Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử lý dầu mỡ ...

Chuyên khảo phân tích Luận văn hpu nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Nguyễn Thị Phương Thảo
• Người hướng dẫn: ThS. Đặng Chinh Hải
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông để xử lý dầu mỡ trên vải sợi
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẨY RỬA
• 1.1.1. Giới thiệu chung về chất tẩy rửa
• 1.1.2. Chất hoạt động bề mặt
• 1.1.3. Sức căng bề mặt/ giao diện
• 1.1.4. Cơ chế tẩy rửa
• 1.1.5. Lựa chọn và yêu cầu với chất hoạt động bề mặt
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VẢI SỢI
• 1.2.1. Giới thiệu chung về vải sợi
• 1.2.2. Tiền xử lý vải sợi và các nguồn nhiễm bẩn
• 1.3. TỔNG QUAN VỀ DẦU THÔNG
• 2. PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2. BIẾN TÍNH DẦU THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HYDRAT HÓA
• 2.3. TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
• 2.3.1. Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông bằng phương pháp hydrat hóa
• 2.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẨY RỬA CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐÃ ĐIỀU CHẾ
• 3. PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. So sánh kết quả của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học và dầu thông hydrat hóa không có tác động cơ học, và sản phẩm tẩy rửa OMO
• 3.2. So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học, sản phẩm tẩy rửa OMO khi pha loãng và khi không pha loãng
• 3.3. So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học trong các khoảng thời gian khác nhau
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông

Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp tẩy rửa. Chất hoạt động bề mặt có khả năng làm giảm sức căng bề mặt, giúp loại bỏ các vết bẩn dầu mỡ trên vải sợi. Việc sử dụng dầu thông không chỉ mang lại hiệu quả tẩy rửa cao mà còn thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này sẽ trình bày các phương pháp tổng hợp và ứng dụng của chất hoạt động bề mặt từ dầu thông.

1.1. Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt trong công nghiệp

Chất hoạt động bề mặt từ dầu thông được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp tẩy rửa. Chúng giúp cải thiện hiệu quả tẩy rửa, giảm thiểu lượng hóa chất độc hại và bảo vệ môi trường. Các sản phẩm tẩy rửa từ dầu thông có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn so với các sản phẩm hóa học tổng hợp.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng dầu thông trong tổng hợp

Dầu thông là nguồn nguyên liệu tự nhiên, dễ dàng tìm thấy và có giá thành thấp. Việc sử dụng dầu thông trong tổng hợp chất hoạt động bề mặt không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Hơn nữa, dầu thông có tính chất hóa học ổn định, giúp tạo ra các sản phẩm tẩy rửa hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý dầu mỡ trên vải sợi

Xử lý dầu mỡ trên vải sợi là một thách thức lớn trong ngành công nghiệp dệt nhuộm. Các vết bẩn dầu mỡ không chỉ làm giảm chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến quy trình sản xuất. Việc tìm kiếm các phương pháp tẩy rửa hiệu quả và an toàn cho môi trường là rất cần thiết.

2.1. Các loại vết bẩn dầu mỡ phổ biến trên vải sợi

Các vết bẩn dầu mỡ thường gặp trên vải sợi bao gồm dầu thực vật, mỡ động vật và các loại dầu công nghiệp. Những vết bẩn này có tính chất bám dính cao, khó loại bỏ bằng nước thông thường, đòi hỏi phải sử dụng các chất tẩy rửa chuyên dụng.

2.2. Tác động của vết bẩn đến chất lượng vải

Vết bẩn dầu mỡ không chỉ làm giảm tính thẩm mỹ của vải mà còn ảnh hưởng đến khả năng thấm hút nước và độ bền của sản phẩm. Nếu không được xử lý kịp thời, các vết bẩn này có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho vải sợi.

III. Phương pháp tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông

Phương pháp hydrat hóa dầu thông là một trong những cách hiệu quả để tổng hợp chất hoạt động bề mặt. Quá trình này không chỉ giúp tạo ra các sản phẩm tẩy rửa hiệu quả mà còn đảm bảo tính thân thiện với môi trường. Nghiên cứu sẽ trình bày chi tiết quy trình và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tổng hợp.

3.1. Quy trình hydrat hóa dầu thông

Quy trình hydrat hóa dầu thông bao gồm các bước như điều chế axit ρ-toluensulfonic và phản ứng hydrat hóa. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

3.2. Đánh giá hiệu quả của chất hoạt động bề mặt

Sau khi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt sẽ được đánh giá dựa trên khả năng tẩy rửa và tính ổn định. Các thử nghiệm sẽ được thực hiện để so sánh hiệu quả giữa chất hoạt động bề mặt từ dầu thông và các sản phẩm tẩy rửa thương mại.

