Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử lý vết dầu mỡ trên vải. Nội dung tài liệu hướng dẫn: “Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử lý mỡ trong vải”.
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẨY RỬA
- Giới thiệu chung về chất tẩy rửa
- Chất hoạt động bề mặt
- Sức căng bề mặt/ giao diện
- Cơ chế tẩy rửa
- Lựa chọn và yêu cầu với chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt quan trọng thường là các hợp chất hữu cơ bao gồm hai phần: phần phân cực (phần ưa nước) và phần không phân cực (phần kỵ nước). Axit béo là chất hoạt động bề mặt bao gồm gốc hydrocarbon là phần không phân cực và nhóm cacboxyl là phần phân cực. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ví dụ như trong việc vận chuyển quặng và điều chế chất tẩy rửa.
Tùy thuộc vào tính chất của chúng, chất hoạt động bề mặt được chia thành nhiều loại khác nhau. Một số chất hoạt động bề mặt cation điển hình bao gồm: dialkyl dimethyl aminochloride (DADMAC), imidazole bậc bốn dùng làm chất làm đặc, alkyl dimethyl benzyl aminochloride (AMBAC). Loại chất hoạt động bề mặt này có khả năng tương thích tốt với các loại chất hoạt động bề mặt khác.
Chất hoạt động bề mặt được phân biệt với các phân tử hòa tan khác bởi tính chất độc đáo của chúng trong dung dịch nước. Cơ chế “Cuộn lên” chỉ liên quan đến vết bẩn dạng lỏng có chất và chủ yếu là do chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt. Sự hòa tan chỉ xảy ra khi nồng độ chất hoạt động bề mặt cao hơn nồng độ mixen giới hạn (CMC).
TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VẢI SỢI
- Giới thiệu chung về vải sợi
- Tiền xử lý vải sợi và các nguồn nhiễm bẩn
Phân loại sợi tự nhiên dựa vào cấu trúc và đặc điểm chung. Len được chia làm 4 loại: len lụa, len nửa len, len nửa thô, len thô. Không giống như các loại sợi tự nhiên nêu trên, lụa không có cấu trúc tế bào. Nhìn chung, sợi động vật tự nhiên rất dễ vỡ; nếu chúng bị ướt thì chúng sẽ mất 40%.
Loại sợi này kết hợp sự thoải mái của sợi tự nhiên với những lợi ích của sợi. Ngày nay, chúng được sử dụng ngày càng thường xuyên hơn vì chúng kết hợp sự thoải mái của sợi tự nhiên với những ưu điểm của sợi tổng hợp. Ngoài ra, người ta cũng có thể phân loại vết bẩn trên vải dựa trên khái niệm chất tẩy rửa.
Tùy theo tính chất của các vết bẩn khác nhau trên bề mặt vải mà có các loại chất tẩy rửa khác nhau.
TỔNG QUAN VỀ DẦU THÔNG
Dầu thông là một hợp chất hữu cơ không ổn định nhiệt, nhiều thành phần dễ bị phân hủy, biến đổi hoặc polyme hóa ở nhiệt độ sôi dưới áp suất thường (p=760 mmHg), đặc biệt khi thời gian kéo dài. . Dưới tác dụng của nhiệt, α - pinonene dần dần chuyển hóa thành allosimene, dimentene, do kết quả của phản ứng vòng hóa và trùng hợp của allosimene, nó được chuyển hóa thành α, β và γ - pinonene với một lượng nhỏ dimer của allosimene và β. - pinene chuyển dần sang myrcene. Khả năng phân hủy của α - pinene và β - pinene phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian gia nhiệt (thời gian lưu ở vùng nhiệt độ cao).
Khi nhiệt độ tăng, hằng số tốc độ trở nên lớn hơn và thời gian phản ứng giảm. Độ ổn định nhiệt của ∆3 -carene, camphene ba vòng và các thành phần khác trong dầu thông cao hơn đáng kể so với α, β -pinene. Nhiệt độ chưng cất tối đa ở đáy tháp được chọn theo độ ổn định nhiệt của α, β - pinene.
Để tránh sự phân hủy nhiệt, phương pháp chưng cất chân không được chọn để tách α-pinene khỏi dầu thông.
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phản ứng của một số loại dầu với axit sulfuric có thể diễn ra theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào nhiệt độ, khả năng tương thích của các chất được đưa vào quá trình phản ứng và thời gian phản ứng. Các phản ứng chủ yếu tạo thành sản phẩm sunfat chứ không phải sulfonate đối với dầu thông thường. Sản phẩm chính của quá trình mong muốn là monoalkyl sunfat nên để kiểm soát được các phản ứng trùng hợp, dẻo hóa và tạo thành dialkyl sunfat hoặc ete thì nồng độ H2SO4 phải được kiểm soát ở nồng độ thích hợp từ 80 - 90% và được thực hiện trong điều kiện thích hợp. ở nhiệt độ thấp.
