Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt (tiếng Anh: Surfactant, Surface active agent) là một chất làm ướt có tác dụng giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa một chất lỏng và một chất rắn. Đây là loại chất có phân tử phân cực: một đầu thích nước và một đuôi hợp chất.

Đặc điểm

Chất hoạt động bề mặt được sử dụng để giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng bằng cách làm giảm sức căng bề mặt ở giao diện của hai chất lỏng. Trong các hệ thống có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan, chất hoạt hóa bề mặt có thể tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng. Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt vào một chất lỏng, các phân tử của nó có xu hướng tự sắp xếp thành các đám (micelle), và nồng độ mà các đám bắt đầu hình thành được gọi là nồng độ tạo đám tối đa. Nếu chất lỏng là nước, các phân tử sẽ tự chắp vá đuôi hợp chất lại với nhau và hướng đầu thích nước ra ngoài, tạo thành các hình dạng khác nhau như cầu (0 chiều), trụ (1 chiều), hoặc màng (2 chiều). Tính chất thích, hợp chất của một chất hoạt hóa bề mặt được xác định bởi chỉ số gọi là độ cân bằng thích hợp thích nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị này có thể từ 0 đến 40. HLB càng cao thì hợp chất càng dễ hòa tan trong nước, HLB càng thấp thì hợp chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như dầu.

Phân loại

Tùy theo tính chất của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa bề mặt, chúng có thể được phân loại thành các nhóm sau đây:

• Chất hoạt hóa ion: khi phân cực, đầu phân cực trở thành ion.
  • Chất hoạt hóa dương: khi phân cực, đầu phân cực mang điện dương, ví dụ như Cetyl trimêtylamôni bromide (CTAB).
    • Cetyl trimetylammonium bromide (CTAB)
    • Cetyl pyridinium chloride (CPC)
    • Polyethoxylated tallow amin (POEA)
    • Benzalkonium chloride (BAC)
    • Benzethonium chloride (BZT)
  • Chất hoạt hóa âm: khi phân cực, đầu phân cực mang điện âm.
    • Natri dodecyl sulfat (SDS), amoni lauryl sulfat, và các muối ankyl sulfat khác
    • Natri laureth sulfat, hay natri lauryl ete sulfat (SLES)
    • Ankyl benzen sulfonat
    • Xà phòng và các muối của axit béo
• Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa, ví dụ như Ankyl poly(êtylen oxide).
  • Ankyl poly(etylen oxide)
  • Copolymers của poly(etylen oxide) và poly(propylen oxide) (thương mại gọi là Poloxamer hoặc Poloxamin)
  • Ankyl polyglucozit, bao gồm:
  • Octyl glucozit
    • Decyl maltosit
  • Các rượu béo
    • Rượu cetyl
    • Rượu oleyl
  • Cocamit MEA, cocamit DEA
• Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi phân cực, đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc điện dương tùy vào pH của dung môi, ví dụ như Dodecyl đimêtylamin oxide.
  • • Dodecyl betain
    • Dodecyl dimetylamin oxide
    • Cocamidopropyl betain
    • Coco ampho glycinat

Ứng dụng

Chất hoạt hóa bề mặt có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Ứng dụng phổ biến nhất là trong bột giặt, sơn, và ngành nhuộm...

Ngoài ra, các ứng dụng trong các lĩnh vực khác như

• Trong ngành dệt nhuộm: Chất làm mềm cho sợi vải, chất trợ nhuộm
• Trong ngành thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, sữa bơ và đồ hộp
• Trong ngành mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt
• Trong ngành in ấn: Chất trợ ngấm và phân tán mực in
• Trong nông nghiệp: Chất phụ gia cho thuốc bảo vệ thực vật,
• Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ cứng của bê tông
• Trong ngành dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan
• Trong ngành khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản

Đọc thêm

• Tính HLB của một chất hoạt hóa bề mặt

Liên kết ngoài

• (tiếng Anh) Giải thích về Chất hoạt động bề mặt cho Phụ huynh Lưu trữ 2008-06-22 tại Wayback Machine
• Sigma-Aldrich: Các chất hoạt động bề mặt - cấu trúc, thông tin và ứng dụng Lưu trữ 2008-10-02 tại Wayback Machine