IV. Ứng dụng thực tiễn của chất hoạt động bề mặt từ dầu thông

Chất hoạt động bề mặt từ dầu thông đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghiệp dệt nhuộm. Việc sử dụng các sản phẩm tẩy rửa từ dầu thông không chỉ giúp nâng cao hiệu quả tẩy rửa mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

4.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất hoạt động bề mặt từ dầu thông có khả năng tẩy rửa vượt trội so với các sản phẩm tẩy rửa thông thường. Các thử nghiệm thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả tẩy rửa cao và khả năng phân hủy sinh học tốt.

4.2. Tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp

Chất hoạt động bề mặt từ dầu thông có tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp tẩy rửa và dệt nhuộm. Việc phát triển các sản phẩm tẩy rửa từ dầu thông sẽ mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp xanh và bền vững.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu chất hoạt động bề mặt

Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông đã mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp tẩy rửa. Việc phát triển các sản phẩm tẩy rửa thân thiện với môi trường không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

5.1. Tương lai của chất hoạt động bề mặt từ dầu thông

Tương lai của chất hoạt động bề mặt từ dầu thông hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ với nhiều ứng dụng mới. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện hiệu quả và tính thân thiện với môi trường của sản phẩm.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp tổng hợp mới, đồng thời đánh giá tác động của chất hoạt động bề mặt đến môi trường. Việc hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp sẽ giúp thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của chất hoạt động bề mặt từ dầu thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đặng Chinh Hải Sinh viên : Nguyễn Thị Phương Thảo HẢI PHÒNG, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HYDRAT HÓA DẦU THÔNG ĐỂ XỬ LÝ DẦU MỠ TRÊN VẢI SỢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đặng Chinh Hải Sinh viên : Nguyễn Thị Phương Thảo HẢI PHÒNG, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ---------------------------------------- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo Mã SV: 1212301016 Lớp: MT1601 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử lý dầu mỡ trên vải sợi NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý thuyết, thực nghiệm):  Xác định thành phần dầu thông ban đầu.  Tìm hiểu thành phần vải sợi.  Cơ chế tẩy rửa của chất hoạt động bề mặt.  Điều chế axit ρ – toluensulfonic.  Điều chế chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông. Công việc cần sau thực nghiệm:  So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông biến tính và chất tẩy rửa OMO. Địa điểm thực tập tốt nghiệp Phòng thí nghiệm F203 Trường Đại học Dân lập Hải Phòng. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên: Đặng Chinh Hải Học hàm, học vị: Thạc sỹ Cơ quan công tác: Khoa Môi trường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: “Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để xử lý dầu mỡ trên vải sợi”. Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên: …………………………………………………………………………. Học hàm, học vị: …………………………………………………………………. Cơ quan công tác: ……………………………………………………………… Đề tài tốt ngiệp được giao ngày 16 tháng 4 năm 2016 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 8 tháng 7 năm 2016 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Nguyễn Thị Phương Thảo ThS. Đặng Chinh Hải Hải Phòng, ngày . năm 2016 HIỆU TRƯỞNG GS. TRẦN HỮU NGHỊ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt ngiệp: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 2. Đánh giá chất lượng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đặt ra trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu . Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (ghi cả số và chữ): . Hải Phòng, ngày 8 tháng 7 năm 2016 Cán bộ hướng dẫn (Họ tên và chữ ký) ThS. Đặng Chinh Hải LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Đặng Chinh Hải đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc Bộ môn Kỹ thuật môi trường; các thầy cô, bộ môn của trường; đã tạo điều kiện rất tốt cho em trong suốt thời gian làm đồ án. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian em học ở trường. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 7 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Phương Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU. 1 PHẦN I: 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. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VẢI SỢI. Giới thiệu chung về vải sợi. Tiền xử lý vải sợi và các nguồn nhiễm bẩn. TỔNG QUAN VỀ DẦU THÔNG. 22 PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM . CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. BIẾN TÍNH DẦU THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HYDRAT HÓA TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT. Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông bằng phương pháp hydrat hóa. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẨY RỬA CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐÃ ĐIỀU CHẾ. 35 PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. So sánh kết quả của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học và dầu thông hydrat hóa không có tác động cơ học, và sản phẩm tẩy rửa OMO. So sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học, sản phẩm tẩy rửa 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 trong các khoảng thời gian khác nhau. 