunfat, còn được gọi là AES hoặc natri rượu ete sunfat.

Dễ tan trong nước, có thể dùng trong dầu gội, sữa tắm, nước rửa chén (nước rửa chén), và nước giặt. Độ tan trong nước tốt hơn natri dodecyl sulfat, có thể pha thành dung dịch nước trong suốt theo tỷ lệ bất kỳ ở nhiệt độ phòng. Ứng dụng của natri alkylbenzenesulfonat trong chất tẩy rửa dạng lỏng rộng rãi hơn và có khả năng tương thích tốt hơn so với alkylbenzenesulfonat mạch thẳng; có thể tạo phức với nhiều chất hoạt động bề mặt ở dạng nhị phân hoặc nhiều dạng để tạo thành dung dịch nước trong suốt. Ưu điểm nổi bật là ít gây kích ứng, tan trong nước tốt, khả năng tương thích tốt, hiệu quả tốt trong việc ngăn ngừa da khô, nứt nẻ và thô ráp. Nhược điểm là độ ổn định trong môi trường axit hơi kém, khả năng làm sạch kém hơn natri alkylbenzenesulfonat mạch thẳng và natri dodecyl sulfat.

Natri dodecyl sulfat, còn được gọi là AS, K12, natri cocoyl sulfat và natri lauryl sulfat, không nhạy cảm với kiềm và nước cứng. Độ ổn định của nó trong điều kiện axit kém hơn so với các sulfat thông thường và gần bằng polyoxyetylen ether sulfat của rượu béo. Nó dễ phân hủy và ít gây hại cho môi trường. Khi được sử dụng trong chất tẩy rửa dạng lỏng, độ axit không nên quá cao; Việc sử dụng ethanolamine hoặc muối amoni trong dầu gội và sữa tắm không chỉ có thể làm tăng độ ổn định của axit mà còn giúp giảm kích ứng. Ngoại trừ khả năng tạo bọt tốt và khả năng làm sạch mạnh, hiệu quả của nó về các mặt khác không tốt bằng natri ether sulfat của rượu béo. Giá của các chất hoạt động bề mặt anion thông thường thường cao hơn.

 

Chất hoạt động bề mặt cation

So với các loại chất hoạt động bề mặt khác, chất hoạt động bề mặt cation có hiệu quả điều chỉnh nổi bật nhất và tác dụng diệt khuẩn mạnh nhất, mặc dù chúng có những nhược điểm như khả năng làm sạch kém, khả năng tạo bọt kém, khả năng tương thích kém, dễ bị kích ứng và giá thành cao. Chất hoạt động bề mặt cation không tương thích trực tiếp với chất hoạt động bề mặt anion và chỉ có thể được sử dụng làm chất điều hòa hoặc chất diệt nấm. Chất hoạt động bề mặt cation thường được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt phụ trợ trong chất tẩy rửa dạng lỏng (như một thành phần điều hòa phụ trong công thức) cho các sản phẩm cao cấp hơn, chủ yếu là dầu gội. Là một thành phần điều hòa, nó không thể thay thế bằng các loại chất hoạt động bề mặt khác trong dầu gội dạng lỏng cao cấp.

Các loại chất hoạt động bề mặt cation phổ biến bao gồm hexadecyltrimethylammonium chloride (1631), octadecyltrimethylammonium chloride (1831), guar gum cation (C-14 S), panthenol cation, dầu silicon cation, dodecyl dimethyl amine oxide (OB-2), v.v.

 

Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

Chất hoạt động bề mặt lưỡng cực là chất hoạt động bề mặt có cả nhóm anion và nhóm cation ưa nước. Do đó, các chất hoạt động bề mặt này thể hiện tính chất cation trong dung dịch axit, tính chất anion trong dung dịch kiềm và tính chất không ion trong dung dịch trung tính. Chất hoạt động bề mặt lưỡng cực dễ tan trong nước, dung dịch axit và kiềm đậm đặc, và thậm chí trong dung dịch muối vô cơ đậm đặc. Chúng có khả năng chống nước cứng tốt, ít gây kích ứng da, độ mềm mại của vải tốt, khả năng chống tĩnh điện tốt, hiệu quả diệt khuẩn tốt và khả năng tương thích tốt với nhiều loại chất hoạt động bề mặt khác nhau. Các loại chất hoạt động bề mặt lưỡng tính quan trọng bao gồm dodecyl dimethyl betaine và carboxylate imidazoline.

 

Chất hoạt động bề mặt không ion

Chất hoạt động bề mặt không ion có các đặc tính tốt như khả năng hòa tan, rửa trôi, chống tĩnh điện, ít gây kích ứng và phân tán xà phòng canxi; Phạm vi pH áp dụng rộng hơn so với chất hoạt động bề mặt ion thông thường; Ngoại trừ đặc tính bám bẩn và tạo bọt, các đặc tính khác thường vượt trội hơn chất hoạt động bề mặt anion thông thường. Việc thêm một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt không ion vào chất hoạt động bề mặt ion có thể làm tăng hoạt tính bề mặt của hệ thống (so với cùng hàm lượng hoạt chất). Các loại chính bao gồm alkyl alcohol amides (FFA), ete polyoxyethylene alcohol béo (AE) và ete polyoxyethylene alkylphenol (APE hoặc OP).

Amit rượu alkyl (FFA) là một nhóm chất hoạt động bề mặt không ion với hiệu suất vượt trội, ứng dụng rộng rãi và tần suất sử dụng cao, thường được sử dụng trong nhiều loại chất tẩy rửa dạng lỏng. Trong chất tẩy rửa dạng lỏng, nó thường được sử dụng kết hợp với amit, với tỷ lệ "2:1" và "1,5:1" (alkyl alcohol amide: amide). Amit rượu alkyl có thể được sử dụng trong các chất tẩy rửa nói chung có tính axit và kiềm nhẹ, và là loại chất hoạt động bề mặt không ion rẻ nhất.

