Tổng quan lý thuyết về nhũ tương bitum và các phương pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tương bitum

Môc lôc Lêi më ®Çu 3 PhÇn I. Tæng quan 5 Ch­¬ng I : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt ë ViÖt Nam 5 1. Thµnh phÇn 5 2. TÝnh chÊt ho¸ häc 6 Ch­¬ng III . Nhò t­¬ng Bitum. 9 I. Lý thuyÕt chung vÒ nhò t­¬ng bitum 9 1. §Þnh nghÜa 9 2. Ph©n lo¹i nhò t­¬ng 10 2.1. Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i tr­êng ph©n t¸n 10 2.2. Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt 10 2.3. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86 10 2.4. Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16 11 2.5 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex 11 3. øng dông cña nhò t­¬ng bitum 11 4.¦u ®iÓm cña nhò t­¬ng bitum trong x©y dùng ®­êng «t«. 13 II. Ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum 14 1. Ph­¬ng ph¸p ng­ng tô 14 2. Ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n 14 III. ChÊt nhò ho¸. 14 1. §Þnh nghÜa 14 2. Ph©n lo¹i 15 2.1 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion 15 2.2 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cation 16 2.3 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang hai dÊu ®iÖn 17 2.4 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion 18 IV. VÊn ®Ò æn ®Þnh nhò t­¬ng. 18 1. Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸ 18 2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp 20 3. æn ®Þnh nhò t­¬ng 23 4. HiÖn t­îng t¸ch nhò 23 5. HiÖn t­îng bÞ ®¶o pha 25 V. Mét sè chØ tiªu quan träng cña nhò t­¬ng bitum trong chÕ t¹o vµ kiÓm ®Þnh. 25 1. §é nhít cña nhò t­¬ng bi tum 25 2. §é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng bitum trong qu¸ tr×nh l­u gi÷, b¶o qu¶n 27 3. Tèc ®é ph©n t¸ch vµ hiÖu thÕ Zeta 28 4. TÝnh b¸m dÝnh 29 5. TÝnh ®ång nhÊt 30 V. Lùa chän chÊt nhò ho¸ 30 VI. C«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum 33 1. Qui tr×nh chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum 33 2. VÊn ®Ò chän chÊt nhò ho¸ cho phï hîp 33 PhÇn II : Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 35 Ch­¬ng I : Qu¸ tr×nh tæng hîp chÊt nhò ho¸ 35 I. Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu 37 II. Tæng hîp chÊt nhò ho¸ 40 Ch­¬ng II : ChÕ t¹o nhò t­¬ng Bitum 42 I. ChÕ t¹o nhò t­¬ng Bitum 42 II. S¬ ®å nghiªn cøu 50 Ch­¬ng III: C¸c ph­¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh thuû ph©n , nghiªn cøu tæng hîp chÊt nhò ho¸ vµ kiÓm tra chÊt l­îng nhùa Bitum 51 Ch­¬ng IÑ: Ho¸ chÊt vµ thiÕt bÞ thùc nghiÖm 57 PhÇn III: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 59 Ch­¬ng 1: Giai ®o¹n tæng hîp chÊt nhò ho¸ 59 I . Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu 59 II. KÕt qu¶ tæng h¬p chÊt nhò ho¸ 65 1. KÕt qu¶ ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é ®Õn ®é chuyÓn ho¸ cña axÝt Oleic 65 2. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®Þnh tÝnh vµ ®Þnh l­îng 67 Ch­¬ng 2 : Giai ®o¹n chÕ t¹o nhò t­¬ng Bitum 68 Lêi më ®Çu Hoµ cïng khÝ thÕ ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña n­íc ta trong thÕ kû míi th× Bé giao th«ng vËn t¶i , Bé khoa häc c«ng nghÖ vµ m«i tr­êng ®· trùc tiÕp chØ ®¹o ph¶i x©y dùng ®­îc mét m¹ng l­íi giao th«ng hoµn chØnh , cã chÊt l­îng cao gãp phÇn quan trong thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kh¸c nh­ th­¬ng m¹i , du lÞch , vËn t¶i hµnh kh¸ch,. … nh»m thu hót nguån ®Çu t­ tõ n­íc ngoµi . §èi víi mét ®Êt n­íc ®· ph¶i tr¶i qua chiÕn tranh, c¬ së h¹ tÇng cßn yÕu kÐm nh­ nøoc ta, m¹ng l­íi giao th«ng vÉn ch­a ®¸p øng nhu cÇu cho vËn t¶i l­u th«ng hµng ho¸ th× viÖc x©y dùng vµ n©ng cÊp lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó phï hîp víi xu thÕ ph¸t triÓn kinh tÕ vµ x· héi. §Ó ®¹t ®­îc nh÷ng chØ tiªu trªn th× khi x©y dùng vµ ph¸t triÓn chóng ta ph¶i ®¶m b¶o ®­îc nh÷ng yªu cÇu cÇn thiÕt nh­ : mÆt ®­êng ph¶i nh½n bãng bÒn ®Ñp,cã tÝnh æn ®Þnh cao ®Ó ®¸p øng nhu cÇu giao th«ng ®i l¹i . Chèng chÞu ®­îc ¸p lùc cña c¸c luång xe ch¹y liªn tôc ngµy ®ªm, ®¶m b¶o ®­îc l­u th«ng an toµn , kinh tÕ hiÖu qu¶ vµ c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh­ ë n­íc ta : m­a , giã , n¾ng ,b·o ……… ChÝnh v× vËy mµ vÊn ®Ò thiÕt kÕ vµ ®¶m b¶o vËt liÖu thi c«ng trong ®iÒu kiÖn cho phÐp hiÖn nay ®ãng mét vai trß quan träng . Tuú thuéc tõng lo¹i ®­êng mµ kÕt cÊu , vËt liÖu vµ kh¶ n¨ng thi c«ng cã thÓ kh¸c nhau. Tuy míi ®­îc ¸p dông vµo ngµnh giao th«ng tõ ThÕ Kû 19 nh­ng Bitum dÇu má ®· trë thµnh mét ngµnh nguyªn liÖu quan träng hµng ®Çu trong c«ng nghÖ lµm ®­êng v× nã ®¸p øng ®­îc mäi yªu cÇu vÒ kü thuËt , còng nh­ kinh tÕ . Trong c¸c c«ng tr×nh giao th«ng th× Bitum ®­îc sö dông theo hai d¹ng sau : C«ng nghÖ nhùa nãng : Tr­íc ®©y c«ng nghÖ nµy lµ chñ ®¹o , khi thi c«ng cÇn ®un nãng nhùa lªn nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó lµm chóng ch¶y láng råi míi thi c«ng ®­îc . C«ng nghÖ nhùa nguéi : Sö dông nhùa ®­êng d¹ng nhò t­¬ng lµ nhùa ®­êng ë tr¹ng th¸i ph©n t¸n cao trong n­íc ®­îc æn ®Þnh bëi chÊt nhò ho¸ lµm cho nhùa ®­êng vÉn ë tr¹ng th¸i láng ngay ë ®iÒu kiÖn b×nh th­êng . V× vËy khi thi c«ng nhùa ®­êng ë d¹ng nhò t­¬ng th× kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng , Nh­ng víi nh÷ng ®Æc tÝnh ­u viÖt cña m×nh mµ ngµy nay c«ng nghÖ nhùa nguéi ®· chiÕm ­u thÕ hoµn toµn vµ dÇn dÇn lÊn ¸t c«ng nghÖ nhùa nãng . Vµ nã ®­îc gäi d­íi mét c¸i tªn lµ “nhò t­¬ng bitum” Ban ®Çu vµo n¨m 1906 , Schade van Westrum ®· ph¸t minh vµ nhËn ®­îc b»ng s¸ng chÕ vÒ nhò t­¬ng . Nã trë nªn phæ biÕn cho ®Õn ngµy nay bëi kh¶ n¨ng b¸m dÝnh víi nhiÒu lo¹i bÒ mÆt r¾n kh¸c nhau cña chóng. Nhò t­¬ng Bitum ®­îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc nh­ duy tu b¶o d­ìng , söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt , líp b¸m dÝnh vµ líp b¶o d­ìng chèng thÊm nhËp . Còng nh­ t­íi thÊm nhùa , gia cè vµ cÊp phèi ë d¹ng trén nguéi , vµ r¶i nguéi. Khi sö dông nhò t­¬ng bitum th× viÖc thi c«ng c¸c c«ng tr×nh giao th«ng sÏ rÊt dÔ dµng ,thuËn tiÖn. Kh«ng cÇn ®un nãng , kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng, an toµn cho c«ng nh©n vµ ng­êi ®i ®­êng . Cã thÓ cho phÐp tiÕn hµnh thi c«ng trªn mÆt ®­êng Èm ­ít vµo mïa m­a . TiÕt kiÓm ®­îc tõ 15-30% so víi c«ng nghÖ nhùa nãng .Trong nhò t­¬ng bitum cã chøa n­íc nªn kh¶ n¨ng lÌn chÆt mÆt ®­êng ®­îc dÔ dµng h¬n . ViÖc nghiªn cøu vµ chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum tai ViÖt Nam lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó ®¸p øng ®ßi hái , yªu cÇu hiÖn nay. Trong ®å ¸n nµy , em xin tr×nh bµy phÇn tæng quan lý thuyÕt vÒ nhò t­¬ng bitum vµ c¸c ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu chÕ t¹o æn ®Þnh nhò t­¬ng bitum, sau khi ®· nghiªn cøu kü c¸c tµi liÖu ®­îc c«ng bè trªn thÕ giíi ®Ò phï hîp víi hoµn c¶nh n­íc ta trong b¶n luËn v¨n nµy . Ch­¬ng 1 : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt t¹i ViÖt Nam B¶ng kh¶o s¸t vÒ thµnh phÇn cña mét sè dÇu thùc vËt ViÖt Nam th«ng dông DÇu Axit Palmitc (C16:2) Axit Steric (C18:0) Axit no Kh¸c Axit Oleic (C18:2) Axit Linoleic (C18:2) Axit Linolenic (C18:3) ThÇu dÇu 0,2-2 0,2-2 40-85 3-4 2-2,5 B«ng(h¹t) 20-25 1-2 0.5-2,5 25-35 40-50 L¹c 80-1 4,5-6 5-7 45-65 18-33 §Ëu nµnh 6-10 2-5 0,5-1 25-32 50-60 4-8 Dõa 6-11 2-4 73-86 5-8 1-2,5 C¸m 12-18 1-3 0,4-1 40-48 30-40 Së 13-15 0,3-0,4 74-87 10-14 Võng 8-9 43-4,7 0,4-0,8 37-49 37-47 Ng« 8-13 2-4 0,5-2 26-29 42-59 Däc 55 44 2-3 H­íng du¬ng 6-9 2-6 1 25-35 55-65 ¤ liu 7-14 2-4 0,1-0,3 10-84 4-12 Cä(cïi) 32-43 2-6 1-2 40-52 10-14 Cä (nh©n) 7-9 1-7 69-82 4-18 1-2 H¹t c¶i 1-5 1-3 5-6 17-32 15-22 1-3 H¹t cao su 9-12 5-12 19-30 35-45 15-25 Lanh 6-6,3 2,5-4 0,2-0,7 15-25 15-25 45-55 Gai 5,8-9,1 1,7-5,6 6-16 36-50 15-28 TrÈu 3,7-4,2 1,2-2,5 75-82 5-10 10,3-11 1/ Thµnh phÇn Triglyxerit lµ thµnh phÇn chiÕm chñ yÕu chiÕm 95 ¸ 98% cña lipit vµ h¹t dÇu. VÒ cÊu t¹o ho¸ häc chóng lµ este cña axit bÐo víi r­îu ba chøc glyxerin. Thµnh phÇn ho¸ häc c¸c axit bÐo cña triglyxerit trong dÇu thùc vËt cã hµng lo¹t tÝnh chÊt ®Æc tr­ng chung. C¸c axit bÐo trõ tr­êng hîp ®Æc biÖt, ®Òu lµ c¸c axit bÐo mét chøc, m¹ch th¼ng vµ cã sè nguyªn tö cacbon ch½n. Chóng ®­îc ph©n chia thµnh: Monoglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi mét ph©n tö axit bÐo mét chøc. CH2OH CH2OH ê ê CHOH CHOCOR ê ê CH2OCOR CH2OH Diglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi hai ph©n tö axit bÐo mét chøc. CH2OCOR CH2OH ê ê CHOH CHOCOR ê ê CH2OCOR CH2OCOR Triglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi ba ph©n tö axit bÐo mét chøc. CH2OCOR ê CHOCOR’ ê CH2OCOR” R, R’, R” lµ c¸c gèc hydrocacbon cã thÓ gièng hoÆc kh¸c nhau vÒ cÊu tróc NÕu R kh¸c R’, R” th× glyxerit lµ lo¹i Triglyxerit hçn t¹p. Nh­ng axit bÐo phæ biÕn trong dÇu thùc vËt lµ axit oleic. CH2OCOR ê CHOCOR ê CH2OCOR Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu l¹c vµ dÇu së chÝnh lµ qu¸ tr×nh thuû ph©n triglyxerit ®Ó thu ®­îc axit oleic CH3 - (CH2)7 – CH = CH - (CH2)7 – COOH Triglyxerit d¹ng tinh khiÕt kh«ng cã mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ. Mµu s¾c mïi vÞ kh¸c nhau cña dÇu l¹c lµ do sù cã mÆt cña c¸c chÊt kÌm theo víi chÊt lipit tù nhiªn tho¸t ra tõ h¹t cïng víi triglyxerit. DÇu thùc vËt do khèi l­îng ph©n tö t­¬ng ®èi cña c¸c triglyxerit rÊt cao nªn kh«ng bay h¬i c¶ trong ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng. ë nhiÖt ®é trªn 200¸2500C triglyxerit sÏ bÞ ph©n huû thµnh c¸c s¶n phÈm bay h¬i. D­íi t¸c dông cña c¸c enzim thuû ph©n, khi cã n­íc vµ nhiÖt ®é, triglyxerit sÏ bÞ thuû ph©n thµnh axit bÐo tù do vµ glyxerin. 2/ TÝnh chÊt vËt lý vµ ho¸ häc Lý tÝnh cña glyxerit: Glyxerit lµ nh÷ng chÊt láng hoÆc r¾n, rÊt Ýt tan vµo n­íc l¹nh, tan nhiÒu h¬n trong n­íc nãng. Glyxerit tan trong dÇu mì vµ c¸c dung m«i h÷u c¬. §iÓm s«i cña glyxerit thÊp h¬n r­îu vµ axit cã cïng ph©n tö l­îng Glyxerit cña mét sè d¹ng láng nhít, mét sè kh¸c ë d¹ng r¾n Ho¸ tÝnh cña glyxerit T¸c dông víi kiÒm: Dung dÞch kiÒm còng rÊt dÔ dµng ph©n huû c¸c liªn kÕt este cña dÇu mì ®Ó t¹o thµnh xµ phßng: CH2OCOR CH2OH ê ê CHOCOR + 3 NaOH CHOH + 3 CH3 COONa ê ê CH2OCOR CH2OH Ph¶n øng xµ phßng ho¸ b»ng kiÒm x¶y ra kh«ng thuËn nghÞch v× s¶n phÈm t¹o thµnh kh«ng ph¶i lµ axit bÐo mµ lµ muèi cña axit bÐo lµ mét lo¹i hîp chÊt kh«ng t¸c dông ®­îc víi r­îu ®Ó t¹o este. Muèi kim lo¹i kiÒm cña dÇu bÐo tan tèt trong n­íc t¹o nhiÒu bät vµ cã kh¶ n¨ng thÊm ­ít, nh­ng muèi cña kim lo¹i nÆng vµ kiÒm thæ kh«ng tan trong n­íc. Xµ phßng t¹o thµnh ë tr¹ng th¸i r¾n hay láng ®Òu phô thuéc vµo tr¹ng th¸i ban ®Çu r¾n hay láng cña c¸c axit bÐo. Xµ phßng Kali th­êng bÒn h¬n xµ phßng Natri. Xµ phßng khan, tinh khiÕt nãng ch¶y ë 225¸2500C nh­ng do ngËm n­íc nªn th­êng thÊp h¬n 1000C. T¸c dông víi n­íc: Glyxerit t¸c dông víi n­íc t¹o thµnh glyxerin vµ axit bÐo chÝnh lµ ph¶n øng thuû ph©n dÇu l¹c CH2OCOR CH2OH ê ê CHOCOR + 3H2O CHOH + 3RCOOH ê ê CH2OCOR CH2OH Ph¶n øng lµ thuËn nghÞch trong thùc tÕ sù c©n b»ng cã thÓ dÞch chuyÓn sang ph¶i nÕu sö dông mét l­îng n­íc , nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÝch hîp (th­êng lµ cao), ph¶n øng x¶y ra nhanh h¬n khi cã mÆt xóc t¸c lµ axit hoÆc baz¬. Ch­¬ng 2 : Nhò t­¬ng bitum Trªn thÕ giíi lÇn ®Çu tiªn mÆt nhùa ®­êng ®· ra ®êi vµo n¨m 1175 do ng­êi §øc thùc hiÖn , råi ng­êi Ph¸p còng ®­a nhùa bitum vµo ®Ó r¶i ®­êng vµo n¨m 1854 . Lo¹i nhùa ®­îc dïng ®Çu tiªn lµ cÆn Gudron . Sau ®ã c«ng nghiÖp ho¸ ngµy cµng ph¸t triÓn , Nhùa bitum , mét Ýt s¶n phÈm phô cña c«ng nghiÖp ho¸ dÇu , víi tÝnh c«ng nghiÖp cao h¬n thÕ nhùa gudron Ngµy 9/5/1922 mét nhµ b¸c häc ng­êi Anh lµ Hugh Alan Mackay ®· ®­îc cÊp b»ng s¸ng chÕ sè 202021 vÒ nhò t­¬ng nhùa bitum , sö dông d­íi d¹ng nhùa nguéi hoÆc Êm dÔ dµng thi c«ng cho c«ng nh©n , t¹o ra mét b­íc ngoÆt míi trong lÜnh vùc sö dông bitum dÇu má. Nhò t­¬ng Bitum lµ mét hÖ ph©n t¸n láng – láng trong ®ã pha ph©n t¸n lµ nhùa bitum ®­îc ph©n t¸n thµnh c¸c h¹t nhá mÞn vµo pha n­íc d­íi t¸c dông c¬ häc vµ ®­îc æn ®Þnh b»ng chÊt nhò ho¸. MÆc dï trªn thÕ giíi c«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum ®· rÊt ph¸t triÓn nh­ng ë ViÖt Nam chóng ta , thuËt ng÷ “nhò t­¬ng bitum “ vÉn cßn míi vµ chÝnh v× vËy c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum cßn Ýt , hÇu hÕt cßn dõng ë møc ®é lý thuyÕt , ch­a ®­îc ¸p dông vµo trong thùc tÕ. Trong ®Ò tµi cña m×nh , em muèn ®i s©u nghiªn cøu vÒ nhò t­¬ng bitum ®Ó cã thÓ ¸p dông vµo trong thùc tiÔn I.Lý thuyÕt vÒ nhò t­¬ng 1. §Þnh nghÜa Nhò t­¬ng hçn hîp cña 2 chÊt láng kh«ng tan lÉn vµo nhau. Trong ®ã cã mét chÊt láng ph©n t¸n vµo chÊt láng kia d­íi d¹ng nh÷ng h¹t nhá li ti , vµ ®­îc gäi lµ pha ph©n t¸n , cßn chÊt láng kia ®­îc gäi lµ m«i tr­êng ph©n t¸n . KÝch thø¬c cña c¸c giät láng ®­îc biÕn ®æi trong ph¹m vi rÊt réng §Ó nhò t­¬ng cã tÝnh æn ®Þnh ng­êi ta cho thªm vµo mét chÊt gäi lµ chÊt nhò ho¸ . ChÊt nhò ho¸ sÏ hÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c giät bitum lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt ë mÆt ph©n chia pha gi÷a bitum vµ n­íc . §ång thêi nã t¹o ra trªn bÒ mÆt c¸c giät bitum mét líp mµng máng kÕt cÊu bÒn v÷ng , cã t¸c dông ng¨n c¶n sù kÕt tô cña chóng lµm cho nhò t­¬ng ®­îc æn ®Þnh 2 Ph©n lo¹i nhò t­¬ng Cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó ng­êi ta ph©n lo¹i nhò t­¬ng bitum , mçi mét n­íc hay h·ng s¶n xuÊt l¹i cã c¸ch ph©n lo¹i kh¸c nhau , Cã thÓ ph©n lo¹i theo c¸c c¸ch : lo¹i nhò t­¬ng theo kiÓu vµ lo¹i , theo tèc ®é ph©n t¸ch , theo hµm l­îng nhùa chøa trong nhò t­¬ng 2.1 Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i tr­êng ph©n t¸n Chñ yÕu lµ hai lo¹i Nhò t­¬ng thuËn : pha ph©n t¸n lµ Bitum , m«i tr­êng ph©n t¸n lµ n­íc Nhò t­¬ng nghÞch : pha ph©n t¸n lµ n­íc , m«i tr­êng ph©n t¸n lµ bitum 2.2 Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Chñ yÕu lµ 2 lo¹i sau - Nhò t­¬ng cation ho¹t tÝnh + §é pH cña nhò t­¬ng 1-6 + C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ muèi alkylamin , muèi amoni bËc 4 , c¸c muèi amin axit Nhò t­¬ng Amin ho¹t tÝnh + §é pH cña nhò t­¬ng 8-12 + C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ c¸c muèi cña c¸c axit bÐo , c¸c muèi sufua -Nhò t­¬ng kh«ng ion - Nhò t­¬ng lo¹i bét nh·o 2.3 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86 §­îc ph©n theo 3 loai chÝnh , trong mçi lo¹i cã c¸c m¸c t­¬ng øng Nhò t­¬ng ph©n t¸ch nhanh :RS Nhò t­¬ng ph©n t¸ch trung b×nh :MS Nhò t­¬ng ph©n t¸ch chËm :SS 2.4 Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16 §­îc ph©n ra phô thuéc vµo lo¹i ho¹t tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt (Cation ho¹t tÝnh ho¹c amin ho¹t tÝnh ) vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhò t­¬ng Nhò t­¬ng Cation ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ C Nhò t­¬ng Anion ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ A Cã 4 lo¹i nhò t­¬ng nh­ sau Nhò t­¬ng ph©n t¸ch chËm : EAL,ECL Nhò t­¬ng ph©n t¸ch nhanh : EAR,ECR Nhò t­¬ng ph©n t¸ch trung b×nh : ECM Nhò t­¬ng siªu æn ®Þnh : EAS ,ECS 2.5. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex: Premix grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t­¬ng cã ®é æn ®Þnh lín h¬n so víi lo¹i spray grade , thÝch hîp ®Ó trén víi vËt liÖu ®¸ cã ®­êng kÝnh danh nghÜa lín h¬n hoÆc b»ng 3mm Raped setting grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t­¬ng thÝch hîp ®Ó trén víi c¸c h¹t kho¸ng mÞn , hçn hîp ë d¹ng v÷a vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhanh . Spray grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t­¬ng thÝch hîp víi thiÕt bÞ phun c¬ häc dïng ®Ó xö lý bÒ mÆt ®­êng (l¸ng mÆt , lµm líp dÝnh b¸m …) vµ kh«ng ®¹t yªu cÇu trén víi vËt liÖu ®¸ . Stable mix grade : Lµ mét c«ng nhò t­¬ng thÝch hîp ®Ó trén víi c¸c h¹t kho¸ng mÞn , c¸t nghiÒn . Hçn hîp ë d¹ng mÞn vµ cã tèc ®é ph©n t¸ch chËm . 