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 45 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần của sơ bông chín. 17 Bảng 2: Các loại sợi dệt. 19 Bảng 3: Thành phần hóa học của dầu thông ở nước ta và các nước khác.23 Bảng 4: Tính chất của các cấu tử trong dầu thông:. 23 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sự hình thành các Mixen. 8 Hình 2: Tẩy vết bẩn theo cơ chế Rolling UP trên vải Polyester.14 Hình 3: Sơ đồ quy trình điều chế axit ρ – toluensulfonic. 30 Hình 4: Điều chế ρ – toluensunfonic. 32 Hình 5:Sơ đồ tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa 33 Hình 6: Tổng hợp chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hóa.35 Hình 7: Mẫu vải trắng và mẫu vải bẩn. 37 Hình 8: Ảnh mẫu vải khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học, dầu thông hydrat hóa không có tác động cơ học, sản phẩm tẩy rửa OMO. 38 Hình 9: Ảnh mẫu vải khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học khi pha loãng và không pha loãng. 40 Hình 10:Ảnh mẫu vải so sánh khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa và sản phẩm tẩy rửa OMO có tác động cơ học khi pha loãng. 40 Hình 11: Ảnh mẫu vải khả năng tẩy rửa của dầu thông hydrat hóa có tác động cơ học trong các khoảng thời gian khác nhau. 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Ở nước ta, nghề dệt đã có từ lâu đời. Trải qua nhiều khó khăn, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, công nghiệp dệt đang từng bước khẳng định tầm quan trọng trong đời sống hằng ngày. Các sản phẩm tạo ra ngày càng phong phú đa dạng, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Các loại vải sợi làm từ thiên nhiên hay hóa học đều tồn tại một lượng tạp chất nhất định, và sau khi dệt lại chứa thêm hồ, dầu mỡ từ máy dệt, ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình in nhuộm, sử dụng vải. Vì vậy, trước khi in nhuộm, ta cần phải xử lý các tạp chất có trong vải sợi để quá trình in nhuộm được diễn ra thuận lợi. Vải sợi sau khi loại bỏ tạp chất, sẽ có độ trắng sáng, dễ thấm nước, mềm mại, không những thế còn tăng khả năng hấp thụ thuốc nhuộm giúp cho quá trình nhuộm màu được thuận lợi và vải sợi được đẹp. Trước đây, hầu hết các cơ sở dệt nhuộm đều sử dụng các chất tẩy rửa được bán trên thị trường hoặc sử dụng các biện pháp cơ học và các chất hóa học không thân thiện với môi trường. Cho đến ngày nay, với tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các chất tẩy rửa liên tục được cải tiến theo hướng hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường. Một trong những khuynh hướng được sử dụng nhiều nhất là biến tình dầu thực vật thành các sản phẩm có hoạt tính bề mặt cao. Từ đó, tổng hợp chúng thành chất tẩy rửa có thành phần tối ưu, phù hợp với mục đích tẩy rửa nhất định. Đồ án này nghiên cứu quá trình tổng hợp chất tẩy rửa từ dầu thông hydrat hóa để xử lý dầu mỡ trên vải sợi. Sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo – MSV: 1212301016 Trang 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT A. TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẨY RỬA [1],[2] 1. Giới thiệu chung về chất tẩy rửa[1] Chất tẩy rửa là chất được dùng để làm tăng tác dụng tẩy sạch của nước với các chất bẩn có tính dầu (Không tan trong nước). Khi hòa tan trong nước, chất tẩy rửa làm giảm sức căng bề mặt giữa nước và các chất bẩn có tính dầu, nhờ đó làm cho chất bẩn dễ thấm ướt và dễ bị lôi kéo ra khỏi bề mặt dính bẩn, đi vào môi trường nước. Kết quả là bề mặt dính bẩn được tẩy rửa sạch. Chất tẩy rửa là những chất hoạt động bề mặt – có thể là vô cơ hoặc hữu cơ. Các chất tẩy rửa thuộc loại vô cơ có thể là các chất có kiềm tính, các muối trung tính và các chất không tan trong nước như cao lanh, bentonit. Các chất tẩy rửa thuộc loại hữu cơ có thể chia ra loại cation, anion, lưỡng tính, có khả năng ion hóa, không có khả năng ion hóa, loại ít bọt, loại nhiều bọt… Xét về phạm vi, khả năng sử dụng, các chất tẩy rửa thuộc loại hữu cơ có tác dụng ưu việt hơn các chất tẩy rửa thuộc loại vô cơ. Chất tẩy rửa thông dụng là muối natri của axit béo (xà phòng) hoặc các chất hoạt động bề mặt tổng hợp có hoạt tính ion và phi ion như natri nauryl sulfat, natri dodexyl benzensulfonat, alkylamit… Để tăng hiệu quả tẩy rửa các chất hoạt động bề mặt, trong các chất tẩy rửa thương phẩm (kem giặt, bột giặt) người ta còn đưa thêm vào các chất phụ gia vô cơ như natri tripoliphotphat, natri sulfat, natri cacbonat… Theo xu thế hiện nay, để bảo vệ môi sinh, người ta thiên về sản xuất và sử dụng các chất tẩy rửa với các phụ gia dễ phân hủy sinh học, ít độc. Chất hoạt động bề mặt[1] Chất hoạt động bề mặt là thành phần quan trọng nhất của chất tẩy rửa. Nó có mặt ở tất cả các chất tẩy rửa khác nhau với nhiệm vụ là tẩy đi các vết bẩn và những chất lơ lửng trong nước giặt để cho chúng không bám trở lại trên bề mặt. Sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo – MSV: 1212301016 Trang 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chất hoạt động bề mặt là hợp chất hóa học có sức căng bề mặt nhỏ hơn sức căng bề mặt của dung môi, và trong dung dịch, nồng độ của nó ở bề mặt cao hơn trong dung dịch, làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt động bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó.