Chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi trong đời sống như bột giặt, dầu gội đầu... nhưng không phải ai cũng biến đến chúng. Vậy chất hoạt động bề mặt là gì? Cơ chế tác dụng? Có những nhóm chất hoạt động bề mặt nào? Các ứng dụng của hoạt chất này trong đời sống.  Để tìm hiểu về vấn đề này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây nhé!

1. Chất hoạt động bề mặt là gì?

Chất hoạt động bề mặt là chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa 2 chất lỏng hoặc giữa chất rắn và chất lỏng hoặc không khí và chất lỏng. Chất hoạt động bề mặt được phân loại là hợp chất hữu cơ và có bản chất lưỡng tính.

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

Chất hoạt động bề mặt là gì?

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

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

Để đơn giản, chúng ta xem xét trường hợp giữa không khí-nước. Lực liên kết giữa các phân tử nước rất mạnh làm cho sức căng bề mặt của nước cao. Khi các chất hoạt động bề mặt hấp thụ, chúng 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 giữa hai phân tử nước. Vì vậy, sức căng bề mặt sẽ giảm. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt cao, chúng tạo thành mixen.

Ví dụ xà phòng là chất hoạt động bề mặt quan trọng, chủ yếu thu được từ chất béo gọi là glyceride với axit béo có axit cacboxylic chuỗi dài. Nếu không có chất hoạt động bề mặt, việc giặt giũ sẽ khó khăn, làm sạch đồ gia dụng trong nhà bếp bởi các vết bẩn sẽ không được làm sạch hoàn toàn do sức căng bề mặt cao.

Cơ chế hoạt động của chất hoạt động bề mặt

3. Phân loại các 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 không có điện tích, chất hoạt động bề mặt được gọi là không ion.

- Nếu đầu mang điện tích âm hoặc dương thì tương ứng được gọi là anion hoặc cation.

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

3.1. Chất hoạt động bề mặt ion

- Chất hoạt hóa dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện dương. Những chất phổ biến như Cetyl trimêtylamôni bromide (CTAB), Polyethoxylated tallow amin (POEA), Benzethonium chloride (BZT)...

- Chất hoạt hóa âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm như sulfat, sulfonat, photphat và cacboxylat... Những chất phổ biến như Natri dodecyl sulfat (SDS), Ankyl benzen sulfonat, amoni lauryl sulfat, và các muối ankyl sulfat khác...

3.2. Chất hoạt động bề mặt không ion

Có đầu phân cực không bị ion hóa. Chúng bao gồm Ankyl poly(etylen oxide), rượu cetyl, Decyl maltosit, Cocamit MEA, cocamit DEA, Copolymers của poly(etylen oxide) và poly(propylen oxide)...

Phân loại chất hoạt động bề mặt

3.3. Chất hoạt động bề mặt lưỡng cực

Tùy vào độ pH của dung môi mà khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc mang điện dương. Những chất phổ biến như Coco ampho glycinat, Dodecyl betain, Dodecyl dimetylamin oxide, Cocamidopropyl betain...

4. Ứng dụng chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt như chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất làm ẩm được sử dụng dựa trên các lĩnh vực sử dụng. Trong đó, chất hoạt động bề mặt anion và không ion cho đến nay là những loại 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 và dầu gội đầu... Nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch, thấm 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 (thuốc khử trùng) và chất diệt tinh trùng…

- Làm chất làm ướt và trong công nghiệp thực phẩm.

- Trong chữa cháy và đường ống (chất làm giảm lực cản của chất lỏng). Polyme chất hoạt động bề mặt kiềm cũng được sử dụng để huy động dầu trong giếng dầu.

- Được thêm vào chất bôi trơn động cơ ô tô giúp ích rất nhiều để giữ cho các hạt không 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 bất cứ thắc mắc nào bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua số hotline 0826 010 010 hoặc tham khảo thêm những bài viết trên vietchem.com.vn.