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

Chu Văn An

Chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi trong đời sống như bột giặt, dầu gội… nhưng không phải ai cũng sử dụng. Vậy chất hoạt động bề mặt là gì? Cơ chế hoạt động? Có những nhóm chất hoạt động bề mặt nào? Ứng dụng của hoạt chất này trong cuộc sống. Để tìm hiểu về vấn đề này, mời các bạn cùng chúng tôi qua bài viết dưới đây nhé!

1. Chất hoạt động bề mặt là gì?

Chất hoạt động bề mặt là những chất làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa chất rắn và chất lỏng hoặc giữa không khí và chất lỏng. Chất hoạt động bề mặt được phân loại là hợp chất hữu cơ và có tính chất lưỡng tính.

Đây là sản phẩm linh hoạt nhất của ngành hóa chất. Chúng được sử dụng trong mọi lĩnh vực công nghiệp, từ chất tẩy rửa gia dụng đến khoan bùn, thực phẩm cho đến dược phẩm.

Chất hoạt động bề mặt là gì?

2. Cơ chế tác dụng của chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt bao gồm các phần kỵ nước và ưa nước. Đuôi kỵ nước là hydrocarbon, fluorocarbon hoặc siloxane. Tại bề mặt phân cách, các chất hoạt động bề mặt tự sắp xếp sao cho phần kỵ nước ở trong không khí (hoặc dầu) và phần ưa nước ở trong nước.

Để đơn giản, chúng ta xét trường hợp không khí-nước. Lực liên kết giữa các phân tử nước rất mạnh khiến sức căng bề mặt của nước tăng cao. Khi chất hoạt động bề mặt hấp phụ, chúng sẽ phá vỡ các tương tác này. Lực liên phân tử giữa chất hoạt động bề mặt và phân tử nước thấp hơn nhiều so với lực giữa hai phân tử nước. Do đó, sức căng bề mặt sẽ giảm. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt cao, chúng hình thành các mixen.

Ví dụ, xà phòng là chất hoạt động bề mặt quan trọng, chủ yếu thu được từ chất béo gọi là glyceride với các axit béo có axit cacboxylic chuỗi dài. Nếu không có chất hoạt động bề mặt, việc rửa, lau chùi các thiết bị nhà bếp sẽ gặp khó khăn vì vết bẩn sẽ không được loại bỏ hoàn toàn do sức căng bề mặt cao.

Cơ chế hoạt động của chất hoạt động bề mặt

3. Phân loại nhóm chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt được phân loại dựa trên đầu phân cực của chúng vì các đuôi kỵ nước thường giống nhau.

– Nếu đầu nhọn không mang điện tích thì chất hoạt động bề mặt được cho là không ion.

– Nếu đầu mang điện tích âm hoặc dương thì lần lượt được gọi là anion hoặc cation.

– Nếu nhóm đầu chứa cả nhóm dương và nhóm âm thì chất hoạt động bề mặt là chất lưỡng cực.

3.1. Chất hoạt động bề mặt ion

– Chất kích hoạt dương: khi phân cực, đầu phân cực trở nên tích điện dương. Các chất thông dụng như Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), Polyethoxylated mỡ động vật amin (POEA), Benzethonium clorua (BZT)…

– Chất hoạt hóa âm: khi phân cực, đầu phân cực mang điện tích âm như sunfat, sulfonate, photphat và cacboxylat… Các chất thường gặp như Natri dodecyl sunfat (SDS), Alkyl benzen sulfonate, amoni lauryl sunfat và các alkyl sunfat khác muối…

3.2. Chất hoạt động bề mặt không ion

Có đầu cực không bị ion hóa. Chúng bao gồm Alkyl poly(ethylene oxit), rượu cetyl, Decyl maltoside, Cocamide MEA, cocamide DEA, Copolyme của poly(ethylene oxit) và poly(propylene oxit)…

Phân loại chất hoạt động bề mặt

3.3. Chất hoạt động bề mặt lưỡng cực

Tùy thuộc vào độ pH của dung môi mà khi phân cực, đầu cực có thể tích điện âm hoặc tích điện dương. Các chất thường gặp như Coco ampho glycinate, Dodecyl betaine, Dodecyl dimethylamine oxit, Cocamidopropyl betaine…

4. Ứng dụng chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt như chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất giữ ẩm được sử dụng tùy theo lĩnh vực sử dụng. Trong số đó, chất hoạt động bề mặt anion và không ion cho đến nay là chất hoạt động bề mặt được sử dụng nhiều nhất trong ngành.

Dưới đây là một số ứng dụng của chất hoạt động bề mặt

– Dùng trong các sản phẩm tẩy rửa như bột giặt, kem đánh răng, sữa tắm, mỹ phẩm, dầu gội… Ngoài ra còn có vai trò quan trọng trong việc làm sạch, làm ướt, phân tán, nhũ hóa, tạo bọt và chống tạo bọt.

– Trong các công thức hóa chất nông nghiệp như thuốc diệt cỏ (một số), thuốc trừ sâu, chất diệt khuẩn (chất khử trùng) và chất diệt tinh trùng…

– Là chất làm ướt và trong công nghiệp thực phẩm.

– Trong chữa cháy và đường ống (chất làm giảm sức cản của chất lỏng). Các polyme chất hoạt động bề mặt có tính kiềm cũng được sử dụng để huy động dầu trong các giếng dầu.

– Thêm vào dầu nhớt động cơ ô tô giúp ích rất nhiều trong việc giữ cho các hạt không bị dính vào các bộ phận của động cơ.

Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt

Trên đây là những thông tin cơ bản về chất hoạt động bề mặt. Nếu có thắc mắc, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua hotline 0826 010 010 hoặc tham khảo thêm các bài viết trên vietchem.com.vn.