3. øng dông cña nhò t­¬ng Bitum §­îc ph¸t minh ra ë ch©u ¢u tõ c¸ch ®©y h¬n 60 n¨m , ngµy nay nhò t­¬ng nhùa bitum ®­îc s¶n xuÊt vµ r¶i ra trªn toµn thÕ giíi. N­íc Ph¸p lµ n­íc tÝch cùc nhÊt trong viÖc ph¸t triÓn lo¹i chÊt kÕt dÝnh nµy vµ nghiªn cøu hoµn chØnh c¸c kü thuËt thi c«ng . Tõ tr­íc ®Õn nay n­íc Ph¸p vÉn lµ n­íc ®øng ®Çu trong danh s¸ch nh÷ng n­íc s¶n xuÊt nhò t­¬ng nhùa bitum trªn thÕ giíi , dï lµ tÝnh vÒ sè l­îng so víi sè d©n , khèi l­îng so víi diÖn tÝch hay sè l­îng so víi tæng l­îng nhùa bitum dïng trªn mÆt ®­êng «t« Bªn c¹nh n­íc Ph¸p , n­íc Anh , Nga , Mü vµ rÊt nhiÒu n­íc kh¸c trªn thÕ giíi còng ®· ®­a vµo s¶n xuÊt vµ ngµy cµng hoµn thiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t­¬ng nhùa bitum Së dÜ bitum nhò t­¬ng ®­îc c¸c n­íc s¶n xuÊt vµ sö dông m¹nh mÏ nh­ vËy lµ v× nã cã nh÷ng øng dông hÕt søc to lín vµo c¸c môc ®Ýnh sau:- Duy tr× b¶o d­ìng , söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt cña ®­êng «t« vµ trong tr­êng hîp nµy ta dïng lo¹i nhò t­¬ng cã ®é ph©n t¸ch nhanh , nhÊt lµ nhò t­¬ng Cation ho¹t tÝnh. R¶i líp thµnh mÆt hoÆc trén ®¸ t¹i n¬i thi c«ng , th­êng dïng lo¹i nhò t­¬ng cã ®é ph©n t¸ch th­êng . Trén hçn hîp cÊp ®¸ nhò t­¬ng ë tr¹m trén , th­êng sö dông nhò t­¬ng ph©n t¸ch chËm. C«ng nghÖ v÷a nhùa h¹t th« r¶i nguéi ®Ó kh«i phôc mÆt ®­êng cò , th­êng sö dông nhò t­¬ng ph©n t¸ch chËm hoÆc siªu æn ®Þnh. Lµm dÝnh b¸m gi÷a hai líp mãng vµ mÆt , lµm líp t¹o mµng b¶o d­ìng bªt«ng xim¨ng. Sö dông gia cè ®Êt nÒn , líp bÒ mÆt míi ®¾p ë ®­êng ®ª bao hay ®Êt n«ng nghiÖp ®­îc cµy xíi rÊt dÔ bÞ röa tr«i bÒ mÆt hoÆc sôt lë . Do ®ã cÇn lµm cho bÒ mÆt ®Êt æn ®Þnh b»ng chÊt liªn kÕt hoÆc lµ t¹o sù æn ®Þnh cña nÒn ®Êt b»ng c¸ch tr«ng thªm c©y. Nhò t­¬ng ®­îc phun lªn bÒ mÆt ®Êt sÏ kÕt dÝnh líp ®Êt mÆt l¹i víi nhau vµ gióp cho h¹t nÈy mÇm thuËn lîi h¬n. C«ng nghÖ chèng thÊm ®­îc sö dông ®Ó t¹o ra mµng chèng thÊm gi÷a c¸c líp mãng bªt«ng vµ phÇn kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn c«ng tr×nh x©y dùng , môc ®Ých lµ gi÷ ®é ch¾c cña líp bª t«ng ®ang ®­îc thi c«ng ë phÝa trªn c«ng tr×nh , ng¨n kh«ng cho n­íc ë kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn thÊm xuèng kÕt cÊu mãng phÝa d­íi . Líp nhò t­¬ng ng¨n kh«ng cho mãng vµ kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn ®«ng kÕt liÒn nhau , v× ®©y lµ hai líp bªt«ng cã tuæi kh¸c nhau , c­êng ®é kh¸c nhau , vµ qua ®ã ng¨n ngõa ®­îc t×nh tr¹ng bªt«ng ph¶i chÞu nh÷ng t¶i träng bªn trong kÕt cÊu . Líp phñ b¶o vÖ c¸c c«ng tr×nh bªt«ng , ®­êng èng vµ c¸c kÕt cÊu kim lo¹i ch«n ngÇm d­íi ®Êt . §Ó n©ng cao tÝnh b¸m dÝnh cña líp chÊt liªn kÕt máng d¹ng cong , ng­êi ta sö dông nhò t­¬ng c¶I tiÕn b»ng mñ cao su . Tr¸m khe hë vµ thÊm nhËp , nhò t­¬ng Bitum th­êng sö dông c¸c lo¹i cã chøa mñ cao su lµ lo¹i vËt liÖu rÎ tiÒn vµ cã hiÖu qu¶ ®Ó chÌn c¸c khe hë trong c¸c vËt liÖu gia cè Bitum ®Ó ng¨n n­íc x©m nhËp vµo bªn trong c¸c líp cÊu tróc mÆt ®­êng. 4.Nh÷ng ­u ®iÓm v­ît tréi cña nhò t­¬ng Bitum trong x©y dùng ®­êng «t« . Khi thi c«ng , sö dông kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng gia nhiÖt do ®ã ®ì tèn kÐm h¬n. Kh«ng g©y nguy hiÓm cho c«ng nh©n , kh«ng g©y ®éc h¹i cho nh÷ng ng­êi c«ng nh©n trùc tiÕp d¶i ®­êng , ng­êi ®i ®­êng , ng­êi d©n sèng quanh n¬i thi c«ng c«ng tr×nh vµ còng kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng , gãp phÇn lµm xanh ,s¹ch , ®Ñp m«i tr­êng vµ gióp m«i tr­êng bÒn v÷ng h¬n. Sau khi d¶i ®­êng c¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña nhùa ®­êng l¹i ®­îc nhanh chãng håi phôc , ®¶m b¶o nhanh chãng tr¶ l¹i mÆt ®­êng l¸ng m­ît th«ng tho¸ng cho c¸c ph­¬ng tiÖn tham gia giao th«ng trªn ®­êng. Cã kh¶ n¨ng thi c«ng trªn mäi ®Þa h×nh , trong mäi ®iÒu kiÖn thêi tiÕt bÊt lîi vµ khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh­ m­a , b·o , gi«ng tè thÊt th­êng, gióp cho tiÕn ®é thi c«ng lu«n ®­îc ®¶m b¶o hoµn thµnh theo ®óng dù ¸n kÕ ho¹ch ban ®Çu mµ kh«ng ph¶i phô thuéc vµo bÊt cø yÕu tè nµo. ViÖc dù tr÷ , vËn chuyÓn nhò t­¬ng nhùa bitum tõ n¬i s¶n xuÊt ®Õn n¬i thi c«ng còng ®Æc biÖt thuËn lîi v× cã thÓ tËp kÕt ë kho gÇn , do ®ã gi¶m ®­îc tèi ®a chi phÝ vËn chuyÓn , mang l¹i lîi nhuËn cao h¬n . Thµnh phÇn dung m«i thÊp , l¹i lµ dung m«i n­íc , nªn kh¸ rÎ tiÒn l¹i kh«ng g©y ®éc h¹i g× cho m«i tr­êng , hÕt søc thuËn lîi. II. Ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum. Cã hai ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum : ph­¬ng ph¸p ng­ng tô vµ ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n . 1. Ph­¬ng ph¸p ng­ng tô Khi chÊt láng M ®­îc hoµ tan vµo chÊt láng N ë tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ nÕu tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ bÞ vì sÏ t¹o thµnh nhò t­¬ng . Cã thÓ ph¸ vì tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ b»ng c¸ch h¹ thÊp nhiÖt ®é cña dung dÞch hoÆc thay ®æi nång ®é cña dung dÞch ®Ó gi¶m ®é hoµ tan . Ph­¬ng ph¸p nµy Ýt ®­îc sö dông trong c«ng nghiÖp so víi ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n . 2.Ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n : Ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n ®Ó chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum gåm hai d¹ng . Qu¸ tr×nh nhò ho¸ x¶y ra mét c¸ch tù nhiªn víi dÇu cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ hay hoµ tan , hoÆc qu¸ tr×nh nhò ho¸ xaû ra do cã lùc t¸c dông b»ng thiÕt bÞ nhò ho¸ ®Ó ph©n t¸n mét pha láng thµnh nh÷ng h¹t nhá vµo pha láng kia. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt 1. §Þnh nghÜa Cã nhiÒu c¸ch ®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , vÒ b¶n chÊt cã thÓ ®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nh­ sau ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ hîp chÊt ho¸ häc, khi hoµ tan trong mét chÊt láng sÏ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng Êy hoÆc lùc c¨ng ë mÆt tiÕp xóc cña nã víi mét chÊt láng kh¸c do qu¸ tr×nh hÊp phô vµo chÊt nµy hay chÊt kia ë bÒ mÆt tiÕp xóc. Ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt gåm hai phÇn cã hai ¸i lùc tr¸i ng­îc nhau: - PhÇn thø nhÊt cã mét ¸i lùc ®­îc t¹o ra bëi nhãm cã cùc, lµm cho ph©n tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o n­íc (nhãm ­a n­íc). - PhÇn thø hai cã mét ¸i lùc ®­îc t¹o ra bëi mét nhãm kh«ng cã cùc, lµm cho ph©n tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o dÇu (nhãm kÞ n­íc). Nhãm nµy th­êng lµ c¸c hydrocarbon m¹ch dµi tõ 14 ®Õn 20 nguyªn tö Carbon. Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt rÊt thÊp, ph©n tö cña nã ph©n bè r¶i r¸c trong dung dÞch. Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng sÏ dÉn ®Õn hiÖn t­îng t¹o c¸c mixen bao gåm vµi chôc ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kÕt hîp l¹i víi nhau. Trong mçi mixen, nhãm kÞ n­íc sÏ ®Þnh h­íng vµo bªn trong giät bitum, cßn nhãm ­a n­íc sÏ ®Þnh h­íng ra bªn ngoµi. Mét øng dông quan träng cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ sö dông lµm chÊt nhò ho¸. Nhò t­¬ng lµ mét hÖ kh«ng æn ®Þnh vÒ mÆt nhiÖt ®éng. §Ó nhò t­¬ng æn ®Þnh h¬n ph¶i pha vµo hÖ mét cÊu tö thø ba, môc ®Ých lµm gi¶m n¨ng l­îng bÒ mÆt. CÊu tö thø ba nµy lµ chÊt nhò ho¸. ChÊt nhò ho¸ cßn ng¨n c¶n xu h­íng keo tô ph¸ vì hÖ nhò t­¬ng. 2. Ph©n lo¹i chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®­îc chia thµnh bèn lo¹i chÝnh dùa theo tÝnh chÊt ®iÖn tÝch: - ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch ©m (anionic). - ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch d­¬ng (cationic). - ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn (ampholyte). - ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng mang dÊu ®iÖn (nonionque). 2.1. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Anion. §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt khi ®­îc hoµ tan trong n­íc sÏ cung cÊp nh÷ng ion mang ®iÖn tÝch ©m vµ nh÷ng ion nµy lµ nguyªn nh©n cña ho¹t tÝnh bÒ mÆt. Bao gåm : - C¸c muèi cña nh÷ng axit bÐo, gäi chung lµ xµ phßng nh­ muèi kiÒm cña axit bÐo, muèi kim lo¹i cña axit bÐo, muèi gèc h÷u c¬ cña c¸c axit bÐo. - C¸c muèi sulfat cña nh÷ng axit bÐo: §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®· ®­îc sö dông tõ l©u vµ ®­îc dïng réng r·i ®Ó lµm gèc chÕ t¹o c¸c lo¹i n­íc géi ®Çu, c¸c chÊt s¸p t¹o nhò ho¸, c¸c chÊt tÈy röa. - C¸c dÉn xuÊt sulfon: C¸c chÊt sulfonat cña dÇu ho¶, c¸c chÊt lignosulfat, c¸c chÊt alkylarylsulfonat. - C¸c chÊt h÷u c¬ photpho: C«ng thøc cña nh÷ng chÊt nµy hiÖn nay cã nhiÒu øng dông trong c«ng nghiÖp. C¸c lo¹i alkylphotphat lµ nh÷ng chÊt ®­îc øng dông nhiÒu nhÊt lµm chÊt nhò ho¸, ®Æc biÖt ®Ó chÕ t¹o vi nhò t­¬ng. Khi sö dông chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion, ta sÏ cã nhò t­¬ng anion. C«ng thøc chung cña c¸c lo¹i xµ phßng anion lµ: RCOONa hoÆc RCOOK. Víi R lµ m¹ch hydrocarbon ®Æc tr­ng cña axit bÐo vµ cã tÝnh h¸o dÇu. Nhãm –COONa lµ phÇn cã cùc vµ h¸o n­íc. Khi hoµ tan vµo n­íc, lµ dung m«i ph©n cùc th× c¸c ph©n tö xµ phßng trë nªn mang ®iÖn, c¸c ion Na+, K+ lµ nh÷ng ion mang dÊu ®iÖn d­¬ng, bÞ hÊp thô vµo n­íc, cßn c¸c ion RCOO – mang dÊu ®iÖn ©m th× bÞ hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti. 2.2. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation. §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tù ion ho¸ khi pha trong n­íc ®Ó cung cÊp nh÷ng ion h÷u c¬ mang ®iÖn tÝch d­¬ng vµ chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ ho¹t tÝnh bÒ mÆt. Tuy chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®· ®­îc ®iÒu chÕ tõ l©u nh­ng chØ míi ph¸t triÓn m¹nh tõ sau chiÕn tranh thÕ giíi thø hai. Ngµy nay, chóng ®­îc ph¸t triÓn m¹nh trong nh÷ng lÜnh vùc nh­ chèng ¨n mßn, t¸c nh©n tuyÓn quÆng, dïng lµm chÊt nhò ho¸ vµ chÊt lµm mÒm sîi v¶i. LÜnh vùc sö dông cña chóng ®Æc biÖt lµ trªn c¸c vËt liÖu mang ®iÖn tÝch ©m. Ngoµi mét gèc hydrocarbon, phÇn lín c¸c ph©n tö nµy chøa mét nguyªn tö Nit¬ mang ®iÖn tÝch d­¬ng, cã thÓ lµ nh÷ng chÊt h÷u c¬ hoÆc lµ m¹ch hë hoÆc lµ nh÷ng vßng phøc t¹p. Sù kh¸c biÖt nµy th­êng dïng lµm mét chØ tiªu ph©n lo¹i. Víi nh÷ng ®Æc tÝnh nh­ dÔ sö dông trªn nhiÒu bÒ mÆt cèt liÖu, kh¶ n¨ng t¹o nhò cao, b¸m dÝnh tèt nªn hiÖn nay, c¸c chÊt nhò ho¸ cation ®­îc tËp trung nghiªn cøu vµ ®­îc øng dông réng r·i C¸c chÊt ho¹t ®éng th­êng gÆp lµ: - C¸c muèi alkylamin: C¸c chÊt nµy ®­îc dïng nhiÒu nhÊt ®Ó lµm mÒm sîi v¶i. - C¸c muèi amoni bËc 4 alkyl: C¸c ph©n tö nµy cã khÈ n¨ng diÖt khuÈn rÊt cao, v× vËy mµ mét sè ®­îc sö dông lµm chÊt s¸t trïng. - C¸c muèi amoni bËc 4 cã cÊu h×nh phøc t¹p: Trong nhãm nµy cã thÓ kÓ lµm vÝ dô nh­ c¸c chÊt setylpyridin bromua vµ setylpyridin clorua. - C¸c dÉn xuÊt cña ho¸ dÇu. - C¸c amin oxit: C¸c chÊt nµy ®­îc dïng chñ yÕu lµm mü phÈm. - C¸c dÉn xuÊt kh«ng cã Nit¬. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation cã c«ng thøc chung lµ R’N+H3Cl -. Khi mét nhò t­¬ng ®­îc t¹o ra víi mét muèi amin, cation tÝch ®iÖn d­¬ng ®Þnh vÞ b¸m trªn bÒ mÆt giät bitum, c¸c ion Cl – tÝch ®iÖn ©m ®­îc hót vµo bÒ mÆt tÝch ®iÖn d­¬ng vµ cïng víi n­íc t¹o ra mét líp ®iÖn tÝch kÐp. Tøc lµ gèc R’N+H3 bÞ hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti, gèc –R’ lµ phÇn h¸o dÇu chui vµo bªn trong c¸c h¹t nhùa, cßn nhãm N+H3 quay mÆt tiÕp xóc ra bªn ngoµi, t¹o hÖ bitum n­íc. C¸c ion ©m bÞ hÊp thô vµ hoµ tan trong n­íc. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®­îc t¹o ra nh­ sau: RNH2 + HCl RN+H3Cl – 2.3. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn: C¸c hîp chÊt nµy còng t­¬ng tù nh­ c¸c oxyt, võa cã hiÖu øng kiÒm võa cã hiÖu øng axit. §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã hai hoÆc nhiÒu nhãm chøc n¨ng vµ tuú theo ®iÒu kiÖn cña dung m«i cã thÓ ion ho¸ trong dung dÞch n­íc vµ t¹o cho hîp chÊt nµy biÓu hiÖn tÝnh ion cña m×nh tuú theo ®é pH, lµ ion khi ë ®iÓm c©n b»ng ®iÖn. Ngoµi nh÷ng chÊt tæng hîp b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc, trong nhãm nµy cßn cã c¸c axit cña c¸c axit amin hay c¸c protein thùc vËt (nh­ chÊt lestin cña ®Ëu t­¬ng) hoÆc ®éng vËt (nh­ casein trong s÷a) Khi ®ã tÝnh anion trong m«i tr­êng kiÒm nh­ sau: COO-M+ R M+ cã thÓ lµ Na+ hoÆc K+. NH2 Cßn tÝnh chÊt cation trong m«i tr­êng axit sÏ cã d¹ng: COOH R M’ – cã thÓ lµ Cl -. N+H3M’ - Lo¹i chÊt ho¹t ®éng nµy bao gåm: - C¸c dÉn xuÊt tõ benzen nh­ alkylbetan, alkylaminobetan cã kh¶ n¨ng lµm ­ít, g©y bät vÇ tÈy röa, Ýt ®éc h¹i vµ cã kh¶ n¨ng tù huû, kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng. C¸c chÊt nµy chñ yÕu dïng lµm ®å mü phÈm. - C¸c dÉn xuÊt tõ imidazolin: Nh÷ng chÊt nµy cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ rÊt m¹nh. - C¸c dÉn xuÊt cña c¸c axit amin: C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nµy ®­îc dïng ®Ó g©y bät vµ diÖt khuÈn. 2.4. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion: C¸c chÊt nµy cã thÓ hoµ tan ®­îc trong n­íc lµ do thµnh phÇn cu¶ chóng cã nh÷ng nhãm ho¹t ®éng rÊt h¸o nø¬c, ë bÊt k× pH nµo, chóng ®Òu cã thÓ t¸c dông víi c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ion. Cã thÓ ph©n lo¹i theo kiÓu liªn kÕt gi÷a c¸c nhãm h¸o n­íc vµ h¸o dÇu: - Liªn kÕt kiÓu este: este glycol, glycol, este poly glycol, este polyetylenglycol, este ®­êng sorbitol, este cña c¸c axit bÐo, dïng chñ yÕu lµm d­îc phÈm, mü phÈm vµ thùc phÈm. - Liªn kÕt kiÓu ete: Th­êng dïng ®Ó chÕ t¹o nhò t­¬ng dïng cho c«ng nghiÖp s¬n vµ c«ng nghiÖp mü phÈm. - Liªn kÕt kiÓu amit: Dïng trong c«ng nghiÖp mü phÈm vµ bét giÆt. - C¸c chÊt kh¸c: Cßn mét sè chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion n÷a nh­ nhùa ®a ph©n tö alkylen oxyt, mercaptan vµ polyoxyety IV. vÊn ®Ò æn ®Þnh nhò tu¬ng Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸ Gi÷a c¸c ph©n tö chÊt láng hay chÊt r¾n lu«n cã lùc liªn kÕt . C¸c ph©n tö n»m bªn trong chÊt láng cã lùc liªn kÕt vÒ mäi phÝa cña ph©n tö . C¸c ph©n tö chÊt láng n»m trªn bÒ mÆt cã mét phÝa kh«ng liªn kÕt víi c¸c ph©n tö láng kh¸c , do ®ã cã n¨ng l­îng cao h¬n . ChÊt láng cã xu h­íng t¹o thµnh h×nh cÇu sao cho diÖn tÝch tiÕp sóc nhá nhÊt , ®Ó cã n¨ng l­îng thÊp nhÊt . Søc c¨ng bÒ mÆt lµ kh¸i niÖm dïng ®Ó m« pháng lùc liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö t¹i bÒ mÆt . Søc c¨ng bÒ mÆt cña mét pha lµ do c¸c ph©n tö ë bÒ mÆt pha cã n¨ng l­îng cao h¬n pha kia . Lùc liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö cña pha nµo lín h¬n sÏ cã søc c¨ng bÒ mÆt lín h¬n Khi hai chÊt láng A vµ B tiÕp xóc nhau , gi÷a c¸c ph©n tö cña chóng còng cã lùc liªn kÕt .Gi¶ sö søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng A lµ gA, cña chÊt láng B lµ gB , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a hai chÊt láng AB lµ gAB th× gAB = gA + gB -2SAB SAB lµ lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö Avµ B Khi lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö A vµ B rÊt lín , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a chóng nhá . §iÒu nµy nghÜa lµ n¨ng l­îng cña chóng gi¶m do cã sù tiÕp xóc gi÷a 2 pha . Do 2 chÊt láng dÇn bÞ ph©n t¸n vµo nhau nh»m t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc .Giíi h¹n cña qu¸ tr×nh ph©n t¸n nµy lµ 2 chÊt láng trén lÉn vµo nhau t¹o thµnh dung dÞch A vµ B Cã thÓ gi¶i thÝch c¬ chÕ søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a pha dÇu vµ pha n­íc d­íi t¸c dông cña chÊt nhò ho¸ nh­ sau : Trong dung dÞch chÊt nhò ho¸ , c¸c ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tËp trung vµ bÞ hÊp thô ë bÒ mÆt dung dÞch , c¸c nhãm kÞ n­íc h­íng vµo kh«ng khÝ , bÒ mÆt dung dÞch ®­îc bao phñ bëi c¸c nhãm kÞ n­íc. Do lùc liªn kÕt gi÷a c¸c hydrocacbon nhá h¬n gi÷a c¸c ph©n tö n­íc nªn søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch n­íc ( bÞ bao phñ bëi nhãm kÞ n­íc ) sÏ nhá h¬n søc c¨ng bÒ mÆt cña nø¬c. NghÜa lµ d­íi t¸c dông cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , søc c¨ng bÒ mÆt cña n­íc gi¶m Khi mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®­îc hÊp thô vµo bÒ mÆt dÇu n­íc , c¸c ph©n tö dÇu vµ n­íc kh«ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau mµ qua ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt. C¸c nhãm kÞ n­íc h­íng vµo dÇu,c¸c nhãm ­a n­íc h­íng vµo n­íc. Lùc liªn kÕt gi÷a dÇu vµ nhãm kÞ n­íc còng nh­ lùc liªn kÕt gi÷a nhãm ­a n­íc vµ n­íc th­êng lín . Do ®ã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña dÇu vµ n­íc .Nh­ vËy sù c©n b»ng gi÷a nhãm ­a n­íc vµ nhãm kÞ n­íc cña chÊt nhò ho¸ lµ mét yÕu tè quyÕt ®Þnh sù hÊp thô cña nã ë bÒ mÆt láng – láng .Khi sù c©n b»ng gi÷a nhãm ­a n­íc vµ nhãm kÞ n­íc thÝch hîp , chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ho¹t ®éng bÒ mÆt ho¹t ®éng cã hiÖu qu¶ vµ chØ cã mét l­îng nhá dÇu tiÕp xóc trùc tiÕp víi n­íc , søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m Qua viÖc nghiªn cøu søc c¨ng bÒ mÆt cña hÖ nhò t­¬ng bitum –n­íc cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh cña hÖ . Søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a 2 pha bÞ ¶nh h­ëng bëi hµm l­îng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , nhiÖt ®é vµ sù cã mÆt cña c¸c muèi B»ng con ®­êng nhiÖt ®éng häc , ta cã ph­¬ng tr×nh m« t¶ sù phô thuéc søc c¨ng bÒ mÆt vµo kÝch th­íc giät láng s = s: 1+ 2l r ë ®©y s Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña giät láng h×nh cÇu cã b¸n kÝnh r s: Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng ph¼ng r=: l: Lµ ®­êng kÝnh ph©n tö 2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp C¸c ch©t ho¹t ®éng bÒ mÆt hÊp phô lªn bÒ mÆt giät nhò , nhãm kÞ n­íc h­íng ra pha dÇu , nhãm ­a n­íc h­íng vµo pha n­íc t¹o nªn mét líp mµng gi÷a hai pha . Nhò t­¬ng sÏ æn ®Þnh h¬n khi líp mµng ë bÒ mÆt ph©n chia gi÷a hai pha tÝch ®iÖn . Líp ®iÖn tÝch nµy cã thÓ t¹o ®­îc thµnh tõ 3 c¸ch : + Do qu¸ tr×nh oxy ho¸ + Do qu¸ tr×nh hÊp phô + Do sù tiÕp xóc Khi c¸c chÊt nhò ho¸ hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c giät nhò th× c¸c nhãm cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong n­íc bÞ ion ho¸ t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp bao bäc quanh giät nhò . §èi víi nhò t­¬ng ®­îc æn ®Þnh b»ng c¸c hîp chÊt kh«ng ion th× líp ®iÖn tÝch t¹i bÒ mÆt giät nhò sÏ kh«ng ph¶i do sù hÊp phô c¸c ion tõ m«i tr­êng ph©n t¸n mµ do ma s¸t khi tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i tr­êng ph©n t¸n mµ do ma s¸t khi c¸c giät tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i tr­êng ph©n t¸n . §iÒu nµy ®· ®­îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu vµ chøng minh b»ng thùc nghiÖm . Mét chÊt cã h»ng sè ®iÖn m«i cao sÏ tÝch ®iÖn khi tiÕp xóc víi m._.ét chÊt cã h»ng sè ®iÖn m«i thÊp h¬n . Nh­ vËy , do n­íc cã h»ng sè ®iÖn m«i cao nªn phÇn lín nhò t­¬ng dÇu n­íc cã ®iÖn tÝch ©m cßn nhò t­¬ng n­íc dÇu l¹i cã ®iÖn tÝch d­¬ng H×nh 1 : CÊu t¹o líp diÖn tÝch kÐp Líp ®iÖn tÝch trªn bÒ mÆt giät rÊt phøc t¹p . Khi c¸c ion mang ®iÖn bao quanh c¸c giät nhò , c¸c ion tr¸i dÊu sÏ n»m song song , tiÕp xóc víi líp ion trªn t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp . DÇu N­íc H×nh 2: Líp ®iÖn tÝch kÐp ë bÒ mÆt ph©n chia dÇu – n­íc Líp ®iÖn tÝch kÐp gåm 2 phÇn : mét phÇn cè ®Þnh n»m s¸t bÒ mÆt , phÇn kh¸c ph©n t¸n t¹o thµnh líp ph©n t¸n . MËt ®é ®iÖn cña c¸c ®iÖn tÝch ë líp ph©n t¸n gi¶m m¹nh theo qui luËt hµm sè mò Khi kh«ng cã mÆt chÊt nhò ho¸ , sù ph©n bè thÕ cña líp thÕ cña líp ®iÖn tÝch kÐp ®­îc tr×nh bµy nh­ h×nh a , hÖ nhò t­¬ng cã xu h­íng keo tô m¹nh Khi cã mÆt chÊt nhò ho¸ , cã sù thay ®æi thÕ cña líp ®iÖn tÝch kÐp (h×nh b) , thÕ Zeta ®ñ líp ®Ó æn ®Þnh nhò t­¬ng . Giíi h¹n ®Ó æn ®Þnh nhò t­¬ng lµ thÕ Zeta=100V DÇu N­íc DÇu N­íc DÇu N­íc DV x C (a) (b) (c) h×nh vÏ 3: líp ®iÖn tÝch kÐp ë trªn bÒ mÆt ph©n chia pha dÇu / n­íc (a) : kh«ng cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt . (b): cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt . (c): hµm l­îng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng vµ cã mÆt chÊt ®iÖn ly trong pha n­íc. Khi thªm chÊt ®iÖn ly vµo pha n­íc, cã sù thay ®æi râ rµng trong ®­êng cong thÕ . B¸n kÝnh líp ph©n t¸n sÏ gi¶m do sù t¨ng nång ®é ion ng­îc dÊu vµ sù nÐn ®iÖn tÝch kÐp. Líp ®iÖn tÝch kÐp bao quanh giät nhò ý nghÜa rÊt lín ®èi víi sù æn ®Þnh cña h¹t nhò t­¬ng , do nã ng¨n c¶n c¸c giät nhò tiÕn l¹i gÇn nhau kÕt tô vµ ph¸ vì nhò t­¬ng. 3. æn ®Þnh nhò t­¬ng §Ó æn ®Þnh nhò t­¬ng mét c¸ch hiÖu qu¶ th× yªu cÇu nhò t­¬ng ®­îc t¹o ra ph¶i cã mét ®é bÒn t­¬ng ®èi cao , do vËy sau khi nhò t­¬ng ®­îc chÕ t¹o th× cÇn ph¶i cã thªm mét c«ng ®o¹n quan träng n÷a lµ lµm bÒn nã . §é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng phô thuéc vµo b¶n chÊt cña chÊt nhò ho¸ , chÊt lµm bÒn ,nhiÖt ®é , tèc ®é khu©ý trén , thêi gian khuÊy trén.. 4.HiÖn t­îng t¸ch nhò Nhò t­¬ng L¾ng ®äng TËp hîp c¸c giät nhò TËp hîp c¸c giät nhò L¾ng ®éng KÕt tô T¸ch nhò §Ó nhò t­¬ng cã ®é æn ®Þnh cao , kÝch th­íc h¹t nhò ph¶i nhá , sù ph©n bè kÝch th­íc giät hÑp .Qu¸ tr×nh ph¸ vì sù æn ®Þnh cña nhò t­¬ng x¶y ra nh­ sau : Ban ®Çu do cã sù kh¸c nhau vÒ tØ träng gi÷a pha ph©n tan vµ m«i tr­êng ph©n t¸n , nhò t­¬ng bÞ ph©n t¸n lµm 2 phÇn cã nång ®é chÊt ph©n t¸n kh¸c nhau . Tèc ®é l¾ng cña nhò ®­îc tÝnh theo ph­¬ng tr×nh stocke 2gr2(d1-d2) U = 9h2 Trong ®ã: u : Tèc ®é l¾ng r : B¸n kÝnh giät nhò d1,d2: Tû träng cña ch¸t ph©n vµ m«i tr­êng ph©n t¸n h2 : ::§é nhít cña m«i tr­êng ph©n t¸n g : gia tèc träng tr­êng Tõ ph­¬ng tr×nh Stoke cã thÓ thÊy r»ng ®Ó lµm gi¶m qu¸ tr×nh l¾ng c¸c giät nhò , nhò t­¬ng ph¶i cã ph©n bè kÝch th­íc giät hÑp , kÝch th­íc cña c¸c giät nhá , hoÆc tû träng gi÷a c¸c pha t¹o nªn nhò t­¬ng ph¶i xÊp xØ nhau , ®iÒu nµy rÊt khã thùc hiÖn ®­îc trong mét sè tr­êng hîp cô thÓ . Qu¸ tr×nh l¾ng ®äng cã thÓ trë l¹i d¹ng nhò t­¬ng ban ®Çu nhê t¸c dông khuÊy trén m¹nh . Qu¸ tr×nh ph¸ nhò hoµn toµn x¶y ra khi c¸c giät bitum kÕt hîp l¹i víi nhau thµnh c¸c giät bitum lín h¬n lµm gi¶m sè l­îng giät trong nhò t­¬ng . Qu¸ tr×nh kÕt hîp nµy x¶y ra liªn tôc , ®Õn mét lóc nµo ®ã nhò t­¬ng bÞ ph©n t¸ch thµnh hai qu¸ tr×nh riªng biÖt . Qu¸ tr×nh kÕt tô x¶y ra theo hai b­íc : Ban ®Çu c¸c giät nhò cã xu h­íng tËp hîp l¹i , t¹o thµnh mét tËp hîp giät . Trong mçi tËp hîp giät c¸c giät nhò tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau khi ph©n tö chÊt nhò ho¸ trªn bÒ mÆt giät nhò t­¬ng bÞ khö hÊp phô . do ®ã mµ chóng kÕt hîp l¹i t¹o thµnh c¸c giät cã kÝch th­íc lín h¬n . Lóc nµy nhò t­¬ng bÞ l¾ng ®äng vµ ph©n t¸ch nhanh chãng . Nh­ vËy lùc hÊp thô cña chÊt nhò ho¸ ®èi víi pha ph©n t¸n cã vai trß rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh æn ®Þnh nhò t­¬ng , ng¨n c¶n qu¸ tr×nh kÕt tô cña c¸c giät nhò l¹i víi nhau. 5. HiÖn t­îng bÞ ®¶o pha Sù ®¶o pha trong nhò t­¬ng lµ mét hiÖn t­îng phæ biÕn vèn tån t¹i l©u nay trong tÊt c¶ c¸c hÖ nhò . Khi ta ®­a chÊt nhò ho¸ vµo nhò t­¬ng , võa ®­a , võa khuÊy m¹nh mét l­îng thõa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt sÏ cho nhò t­¬ng ng­îc l¹i víi nhò t­¬ng ban ®Çu . NghÜa lµ pha ph©n t¸n (bitum) lóc nµy ®· trë thµnh m«i tr­êng ph©n t¸n vµ ng­îc l¹i m«i tr­êng ph©n t¸n (n­íc) ®· trë thµnh pha ph©n t¸n . Ngoµi ra hiÖn t­îng ®¶o pha cßn x¶y ra do t¸c dông c¬ häc l©u dµi trong mét sè ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh Khi quan s¸t b»ng kÝnh hiÓn vi ng­êi ta thÊy r»ng trong qu¸ tr×nh ®¶o pha sÏ b¾t ®Çu b»ng viÖc c¸c giät cña pha ph©n t¸n bÞ kÐo dµi ra , chuyÓn thµnh mµng , råi sau ®ã c¸c mµng míi ®­îc t¹o thµnh nµy bao bäc lÊy m«i tr­êng ph©n t¸n cña nhò t­¬ng ban ®Çu , dÇn dÇn ®· biÕn m«i tr­êng ph©n t¸n trá thµnh pha ph©n t¸n . Mét ®iÒu lý thó lµ do sù ph©n t¸n kh«ng ®ång ®Òu chÊt nhò ho¸ trong c¸c khu vùc nhá kh¸c nhau cña hÖ mµ trong sù ®¶o pha cã thÓ suÊt hiÖn c¸i gäi lµ ®a nhò t­¬ng , tøc lµ c¸c gÞot dÇu cña nhò t­¬ng dÇu / n­íc l¹i cã thÓ chøa nh÷ng giät n­íc v« cïng nhá trong nã V. Nh÷ng chØ tiªu quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ kiÓm tra chÊt l­îng nhò t­¬ng bitum 1. §é nhít cña nhò t­¬ng bitum: §é nhít cña bitum lµ mét trong nh÷ng yÕu tè ¶nh h­ëng quan träng trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum YÕu tè tréi cña ®é nhít lµ ®é ®Ëm ®Æc cña pha bÞ ph©n t¸n .mét sè t¸c gi¶ ®· ®­a ra mét sè ph­¬ng tr×nh ®Ó biÓu thÞ t­¬ng quan gi÷a ®é nhít vµ ®é ®Ëm ®Æc cu¶ pha ph©n t¸n . Cã nhiÒu yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn ®é nhít. TÝnh chÊt cña cña pha bÞ ph©n t¸n:lai nguyªn cña nhùa Bitum , lo¹i Bitum ( ®é kim lón ) , cã hay kh«ng cã chÊt pha láng ( dÇu ho¶ , dÇu pha lo·ng ). TÝnh chÊt cña pha liªn tôc , lo¹i vµ sè l­îng cña chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt. Sù ph©n bè kÕt cì h¹t : TÇm vãc cña c¸c tiÓu cÇu , ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ( ThiÕt bÞ ph©n t¸n c¬ häc ) . §é nhít cña nhò t­¬ng bitum ®­îc x¸c ®Þnh b»ng nhít kÕ kü thuËt . §é nhít ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng dïng nhò t­¬ng bitum ë nh÷ng mÆt ®­êng kh¸c nhau TÝnh chÊt nµy c¬ b¶n phô thuéc vµo nång ®é chÊt kÕt dÝnh trong nhò t­¬ng . Hµm l­îng bitum cµng lín th× ®é nhít cu¶ nhò t­¬ng cµng cao vµ t¨ng theo hµm sè mò . VÝ dô víi nh÷ng nhò t­¬ng chøa l­îng chÊt kÕt dÝnh bitum trong kho¶ng 50-65% th× ®é nhít t¨ng kh«ng lín khi t¨ng nång ®é bitum. Ng­îc l¹i khi hµm l­îng Bitum lín h¬n 65% th× chØ cÇn thay ®æi mét l­îng nhá bitum còng lµm thay ®æi ®¸ng kÓ ®é nhít cña nhò t­¬ng(h×nh VII.1). §é nhít cña nhò t­¬ng thay ®æi theo nhiÖt ®é . HiÖn t­îng nµy gäi lµ sù mÉn c¶m víi nhiÖt ®é . §èi víi mäi lo¹i chÊt kÕt dÝnh trong ®ã kÓ c¶ nhò t­¬ng bitum, sù mÉn c¶m víi nhiÖt ®é kh«ng ph¶i lóc nµo còng nh­ nhau , ë nhiÖt ®é nµo còng thÕ . Nãi mét c¸ch kh¸c gi¸ trÞ cña ®¹o hµm ë t¹i mét ®iÓm nµo ®ã trªn ®­êng cong quan hÖ gi÷a ®é nhít vµ nhiÖt ®é phô thuéc vµo gÝa trÞ cña nhiÖt ®é t¹i ®iÓm ®ã . Thùc vËy trªn mét kho¶ng hÑp nhiÖt ®é , cã thÓ viÕt ph­¬ng tr×nh cña sù mÉn c¶m víi nhiÖt ®é nh­ sau: logh = a.u + b (I-1) trong ®ã : h lµ ®é nhít (0E); u lµ nhiÖt ®é (0C) a vµ b lµ nh÷ng h»ng sè phô thuéc vµo tÝnh ch©t nhò t­¬ng . Khi dïng nguéi th× ®é nhít cña nhò t­¬ng kh«ng ®­îc thay ®æi qu¸ 30% nÕu nhiÖt ®é h¹ xuèng 20-100C hoÆc t¨ng lªn tõ 20-400C h10C - h20C < h h20C - h20C < h §iÒu kiÖn c«ng nghÖ còng ¶nh h­ëng ®Õn ®é nhít cña nhò t­¬ng nhò t­¬ng bitum . Sù thay ®æi vËn tèc dßng vµo thïng khuÊy sÏ lµm thay ®æi sù ph©n bè kÝch th­íc h¹t nhò t­¬ng , nÕu thµnh phÇn cña bitum kh«ng v­ît qu¸ 65% vÒ khèi l­îng th× ®é nhít cña nhò t­¬ng bitum Ýt phô thuéc vµo vËn tèc dßng , nh­ng khi thµnh phÇn cña bitum kh«ng v­ît qu¸ 65% vÒ khèi l­îng th× ®é nhít cña nhò t­¬ng Ýt phô thuéc vµo vËn tèc dßng , nh­ng khi thµnh phÇn cña bitum v­ît qu¸ 65% vÒ khèi l­îng th× sÏ lµm thay ®æi sù ph©n bè kÝch th­íc h¹t vµ do ®ã lµm thay ®æi ®¸ng kÓ ®é nhít cña nhò t­¬ng bitum(h×nh 2.7.1.b) Mét yÕu tè còng rÊt quan träng t¸c ®éng ®Õn ®é nhít cña nhò t­¬ng bitum lµ ®é nhít cña bitum . NÕu ®é nhít cña bitum trong thïng khuÊy thÊp th× kÝch th­íc h¹t cña nhò t­¬ng sÏ gi¶m ®i vµ cã khuynh h­íng lµm t¨ng ®é nhít cña nhò t­¬ng . §iÒu nµy cã thÓ kh¾c phôc b»ng c¸ch thªm vµo nã mét l­îng nhá (2-4% khèi l­îng) dung m«i (th­êng lµ dÇu ho¶ ) ®Ó pha lo·ng bitum 2 §é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng bitum trong qu¸ tr×nh l­u gi÷ , b¶o qu¶n Nhò t­¬ng nhùa bitum còng tu©n theo nh÷ng qui ®Þnh chung cho mäi lo¹i nhò t­¬ng. B¶n chÊt cña nhò t­¬ng lµ hÖ ph©n t¸n pha láng , kh«ng æn ®Þnh vÒ nhiÖt ®éng lùc häc . Sù æn ®Þnh nµy b¾t nguån tõ xu h­íng cña hÖ thèng , theo thêi gian gi¶m bít n¨ng l­îng bÒ mÆt tù do , biÓu hiÖn trong thùc tÕ b»ng sù gi¶m dÇn bÒ mÆt tiÕp gi¸p gi÷a nhùa bitum vµ alkyletanolamin lµm chÊt nhò hãa . Giai ®o¹n cuèi cïng cña sù biÓu diÔn nµy lµ sù ph©n chia c¸c thµnh phÇn hai pha riªng biÖt kh«ng hoµ tan ®­îc vµo nhau . DÊu hiÖu ®Çu tiªn lµ hiÖn t­îng l¾ng xuèng : Pha bÞ ph©n t¸n hoÆc lµ bÞ tËp hîp ë phÝa duíi hoÆc næi lªn thµnh kem d¹ng bät , yÕu tè quyÕt ®Þnh cña hiÖn t­îng nµy lµ sù chªnh lÖch tØ träng cña hai pha vµ tèc ®é ch×m l¾ng tu©n theo ®Þnh luËt Stokes. Giai ®o¹n tiÕp theo lµ giai ®o¹n kÕt tña : §©y lµ mét tr¹ng th¸i cã thÓ ®¶o ng­îc l¹i v× mét tiÓu cÇu vÉn ®­îc gi÷ ®­îc mµng b¶o vÖ cña chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt . Giai ®o¹n cuèi cïng lµ c¸c tiÓu cÇu trén l¹i víi nhau v× sù ph¸ vì c¸c mµng b¶o vÖ cña chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt ,lóc nµy kh«ng thÓ ®¶o ng­îc ®­îc . Qu¸ tr×nh nµy gièng qu¸ tr×nh l¾ng keo trong c¸c dung dÞch keo. Mét sè yÕu tè ¶nh h­ëng quyÕt ®Þnh ®Õn ®é æn ®Þnh khi l­u tr÷ lµ thµnh phÇn h¹t cña nhò t­¬ng vµ thµnh phÇn h¹t nµy b¶n th©n l¹i phô thuéc vµo nhiÒu thuéc tÝnh sè : tÝnh chÊt vµ sè l­îng nhò ho¸ , ®é pH cña pha “n­íc” , lai nguyªn vµ lo¹i nhùa bitum , nhiÖt ®é cña mçi pha , ®Æc biÖt lµ nhiÖt ®é cña nhùa bitum khi chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum, kiÓu vµ lo¹i s¶n xuÊt nhò t­¬ng bitum. 3. Tèc ®é ph©n t¸ch vµ hiÖu sè Zeta + TÝnh æn ®Þnh cña nhò t­¬ng nhùa bitum ®èi víi ®¸ lµ mét tÝnh chÊt c¬ b¶n cã nhiÒu c«ng tr×nh ®­îc c«ng bè : Y.BELLANGER vµo n¨m 1953 , J.C.Vogt vµo n¨m 1964 , M Bossel vµ C.Chambu vµo n¨m 1984 , vµ ®­îc gi¶I thÝch b»ng nhiÒu lý thuyÕt khoa häc. + HiÖn t­îng ph©n t¸ch : §©y lµ sù x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh nèi tiÕp : L¾ng biÓu thÞ b»ng sù ch×m l¾ng , hoÆc næi lªn thµnh kem. KÕt tña biÓu sù xÝch l¹i gÇn nhau cña c¸c tiÓu cÇu nhùa lµ ph©n t¸n , thµnh mét hÖ thèng hë hoÆc mét sè hÖ thèng láng dÎo. §«ng ®Æc : còng cã mét h×nh thøc biÓu thÞ nh­ trªn nh­ng ®Ëm h¬n . Kh¸c víi giai ®o¹n kÕt tña nã h×nh thµnh ra mét sù trén l¹i vµ cã mét khèi ®«ng ®Æc t¸ch h¼n ra . + Ninh kÕt : lµ hiÖn t­îng x¶y ra khi nhò t­¬ng tiÕp xóc víi mÆt ®¸ . Qu¸ tr×nh nµy b¾t ®Çu b»ng hiÖn t­îng nhò t­¬ng bÞ ph©n t¸ch vµ n­íc ch¶y ®i + Mµng nhùa trë nªn cã hiÖu lùc : ®©y lµ sù tiÕp nèi vµ sù kÕt thóc cña hiÖn t­îng ninh kÕt trªn nµy. Mµng nhùa trë nªn cã hiÖu lùc khi nhùa ®· t¸ch ra khái n­íc vµ chØ cßn l¹i mét bé phËn dÔ bay h¬i cña lo¹i dÇu tr­íc ®· dïng ®Ó pha lo·ng nhùa bitum dïng lµm nguyªn liÖu s¶n xuÊt nhò t­¬ng. + HiÖu sè Zeta : Lý thuyÕt cña sù t¹o nªn nhò t­¬ng ®ßi hái r»ng c¸c tiÓu cÇu nhùa bitum ph¶i bao quanh hai vßng ¶nh h­ëng , hay cßn gäi lµ mét líp kÐp bao gåm : Mét vïng t¸c ®éng cña lùc hót ph©n tö , ®©y lµ phÇn cè ®Þnh dÝnh b¸m chÆt vµo nhùa vµ mét vïng kh«ng râ rµng søc ®Èy tÜnh ®iÖn nµy mµ c¸c tiÓu cÇu cã thÓ di ®éng dÔ dµng trong mét m«I tr­êng ®iÖn lùc . Cã mét hiÖu thÕ gi÷a bÒ mÆt ng¨n c¸ch phÇn ®éng vµ phÇn tÜnh víi phÇn chÊt láng , ®©y lµ hiÖu ®iÖn thÕ Zeta rÊt hÊp dÉn trong viÖc nghiªn cøu vÒ hiÖu chØnh c¸c c«ng thøc chÕ t¹o nhò t­¬ng . 4. TÝnh b¸m dÝnh: TÝnh b¸m dÝnh cña nhò t­¬ng bitum còng lµ mét ®Ò tµi nghiªn cøu träng t©m cña nhiÒu t¸c gi¶ , ch­a cã mét lý thuyÕt nµo tá ra lµ hoµn toµn tèi ­u , v× cã rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn tÝnh chÊt nµy nh­ : mèi liªn quan gi÷a nhùa vµ ®¸ , ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é vµ ®é nhít , ®é Èm cã kh«ng khÝ xung quanh vµ ®é Èm cña mÆt ®Êt ®¸ , bôi… Khi mÆt ®¸ mang ®iÖn tÝch d­¬ng (®¸ v«i, ®¸ bazan ,..) + Ph¶n øng gi÷a bÒ mÆt ®¸ v«i vµ c¸c chÊt tan trong nhò t­¬ng , kÕt tña h×nh thµnh mét chÊt amin cacbonat kh«ng hoµ tan sÏ g©y dÝnh b¸m gi÷a bÒ mÆt nhùa vµ mÆt ®¸ . + MÆt ®¸ hót c¸c tiÓu cÇu nhùa bitum mang ®iªn tÝch ©m vµ h×nh thµnh mét lo¹i xµ phßng canxi kh«ng hoµ tan g©y b¸m dÝnh . khi mÆt d¸ mang ®iÖn tÝch ©m (®¸ silic, quarzit, granit, porphya): + MÆt ®¸ hót c¸c tiÓu cÇu nhùa mang ®iÖn tÝch d­¬ng vµ h×nh thµnh mét amin silicat kh«ng hoµ tan g©y b¸m dÝnh . kh«ng cã lùc hót nµo, vµ còng kh«ng cã ph¶n øng nµo , kh«ng cã dÝnh b¸m (tr­êng hîp nhò t­¬ng anion), h×nh 3: Mèi quan hÖ t­¬ng hç gi÷a c¸c yÕu tè s¶n xuÊt vµ ®Æc tÝnh cña nhò t­¬ng 5.TÝnh ®ång nhÊt: TÝnh ®ång nhÊt cña nhò t­¬ng bitum ®­îc ®Æc tr­ng b»ng hµm l­îng giät chÊt kÕt dÝnh cã kÝch th­íc nhá , x¸c ®Þnh b»ng hµm l­îng nhò t­¬ng lät qua sµng , cã kÝch th­íc lç sµng b»ng 0,14 mm. Khi ®ã l­îng sãt l¹i trªn sµng kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,5% träng l­îng . Nhò t­¬ng kh«ng ®ång nhÊt sÏ g©y trë ng¹i cho qu¸ tr×nh thi c«ng, ®ång thêi cßn ®Èy nhanh qu¸ tr×nh kÕt tô sa l¾ng , g©y hiÖn t­îng ph¸ nhò . V. Lùa chän chÊt nhò ho¸ Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o nhò t­¬ng lu«n cã sù t¹o thµnh c¶ hai d¹ng nhò t­¬ng dÇu- n­íc vµ n­íc dÇu. ChØ do sù bÒn v÷ng cao mµ mét trong hai nhò t­¬ng míi cã thÓ tån t¹i, ®ã lµ nhò t­¬ng øng víi b¶n chÊt chÊt nhò ho¸ ®em dïng . Nh­ vËy viÖc lùa chän chÊt nhò ho¸ lµ hÕt søc quan träng , nã quyÕt ®Þnh phÈm chÊt vµ tÝnh hiÖu qu¶ cña nhò t­¬ng chÕ t¹o sau nµy §Ó cho sù hÊp phô c¸c ion h÷u c¬ x¶y ra ®­îc tèt th× ion ph¶i kh¸ ho¹t ®éng bÒ mÆt vµ cã m¹ch hydrocacbon t­¬ng ®èi dµi ,sè C tõ 17-22 . §ã ph¶i lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö hay c¸c oligome . Tuy nhiªn c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt qu¸ m¹nh còng kh«ng ph¶i lµ chÊt nhò ho¸ tèt , mét chÊt nhò ho¸ tèt th× ph¶i cã ®é t¹o bät t­¬ng ®èi th«i vµ cã kÝch th­íc nhá . C¸c chÊt nhò ho¸ chØ cã t¸c dông ng¨n c¶n sù kÕt dÝnh gi÷a c¸c h¹t khi nã cã mÆt trªn bÒ mÆt c¸c h¹t nghÜa lµ nã tan tèt trong m«I tr­êng ph©n t¸n nh­ng l¹i kh«ng tan trong pha ph©n t¸n . §iÒu nµy ®­îc ®¶m b¶o nhê sù c©n b»ng gi÷a phÇn ph©n cùc vµ kh«ng ph©n cùc cña chÊt nhò ho¸ (HLB). C¸c chÊt nhò ho¸ mµ trong ph©n tö cña chóng cã phÇn ph©n cùc cña chÊt nhò ho¸ (HLB). C¸c chÊt nhò ho¸ mµ trong ph©n tö cña chóng cã phÇn ph©n cùc cã t¸c dông tréi h¬n phÇn kh«ng ph©n cùc sÏ cã xu h­íng t¹o nªn nhò t­¬ng lo¹i dÇu – n­íc .Thuéc lo¹i nµy cã c¸c hîp chÊt amin , c¸c alcol hay c¸c muèi kim lo¹i kiÒm cña c¸c axit bÐo c¸c muèi sufonat..Ng­îc l¹i ph©n tö cña chÊt nhò ho¸ cã phÇn kh«ng ph©n cùc t¸c dông tréi h¬n phÇn cã cùc th× xu h­íng t¹o ra nhò t­¬ng lo¹i n­íc –dÇu . Ph­¬ng ph¸p tÝnh HLB lÇn ®Çu tiªn ®­îc Griffin nghiªn cøu vµ ¸p dông . PhÇn lín c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh HLB hiÖn nay ®Òu dùa trªn c¬ së cña ph­¬ng ph¸p nµy . B¶ng sau lµ c¸c kho¶ng HLB thÝch hîp cho tõng hÖ Kho¶ng HLB ¦ng dông 4-6 ChÊt nhò ho¸ dÇu / n­íc 7-9 T¸c nh©n thÊm ­ít 8-18 ChÊt nhò ho¸ n­íc / dÇu 13-15 ChÊt tÈy röa 15-18 ChÊt hoµ tan Nh­ vËy chØ sè HLB trong kho¶ng 4-6 lµ phï hîp ®Ó chÕ t¹o nhò t­¬ng dÇu/ n­íc. C¸c hîp chÊt cã chØ sè HLB n»m ngoµI kho¶ng mÆc dï cã tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nh­ng kh«ng ®­îc sö dông lµm chÊt nhò ho¸ dÇu /n­íc. C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh HLB dùa trªn nhiÒu qu¸ tr×nh thùc nghiÖm . §èi víi phÇn lín c¸c este bÐo , HLB ®­îc tÝnh nh­ sau: HLB = 20(1-S/A) (I.2.1) ë ®©y S lµ chØ sè xµ phßng ho¸ , A lµ chØ sè axit cña axit . VÝ dô : ®èi víi glyxerin monosterat cã S =161 vµ A=198 tõ ph­¬ng tr×nh trªn ta tÝnh ®­îc HLB=3,8. Cã rÊt nhiÒu este , thËt khã ®Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c chØ sè xµ phßng ho¸ , vÝ dô c¸c este cã m¹ch dµI nh­ s¸p ,lanolin. Do vËy giffin ®¨ ®­a ra c«ng thøc: HLB = ( E+P )/5 (I.22) E: nång ®é phÇn tr¨m khèi l­îng cña nhãm oxietylen , p lµ nång ®é phÇn tr¨m khèi l­îng cña nhãm r­îu C¸c ph­¬ng tr×nh nµy kh«ng thÓ sö dông cho c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion bao gåm oxit butylen ,nit¬, l­u huúnh …Trong c¸c tr­êng hîp nµy ph¶I dïng ph­¬ng ph¸p thùc nghiÖm . ®é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng liªn quan ®Õn ®é ph©n t¸n gi÷a c¸c pha trong nhò t­¬ng . Kh«ng thÓ chØ sö dông chØ sè HLB ®Ó ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng . ViÖc x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ HLB cã ý nghÜa h¬n khi ®Æt nã trong mèi quan hÖ víi c¸c yÕu tè kh¸c nh­ tÝnh chÊt cña chÊt nhò ho¸ , cÊu tróc cña ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt. ®èi víi chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã cÊu tróc x¸c ®Þnh ,cã thÓ x¸c ®Þnh HLB nh­ sau: HLB = 7 + S( sè nhãm ­a n­íc ) - S(sè nhãm kþ n­íc ) S(sè nhãm kÞ n­íc ) th­êng b»ng 0,475n , n lµ sè nhãm –CH2- ®é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng liªn quan ®Õn ®é ph©n t¸n gi÷a c¸c pha trong nhò t­¬ng. VI. C«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t­¬ng Qui tr×nh chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum 2. VÊn ®Ò chän chÊt nhò ho¸ cho phï hîp. Trªn thÕ giíi vÊn ®Ò lùa chän chÊt nhò ho¸ hiÖn nay ®· ®­îc gi¶i quyÕt tèt .Tuy nhiªn ë ViÖt nam vÉn cßn ch­a ®­îc ®µu t­ nghiªn cøu s©u. ViÖc lùa chän chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nh­ thÕ nµo ®Ó phï hîp víi chÊt ph©n t¸n lµ asphan cßn cã nhiÒu khã kh¨n ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Anion th­êng ®­îc sö dông trong chÕ t¹o bitum nhò t­¬ng hiÖn nay lµ c¸c muèi sulfonat . ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation th­êng lµ hîp chÊt amin d¹ng Oligome .ë ViÖt Nam chÊt nhò ho¸ lo¹i amin ®­îc sö dông khi x©y dùng ®­êng 5 Tuy nhiªn c¸c tr­êng hîp nay th­êng ®éc h¹i vµ khã kiÕm .MÆt kh¸c khi chuyÓn giao c«ng nghÖ , c¸c chÊt nhò ho¸ th­êng ®­îc cung cÊp d­íi d¹ng tªn th­¬ng m¹i . C«ng nghÖ chÕ t¹o còng nh­ b¶n chÊt cña chóng cßn ch­a ®­îc c¸c nhµ s¶n xuÊt ®Çu t­ ®Ò cËp ®Õn . Ngoµi ra nh­ ®· tr×nh bµy trong c¸c phÇn trªn , nhò t­¬ng ®­îc æn ®Þnh nhê líp ®iÖn tÝch kÐp bao quanh giät nhò . VËy cã thÓ sö dông thªm c¸c chÊt s½n cã vµ rÎ tiÒn ®Ó lµm t¨ng thªm ®é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng bitum nh­ c¸c muèi v« c¬ (CaCl2 ch¼ng h¹n), c¸c axit . Trong b¶n luËn v¨n nµy em xin tr×nh bµy nghiªn cøu cña m×nh vÒ tæng hîp chÊt nhò ho¸ tõ nguyªn liÖu dÇu thùc vËt ViÖt Nam , ®Ó chñ ®éng nguån nguyªn liÖu . §é æn ®Þnh cña nhò ®­îc ®¸nh gi¸ qua kh¶ n¨ng ph©n t¸ch vµ ph©n bè tËp hîp giät . PhÇn II . ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu Ch­¬ng1: qu¸ tr×nh tæng hîp chÊt nhò ho¸ Trong qu¸ tr×nh t¹o nhò lu«n lu«n cã sù t¹o thµnh c¶ hai d¹ng nhò t­¬ng dÇu – n­íc vµ n­íc – dÇu. ChØ do sù bÒn v÷ng cao mµ chØ mét trong hai d¹ng nhò t­¬ng cã thÓ tån t¹i, ®ã lµ nhò t­¬ng øng víi b¶n chÊt nhò ho¸ ®em dïng. C¸c chÊt nhò ho¸ chØ cã t¸c dông ng¨n c¶n sù kÕt dÝnh gi÷a c¸c h¹t khi nã cã mÆt trªn bÒ mÆt c¸c h¹t, nghÜa lµ nã tan tèt trong m«i tr­êng ph©n t¸n nh­ng l¹i kh«ng tan trong pha liªn tôc. §iÒu nµy ®­îc ®¶m b¶o nhê sù c©n b»ng gi÷a phÇn ph©n cùc vµ kh«ng ph©n cùc cña c¸c ph©n tö chÊt nhò ho¸ (HLB).C¸c chÊt nhò ho¸ mµ trong ph©n tö cña chóng phÇn ph©n cùc cã t¸c dông t¹o nªn nhò t­¬ng lo¹i dÇu n­íc. Thuéc lo¹i nµy cã c¸c hîp chÊt amin, c¸c alcol hay muèi kim lo¹i kiÒm cña c¸c axit bÐo, c¸c muèi sulfonat… Do vËy ®Ó cã chÊt nhò ho¸ tèt th× chóng ta tr­íc tiªn ph¶i lùa chän lo¹i dÇu cã thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt phï hîp víi b¶n chÊt nhò ho¸ ta ®ang cÇn t×m Muèn vËy tr­íc tiªn ta cÇn kh¶o s¸t mét sè thµnh phÇn cña mét sè lo¹i dÇu thùc vËt th«ng dông ®­a ra trong b¶ng 1 DÇu Axit palmitc Axit Stearic Axit no kh¸c Axit oleic Axit linoleic Axit linolenic ThÇu dÇu 0,2-2 0,2-2 40-85 3-4 2-2,5 DÇu b«ng 20-25 1-2 0,5-2,5 25-35 44-50 DÇu l¹c 1-80 4,5-6 5-7 45-65 18-33 §Ëu nµnh 6-10 2-5 0,5-1 25-32 50-60 4,8 DÇuDõa 6-11 2-4 73-86 5-8 1-2,5 DÇu c¸m 12-18 1-3 0,4-1 40-48 30-40 DÇu së 13-15 0,3-0,4 74-87 10-14 DÇu võng 8-9 4,3-4,7 0,4-0,8 37-49 37-47 Ng«(ph«i) 8-13 2-4 0,5-2 26-29 42-59 DÇu däc 44 2-3 H­íng d­¬ng 6-9 2-6 1 25-35 55-65 « l­u 7-14 2-4 0,1-0,3 70-84 4-12 Cä cïi 32-43 2-6 1-2 40-52 10-14 Cä nh©n 7-9 1-7 69-82 4-18 1-2 H¹t c¶i 1-5 1-3 5-6 17-32 15-22 1-3 Cao xu 9-12 5-12 19-30 35-45 15-25 Lanh 6-6,3 2,5-4 0,2-0,7 15-25 15-25 45-55 Gai 5,8-9,9 1,7-5,6 6-16 36-50 15-28 TrÈu 3,7-4,2 1,2-2,5 75-82 5-10 10,3-11 Tõ b¶ng 1 ta thÊy + DÇu «l­u cã nhiÒu axit oleic nhÊt nh­ng lo¹i dÇu nµy kh¸ ®¾t tiÒn, tiÕp theo lµ dÇu së (hµm l­îng axit oleic lµ 74-87% ) vµ dÇu l¹c (hµm l­îng axit oleic lµ 45-65%) c¸c lo¹i dÇu nµy kh¸ rÎ vµ còng phæ biÕn nªn ta sÏ chän 2 lo¹i dÇu nµy ®Ó thuû ph©n theo ph­¬ng ph¸p thuû ph©n víi n­íc. + dÇu h­íng d­¬ng lµ dÇu ch­a nhiÒu axit linoleic (hµm l­îng axit linoleic lµ 55-65%) nhÊt nªn ta sÏ sö dông lo¹i dÇu nµy ®Ó thuû ph©n theo ph­¬ng ph¸p thuû ph©n víi kiÒm. I. qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu -C¸ch x¸c ®Þnh chØ sè xµ phßng ho¸ cña dÇu thùc vËt + Nguyªn t¾c: dùa trªn ph¶n øng xµ phßng ho¸ c¸c este cã trong dÇu thùc vËt, mì ®éng vËt …b»ng dung dÞch KOH 0,5N + C¸ch x¸c ®Þnh: c©n (0,5-1)g mÉu dÇu cÇn ph©n tÝch (víi ®é chÝnh x¸c 0,0001g) cho vµo b×nh tam gi¸c cã thÓ tÝch 250ml, ®æ tiÕp vµo b×nh tam gi¸c trªn 10 ml dung dÞch KOH o,5 N trong r­îu. §un s«i hçn hîp mÉu víi kiÒm trong 1 giê.Sau ®ã lµm l¹nh, chuÈn ®é b»ng dung dÞch HCl 0,5N víi chØ thÞ phenolphtalein cho ®Õn khi mÊt mµu hång, thÓ tÝch HCl O,5 N tiªu hao trong phÐp chuÈn ®é nµy lµ b ml. Còng lµm mét thÝ nghiÖm t­¬ng tù nh­ trªn nh­ng kh«ng cÇn mÉu ph©n tÝch (gäi lµ mÉu ®èi chøng ). Dïng HCl ®Ó chuÈn ®é, thÓ tÝch HCl 0,5N dïng trong phÐp chuÈn ®é nµy lµ a ml. + C«ng thøc tÝnh trÞ sè xµ phßng ho¸ TrÞ sè xµ phßng ho¸ tÝnh b»ng mg KOH/1 gam dÇu Ao=T.(a-b)/m , mgKOH/gam Trong ®ã a: thÓ tÝch dung dÞch HCl 0,5N chuÈn ®é mÉu ®èi chøng ,ml b: thÓ tÝch dung dÞch HCl 0,5N chuÈn ®é víi mÉu ph©n tÝch ,ml m: khèi l­îng mÉu ®em ph©n tÝch . T: §é chuÈn cña dung dÞch KOH 0,5 N. -C¸ch x¸c ®Þnh chØ sè axit +Nguyªn t¾c: lµ dùa vµo ph¶n øng trung hoµ gi÷a axit bÐo vµ kiÒm trong m«I tr­êng hçn hîp gåm r­îu etylic vµ ete etylic +C¸ch x¸c ®Þnh C©n chÝnh x¸c 3-5 g dÇu cho vµo b×nh nãn, thªm kho¶ng 20 ml C2H5-OH cho vµo,®Ó hoµ tan mÉu, sau ®ã, råi cho 2-3 giät chÊt chØ thÞ thymolphtalein råi chuÈn b»ng dung dÞch KOH 0,1 N cho ®Õn khi dung dÞch xuÊt hiÖn mµu hång nh¹t vµ kh«ng mÊt ®i sau 30 gi©y. + C«ng thøc tÝnh trÞ sè axit Dùa vµo c«ng thøc sau ®©y ®Ó x¸c ®Þnh chØ sè axit A=56,11.v.N/w Trong ®ã A: chØ sè axit cña dÇu , mgKOH/1kg dÇu V:sè ml KOH 0,1 N dïng ®Ó chuÈn ®é N: nång ®é dung dÞch KOH W: khèi l­îng mÉu tÝnh b»ng (g) Ph­¬ng tr×nh ph¶n øng thuû ph©n víi H2O Glyxerit t¸c dông víi n­íc t¹o thµnh glyxerin vµ axit bÐo chÝnh lµ ph¶n øng thuû ph©n dÇu l¹c CH2OCOR CH2OH ê ê CHOCOR + 3H2O ® CHOH + 3RCOOH ê ê CH2OCOR CH2OH Ph¶n øng lµ thuËn nghÞch trong thùc tÕ sù c©n b»ng cã thÓ dÞch chuyÓn sang ph¶i nÕu sö dông mét l­îng d­ n­íc, nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÝch hîp (th­êng lµ cao),ph¶n øng x¶y ra nhanh h¬n khi cã mÆt xóc t¸c lµ axit hoÆc baz¬. TiÕn hµnh kh¶o s¸t sù ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè: nhiÖt ®é, l­îng xóc t¸c axit, l­îng LAS, l­îng H2O tíi ®é chuyÓn ho¸ cña dÇu. I.1.1.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña xóc t¸c H2SO4 L­îng xóc t¸c axit cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu b»ng n­íc, nÕu kh«ng cã axit xóc t¸c ph¶n øng diÔn ra sÏ rÊt chËm v× vËy sÏ mang l¹i hiÖu suÊt rÊt thÊp, tuy vËy l­îng xóc t¸c còng ph¶i phï hîp nÕu l­îng H2SO4 qu¸ nhiÒu sÏ kh«ng tèt cho qu¸ tr×nh thuû ph©n v× cã thÓ g©y ra c¸c ph¶n øng phô kh«ng mong muèn. MÆt kh¸c khi t¨ng l­îng xóc t¸c lªn mµ kh«ng lµm t¨ng thªm ®é chuyÓn ho¸ cña dÇu th× chØ g©y tèn kÐm, do ®ã ph¶i t×m l­îng H2SO4 cho phï hîp trong kho¶ng tõ 1-10g b»ng c¸ch cè ®Þnh c¸c th«ng sè kh¸c nh­: l­îng dÇu, l­îng n­íc, l­îng LAS , vµ nhiÖt ®é. 1.1.2.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña l­îng LAS LAS lµ chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt rÊt m¹nh cho nªn khi ta tiÕn hµnh thuû ph©n dÇu thùc vËt b»ng n­íc víi sù tham gia cña LAS sÏ lµm gi¶m lín søc c¨ng bÒ mÆt cña n­íc vµ dÇu, lµm cho diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a dÇu vµ n­íc t¨ng lªn rÊt nhiÒu chÝnh v× vËy LAS lµ nh©n tè ¶nh h­ëng quyÕt ®Þnh ®Õn hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu. Khi t¨ng l­îng LAS lªn th× ®é chuyÓn ho¸ cña qu¸ tr×nh thuû ph©n còng t¨ng lªn tuy vËy khi t¨ng tíi mét l­îng nhÊt ®Þnh LAS th× ®é chuyÓn ho¸ cña dÇu còng kh«ng t¨ng lªn ®­îc n÷a, mµ l¹i tèn kÐm cho nªn ta ph¶i t×m l­îng LAS thÝch hîp trong kho¶ng tõ 1-10g b»ng c¸ch cè ®Þnh c¸c th«ng sè kh¸c nh­ : l­îng dÇu, l­îng n­íc, l­îng xóc t¸c axit H2SO4 I.1.3.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña l­îng H2O N­íc lµ yÕu tè ¶nh h­ëng quan träng vµ trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu , vÒ lý thuyÕt ph¶n øng thuû ph©n cña dÇu víi n­íc lµ ph¶n øng thuËn nghÞch cho nªn l­îng n­íc cµng t¨ng th× ®é chuyÓn ho¸ cña dÇu cµng t¨ng , dï vËy khi ta t¨ng l­îng n­íc ®Õn mét l­îng nhÊt ®Þnh th× ®é chuyÓn ho¸ còng kh«ng t¨ng lµ mÊy. Khèng chÕ c¸c yÕu tè: nhiÖt ®é, l­îng dÇu, l­îng LAS, l­îng xóc t¸c ta sÏ t×m ®­îc l­îng n­íc tèi ­u trong kho¶ng tõ 30-100g. I.1.4.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é ®Õn hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu lµ rÊt râ dµng . khi nhiÖt ®é qu¸ thÊp th× tèc ®é ph¶n øng thuû ph©n ch¾c ch¾n lµ sÏ thÊp dÉn ®Õn ®é chuyÓn ho¸ kh«ng cao , cßn khi nhiÖt ®é qu¸ cao , nÕu lín h¬n 1000C th× sÏ lµm bay h¬i n­íc vµ nÕu qu¸ tr×nh thuû ph©n gi÷ n­íc kh«ng tèt sÏ lµm cho ph¶n øng thuû ph©n x¶y ra theo chiÒu nghÞch sÏ lµm gi¶m ®é chuyÓn ho¸ cña dÇu. MÆt kh¸c nhiÖt ®é cao cã thÓ x¶y ra ph¶n øng ph©n huû c¸c chÊt bëi v× c¸c chÊt tham gia ph¶n øng thuû ph©n ®Òu lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö kh«ng bÒn. V× vËy cÇn khèng chÕ nhiÖt ®é cho thÝch hîp trong kho¶ng tõ 60-1000C ,b»ng c¸ch cè ®Þnh c¸c th«ng sè: l­îng LAS , l­îng dÇu ,l­îng n­íc , l­îng xóc t¸c axit 1.1.5.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña thêi gian ph¶n øng Thêi gian ph¶n øng còng cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu , thêi gian ph¶n øng Ýt th× ®é chuyÓn ho¸ thÊp , cßn khi t¨ng thêi gian ph¶n øng th× ®é chuyÓn ho¸ t¨ng , ®Õn mét thêi gian nµo ®ã ®é chuyÓn ho¸ sÏ kh«ng t¨ng ®­îc n÷a mµ l¹i cã phÇn gi¶m do l­îng n­íc bay h¬i mÊt v× thÕ cÇn theo dâi thêi gian b»ng c¸ch cè ®Þnh : nhiÖt ®é , l­îng dÇu , l­îng n­íc , l­îng LAS ®Ó t×m thêi gian tèi ­u trong kho¶ng tõ 1-5h II. tæng hîp chÊt nhò ho¸ Ph­¬ng tr×nh ph¶n øng R-COOH + OH-(CH2)2-NH-(CH2)2-OH"R-CO-N-(CH2)2OH (CH2)2OH trong ®ã R = CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7- lµ gèc axit oleic 2.Nghiªn cøu c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh . 2.1.¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é NhiÖt ®é lµ yÕu tè ¶nh h­ëng rÊt lín tíi hiÖu suÊt cña ph¶n øng, nÕu nhiÖt ®é thÊp th× ®é chuyÓn ho¸ còng thÊp, cßn nhiÖt ®é cao th× tèn nhiÖt mµ ch­a ch¾c ®é chän läc cña s¶n phÈm ®· cao. Trong ®iÒu kiÖn cña ph¶n øng nµy ta sÏ kh¶o s¸t nhiÖt ®é trong kho¶ng tõ 100-1500C. Gi÷ c¸c th«ng sè kh¸c cè ®Þnh nh­: l­îng axit oleic, l­îng diethanolamin thay ®æi nhiÖt ®é ta sÏ t×m ®­îc nhiÖt ®é thÝch hîp. Cô thÓ nh­ sau: c©n chÝnh x¸c 150g axit gia nhiÖt ®Õn nhiÖt ®é cÇn kh¶o s¸t, sau ®ã cho 65g ®iethanolamin vµo vµ gi÷ ë nhiÖt ®é cÇn kh¶o s¸t , tiÕn hµnh ph¶n øng trong nhiÒu giê , mçi giê lÊy mÉu ra ®Ó ph©n tÝch , kÕt qu¶ ta sÏ t×m ®­îc nhiÖt ®é tèi ­u. 2.2. ¶nh h­ëng cña thêi gian ph¶n øng Thêi gian ph¶n øng ®Ó t¹o chÊt nhò ho¸ cã ý nghÜa rÊt lín trong viÖc h×nh thµnh chÊt nhò , thêi gian ng¾n th× ®é chuyÓn ho¸ cña axit oleic lµ thÊp , do ®ã l­îng chÊt nhò ho¸ sÏ t¹o ra kh«ng ®­îc nhiÒu , vµ sÏ ¶nh h­ëng ®Õn kh¶ n¨ng nhò ho¸ sau nµy, trong khi ®ã nÕu thêi gian qu¸ dµi mµ ®é chuyÓn ho¸ cña axit oleic ®· cao, kh«ng thÓ h¬n ®­îc nõa th× lµ ®iÒu kh«ng cÇn thiÕt, kÐo dµi chØ g©y l·ng phÝ thêi gian vµ tèn kÐm cho nªn cÇn ph¶i kh¶o s¸t trong mét kho¶ng thêi gian ®Ó t×m ra thêi ®iÓm thÝch hîp, cô thÓ ta sÏ kh¶o s¸t trong vßng 5 giê, mçi giê lÊy mÉu ra ®Ó ph©n tÝch, cßn c¸c th«ng sè kh¸c sÏ gi÷ kh«ng ®æi: l­îng axit oleic lµ 150g, l­îng diethanolamin lµ 65g. 2.3. ¶nh h­ëng cña l­îng amin L­îng amin còng lµ mét yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn ®é chuyÓn ho¸ cña axit oleic, ban®Çu ta lÊy150g axit oleic cho ph¶n øng víi 65g diethanolamin tøc lµ ®· dung d­ l­îng diethanolamin, ®Ó tÝnh ®é chuyÓn ho¸ cña axitoleic, l­îng diethanolamin nÕu thiÕu ch¾c ch¾n sÏ lµm cho hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh ph¶n øng gi¶m ®i, cßn nÕu d­ qu¸ mµ kh«ng t¨ng thªm ®­îc hiÖu suÊt th× l¹i tèn ho¸ chÊt, chÝnh v× thÕ cÇn t×m ®­îc l­îng amin tèi ­u b»ng c¸ch cè ®Þnh c¸c th«ng s« : l­îng axit , nhiÖt ®é vµ thay ®æi l­îng amin trong kho¶ng tõ (60-70), ta sÏ t×m ®­îc l­îng amin tèi ­u ch­¬ng II . chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum I. chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum I.1.Chän chÊt nhò ho¸ Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o nhò lu«n lu«n cã sù t¹o thµnh c¶ hai d¹ng nhò t­¬ng d©ï – n­íc vµ n­íc – dÇu. ChØ do sù bÒn v÷ng cao mµ chØ mét trong hai d¹ng nhò t­¬ng cã thÓ tån t¹i, ®ã lµ nhò t­¬ng øng víi b¶n chÊt nhò ho¸ ®em dïng. C¸c chÊt nhò ho¸ chØ cã t¸c dông ng¨n c¶n sù kÕt dÝnh gi÷a c¸c h¹t khi nã cã mÆt trªn bÒ mÆt c¸c h¹t, nghÜa lµ nã tan tèt trong m«i tr­êng ph©n t¸n nh­ng l¹i kh«ng tan trong pha liªn tôc. §iÒu nµy ®­îc ®¶m b¶o nhê sù c©n b»ng gi÷a phÇn ph©n cùc vµ kh«ng ph©n cùc cña ph©n tö chÊt nhò ho¸ (HLB). C¸c chÊt nhò ho¸ mµ trong ph©n tö cña chóng phÇn ph©n cùc cã t¸c dông tréi h¬n phÇn kh«ng ph©n cùc sÏ cã t¸c dông t¹o nªn nhò t­¬ng lo¹i dÇu- n­íc. Thuéc lo¹i nµy cã c¸c hîp chÊt amin, c¸c alcol hay c¸c muèi kim lo¹i kiÒm cña c¸c axit bÐo, c¸c muèi sulfonat… ChÝnh v× thÕ ®Ó chän lo¹i chÊt nhò ho¸, l­îng chÊt nhò ho¸ phï hîp lµ mét yªu cÇu tr­íc tiªn trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o nhò t­¬ng bitum. Sau qu¸ tr×nh tæng hîp chÊt nhò ho¸ ta thu ®­îc c¸c lo¹i chÊt nhò ho¸ kh¸c nhau +ChÊt nhò ho¸ tæng hîp tõ axit oleic ,axit oleic thu ®­îc qua qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu l¹c vµ dÇu së +ChÊt nhò ho¸ tæng hîp tõ axit linoleic, axit linoleic thu ®­îc qua qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu h­íng d­¬ng +Víi mçi møc ®é chuyÓn ho¸ cña axit kh¸c nhau ta l¹i chia ra c¸c mÉu chÊt nhò kh¸c nhau , t¹m chia nh÷ng mÉu chÊt nhò ho¸ mµ ë ®ã ®é chuyÓn ho¸ cña axit tõ 0-40% lµ mÉu chÊt nhò ho¸ thÊp vµ tõ 40-65% lµ mÉu nhò trung b×nh vµ tõ 65-100% lµ mÉu nhò cao, tõ ®ã ta sÏ kh¶o s¸t xem lo¹i nµo lµ tèt nhÊt. I.2.Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña hµm l­îng chÊt nhò ho¸ Bªn c¹nh viÖc t×m ra chÊt nhò ho¸ phï hîp th× hµm l­îng c¸c chÊt nhò ho¸ cã mét ý nghÜa hÕt søc quan träng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nhò t­¬ng Khi hµm l­îng chÊt nhò ho¸ thÊp th× kh«ng ®ñ ®Ó bao quanh giät nhò, do ®ã ®é æn ®Þnh cña nhò t­¬ng sÏ thÊp. Khi hµm l­îng chÊt nhò ho¸ qu¸ cao th× còng kh«ng tèt v× nã lµ nguyªn nh©n g©y ra sù ®¶o t­íng cña nhò t­¬ng. B»ng c¸ch gi÷ nguyªn c¸c th«ng sè kh¸c nh­ nhiÖt ®é , thêi gian khu©ý , tû lÖ c¸c pha…§ång thêi thay ®æi hµm l­îng chÊt nhò ho¸ . Ta sÏ t×m ®­îc hµm l­îng chÊt nhò ho¸ tèt nhÊt cho nhò t­¬ng. Cô thÓ qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm nh­ sau Cè ®Þnh c¸c th«ng sè kh¸c trong qu¸ tr×nh t¹o nhò nh­ l­îng._.