 

Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt

Với sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là sự tiến bộ của ngành công nghiệp hóa chất và sự thâm nhập của các ngành liên quan, vai trò và ứng dụng của chất hoạt động bề mặt ngày càng trở nên rộng rãi và chuyên sâu. Từ khai thác khoáng sản và phát triển năng lượng, đến tác động của tế bào và enzyme, dấu vết của chất hoạt động bề mặt đã được tìm thấy. Ngày nay, ứng dụng của chất hoạt động bề mặt không chỉ giới hạn ở chất tẩy rửa, chất làm sạch kem đánh răng, chất nhũ hóa mỹ phẩm và các ngành công nghiệp hóa chất hàng ngày khác, mà còn lan rộng sang các lĩnh vực sản xuất khác như hóa dầu, phát triển năng lượng và công nghiệp dược phẩm.

 

Khai thác dầu
Trong khai thác dầu, việc sử dụng dung dịch nước pha loãng chất hoạt động bề mặt hoặc dung dịch hỗn hợp đậm đặc chất hoạt động bề mặt với dầu và nước có thể làm tăng tỷ lệ thu hồi dầu thô từ 15% đến 20%. Do khả năng làm giảm độ nhớt của dung dịch, chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong quá trình khoan để giảm độ nhớt của dầu thô và giảm hoặc ngăn ngừa tai nạn khoan. Nó cũng có thể làm cho các giếng cũ không còn phun dầu được phun lại.

Phát triển năng lượng
Chất hoạt động bề mặt cũng có thể góp phần phát triển năng lượng. Trong bối cảnh giá dầu thế giới tăng cao và nguồn dầu mỏ khan hiếm hiện nay, việc phát triển nhiên liệu pha trộn dầu than có ý nghĩa to lớn. Việc bổ sung chất hoạt động bề mặt vào quy trình có thể tạo ra một loại nhiên liệu mới có độ lưu động cao, có thể thay thế xăng làm nguồn năng lượng. Việc bổ sung chất nhũ hóa vào xăng, dầu diesel và dầu nặng không chỉ tiết kiệm nguồn dầu mỏ mà còn cải thiện hiệu suất nhiệt và giảm ô nhiễm môi trường. Do đó, chất hoạt động bề mặt có ý nghĩa to lớn đối với phát triển năng lượng.

Ngành dệt may
Việc ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong ngành dệt may đã có lịch sử lâu đời. Sợi tổng hợp có những nhược điểm như thô ráp, không đủ độ xốp, dễ bị bám bụi tĩnh điện, khả năng hút ẩm và cảm giác sờ tay kém hơn so với sợi tự nhiên. Nếu được xử lý bằng chất hoạt động bề mặt chuyên dụng, những khuyết điểm này ở sợi tổng hợp có thể được cải thiện đáng kể. Chất hoạt động bề mặt cũng được sử dụng làm chất làm mềm, chất chống tĩnh điện, chất làm ướt và thấm sâu, và chất nhũ hóa trong ngành in và nhuộm vải. Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt trong ngành in và nhuộm vải rất rộng rãi.

Làm sạch kim loại
Về mặt làm sạch kim loại, dung môi truyền thống bao gồm các dung môi hữu cơ như xăng, dầu hỏa và cacbon tetraclorua. Theo số liệu thống kê có liên quan, lượng xăng được sử dụng để làm sạch các bộ phận kim loại ở Trung Quốc lên tới 500.000 tấn mỗi năm. Các chất làm sạch kim loại gốc nước được pha chế với chất hoạt động bề mặt có thể tiết kiệm năng lượng. Theo tính toán, một tấn chất làm sạch kim loại có thể thay thế 20 tấn xăng và một tấn nguyên liệu dầu mỏ có thể được sử dụng để sản xuất 4 tấn chất làm sạch kim loại, cho thấy chất hoạt động bề mặt có ý nghĩa sâu sắc trong việc tiết kiệm năng lượng. Các chất làm sạch kim loại có chất hoạt động bề mặt bên ngoài cũng có đặc tính không độc hại, không bắt lửa, không gây ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn cho người lao động. Loại chất làm sạch kim loại này đã được sử dụng rộng rãi để làm sạch các loại thành phần kim loại khác nhau như động cơ hàng không vũ trụ, máy bay, ổ trục, v.v.

Ngành công nghiệp thực phẩm
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, chất hoạt động bề mặt là phụ gia đa chức năng được sử dụng trong sản xuất thực phẩm. Chất hoạt động bề mặt thực phẩm có tác dụng nhũ hóa, làm ướt, chống dính, bảo quản và tạo bông tuyệt vời. Nhờ tác dụng phụ gia đặc biệt, nó có thể làm bánh ngọt giòn, thực phẩm xốp xốp, bánh mì mềm, đồng thời phân tán và nhũ hóa đều các nguyên liệu thô như bơ nhân tạo, sốt mayonnaise và kem, mang lại hiệu quả độc đáo trong việc cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng bên trong của sản phẩm.

Thuốc trừ sâu nông nghiệp là loại nhũ tương lỏng, do sức căng bề mặt của dung dịch nên có nhược điểm là khó phân tán khi phun lên lá cây. Nếu thêm chất hoạt động bề mặt vào dung dịch thuốc trừ sâu, chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch, tức là dung dịch thuốc trừ sâu mất đi hoạt tính bề mặt, dung dịch thuốc trừ sâu sẽ dễ dàng phân tán trên bề mặt lá, do đó hiệu quả diệt côn trùng sẽ tốt hơn.