Chất hoạt động bề mặt (Synthetic surfactant)

1. Cấu tạo : Một chất tẩy rửa có khả năng làm sạch hiệu quả là bởi vì nó chứa một hoặc nhiều chất hoạt động bề mặt. Chất hoạt động bề mặt là một phân tử gồm có 2 phần :

- Phần kị nước ( không tan trong nước ) : thông thường là một mạch hydrocarbon dài.

- Phần ưa nước ( tan trong nước ) : thông thường là một nhóm ion hoặc non-ionic.

2. Phân loại :

2.1. Chất hoạt động bề mặt Anionic : Chất hoạt động bề mặt anionic khi cho vào trong nước sẽ phân ly thành ion âm, chúng có khả năng hoạt động bề mặt mạnh nhất, khả năng lấy dầu cao, tạo bọt to nhưng kém bền. Các chất hoạt động bề mặt này bị thụ động hoá trong môi trường nước cứng (Ca2+, Mg2+) và các ion kim loại nặng (Al, Fe).Đây là loại chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trong giặt giũ, nước rửa chén, các chất tẩy rửa gia dụng . . .

- SDS : Sodium dodecyl sulfate

- LES : Ammonium lauryl sulfate

- SLS : Sodium Laureth Sulfate

- SLES : Sodium Lauryl Ether Sulfate

- LABS : Linear Alkyl Benzene Sulfonate

2.2. Chất hoạt động bề mặt Cationic : Chất hoạt động bề mặt Cationic có nhóm phân cực bị phân ly thành ion dương trong dung dịch, chúng thường là các dẫn xuất của muối amoni bậc 4, có khả năng làm bền bọt, tạo nhũ tốt, lấy dầu ít nên êm dịu với da, chủ yếu dùng làm mềm, xốp xơ sợi và triệt tiêu tĩnh điện.

- CTAB : Cetyl trimethylammonium bromide

- CPC : Cetylpyridinium chloride

- POEA : Polyethoxylated tallow amine

- BAC : Benzalkonium chloride- BZT : Benzethonium chloride

2.3. Chất hoạt động bề mặt non-ionic : Chất hoạt động bề mặt non-ionic có nhóm phân cực không bị ion hoá trong dung dịch nước. Phần ưa nước chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh không ion hoá, sự hoà tan là do cấu tạo những liên kết hydro giữa các phân tử nước và một số chức năng của phần phân cực bao gồm nhóm alcohol và ester. Phần kỵ nước là mạch hydrocarbon dài.Chất hoạt động bề mặt non-ionic không bị ion hoá nên không tích điện, do đó ít bị ảnh hưởng bởi nước cứng và pH của môi trường tuy nhiên vẫn có khả năng tạo phức với các ion kim loại nặng, êm dịu với da, lấy dầu ít, tạo bọt kém, thường được dùng trong những chất tẩy rửa cho máy rửa chén và giặt giũ.

- Alkyl polyglucosides

- Octyl glucoside- Decyl maltoside

- Cetyl alcohol- Oleyl alcohol

- Cocamide MEA, cocamide DEA, cocamide TEA

2.4. Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính : Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có tính lưỡng cực, có khả năng chuyển thành anionic, cationic hoặc non-ionic trong dung dịch phụ thuộc vào pH (acid hay kiềm) của nước. Chúng rất thích hợp cho da nhờ đặc tính lấy dầu nhẹ, ổn định, thường được dùng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân và một số sản phẩm làm sạch gia dụng. Imidazoline và betain là những chất hoạt động bề mặt lưỡng tính chiếm đa số. Một số loại chất hoạt động bề mặt lưỡng tính :

- Alkyl amido propyl betain

- Alkyl amido propyl sulfobetain

- Sulfonat betain

- Betain etoxy hoá

- Dodecyl betaine

- Dodecyl dimethylamine oxide

- Cocamidopropyl betaine

- Coco ampho glycinate

Chất bẩn và cơ chế tẩy rửa

1. Chất bẩn : chất bẩn trên một bề mặt gồm các loại cơ bản sau
- Các chất bẩn cơ học trơ ( như : cát . . . ) : Có thể tẩy, rửa trôi bằng tác động cơ học như giũ, cọ rửa, giội nước. . .
- Các chất bẩn có thành phần hóa học dạng ưa nước ( tức là dễ hòa tan trong nước ) : Có thể tẩy, rửa trôi bằng tác động của nước ( cộng thêm tác dụng cơ học ).
- Các chất bẩn có thành phần hóa học dạng kị nước ( như : dầu, mỡ . . . ) : Các chất bẩn này không tan trong nước, để nước có thể rửa trôi được chúng đòi hỏi sự có mặt của chất hoạt động bề mặt mà tác dụng chính của chúng là giúp hòa tan/rửa trôi được các thành phần kị nước này.
2. Cơ chế tẩy rửa : Sự tẩy rửa được định nghĩa là làm sạch bề mặt của một vật thể rắn với một tác nhân tẩy rửa riêng biệt theo một tiến trình lý hoá khác hẳn việc hoà tan đơn thuần. Quá trình tẩy rửa gồm:
- Lấy đi các vết bẩn khỏi bề mặt các vật dụng
- Giữ các vết bẩn đã lấy đi dạng lơ lững để tránh cho chúng không bám trở lại bề mặt.
Do vậy Thành phần cơ bản của bất kỳ một sản phẩm tẩy rửa nào như : bột giặt, nước rửa chén, tẩy bồn cầu, nước tẩy rửa gia dụng, xà bông tắm, dầu gội . . . luôn luôn là chất hoạt động bề mặt, các chất hoạt động bề mặt trong một sảm phẩm tẩy rửa, có mhiệm vụ là đảm bảo sự lấy đi các vết bẩn và những chất lơ lửng trong nước để ngăn cản sự tái bám của chúng ( Người ta thường sử dụng các chất hoạt động bề mặt loại Anionic và Nonionic mà ít dùng Cationic ).