Cùng với khả năng tản nhiệt, tốc độ khuếch tán sẽ quyết định tốc độ xử lý. Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách khuấy mạnh và làm nguội nhanh. Hydrat hóa là quá trình thêm đồng thời nhóm hydroxyl (-OH) và cation (H+) vào hai nguyên tử C trong liên kết đôi (C = C).
Khi dầu thông bị biến tính bằng hỗn hợp H2SO4 và axit toluenesulfonic, pinene bị hydrat hóa để tạo thành terpine hydrat.
BIẾN TÍNH DẦU THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HYDRAT HÓA
- Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông bằng phương pháp
CHUYỂN ĐỔI DẦU THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP hydrat hóa tổng hợp các chất hoạt động bề mặt. Nếu vẫn còn lớp toluen chưa phản ứng thì cho hỗn hợp vào phễu chiết và loại bỏ. Đổ dung dịch thu được vào cốc thủy tinh, thêm than hoạt tính, đun sôi cho đến khi mất màu.
Lọc axit ρ – toluenesulfonic vào phễu lọc axit, ép khô và sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 60oC. Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông bằng phương pháp hydrat hóa[2] hydrat hóa [2]. Dung dịch sau quá trình được rửa axit bằng nước cất và trung hòa bằng Na2CO3 10%.
Sau đó đổ nước cất vào và lắc đều cho đến khi dung dịch đồng nhất.
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẨY RỬA CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ
Sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo - MSV Trang 36 Em nhận thấy phương pháp xác định khả năng tẩy trắng của bột giặt dùng cho vải hiệu quả nhất là đo độ trắng của vải. Đặt mẫu vải cần tẩy vào cốc chứa dầu nhựa thông biến tính và cốc chứa chất tẩy OMO. Làm khô mẫu vải bạn vừa tẩy và so sánh độ sáng của dầu của mẫu nhựa thông và mẫu OMO.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
So sánh kết quả của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học và dầu
C1: Mẫu bụi có thể rửa được bằng dầu thông ngậm nước với tác động cơ học D1: Mẫu bụi có thể rửa được bằng dầu thông ngậm nước mà không có tác động cơ học. Dầu thông ngậm nước có khả năng làm sạch cao hơn nhiều so với sản phẩm tẩy rửa OMO. Cả mẫu dầu thông và OMO đều có khả năng làm sạch tốt hơn rất nhiều khi chịu tác động cơ học so với khi không có tác động cơ học.
Dầu thông ngậm nước có khả năng làm sạch cao hơn vì dầu thông ngậm nước là chất hoạt động bề mặt không ion, không phân cực và có cấu trúc tương tự các thành phần chính trong dầu mỡ nên dễ dàng làm sạch, hòa tan bụi bẩn và bong tróc. ra khỏi vải. bề mặt. So sánh hiệu suất làm sạch của dầu thông hydro hóa bằng tác động cơ học và sản phẩm làm sạch OMO, khi pha loãng và khi không pha loãng.
So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học,
Trên hình 9 chúng ta thấy khi dầu thông bị pha loãng thì khả năng làm sạch của nó kém. Bởi vì khi pha loãng dầu thông ngậm nước, nồng độ chất hoạt động bề mặt giảm, làm giảm khả năng làm sạch của dầu thông biến tính. Do đó, dầu thông ngậm nước có khả năng làm sạch tốt hơn khi không pha loãng so với không pha loãng.
Qua Hình 10, chúng ta thấy khi pha loãng dầu thông hydro hóa với chất tẩy rửa OMO thì hiệu quả làm sạch của sản phẩm tẩy rửa OMO kém hơn rất nhiều so với dầu thông hydro hóa. So sánh hiệu suất làm sạch của dầu nhựa thông hydro hóa chịu tác động cơ học trong các khoảng thời gian khác nhau.
So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học
Trong hình 11, chúng ta có thể thấy vải được ngâm trong nhựa thông biến tính càng lâu thì mẫu vải càng sạch. Điều chế axit ρ - toluenesulfonic và chất hoạt động bề mặt tổng hợp bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông. Chất hoạt động bề mặt thu được từ dầu thông hydro hóa là nguyên liệu rất tốt cho nghiên cứu tổng hợp chất tẩy rửa nhằm cung cấp yếu tố “thân thiện với môi trường”.
Cả mẫu dầu thông ngậm nước và sản phẩm tẩy rửa OMO khi tiếp xúc với tác động cơ học đều có khả năng làm sạch tốt hơn rất nhiều so với khi không có tác động cơ học. Khi pha loãng dầu thông ngậm nước và sản phẩm tẩy rửa OMO, khả năng làm sạch của sản phẩm tẩy rửa OMO kém hơn rất nhiều so với dầu thông ngậm nước. Vải được ngâm trong dầu thông ngậm nước càng lâu thì khả năng làm sạch của vải sẽ càng tốt.
Do điều kiện nghiên cứu và hạn chế về thời gian nên trong đề tài nghiên cứu này tôi tập trung tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông, đồng thời so sánh khả năng làm sạch của chất hoạt động bề mặt được pha chế bằng bột giặt OMO, so sánh độ trắng của vải, nhận thấy chất hoạt động bề mặt này có khả năng phân hủy tốt hơn. .
