Đề tài Nghiên cứu tổng hợp các chất hoạt động bề mặt để sản xuất chất tẩy rửa thân thiện với môi tr-Ờng dùng trong xử lý vải sợi phục vụ cho công nghiệp dệt may

g. Chú ý: Nếu là vải dệt kim thì thực hiện trên máy Z, có tốc độ vòng quay nhanh; còn vải dệt thoi thường thực hiện trên máy BK, có tốc độ vòng quay chậm 150 C. CÁC SẢN PHẨM “DẠNG III” c.1. Các bài báo đã công bố Sau quá trình nghiên cứu về sản phẩm chất HĐBM và CTR, chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên đã có nhiều công trình đã đăng trên các tạp chí khác nhau, thể hiện trên bảng c.1 Bảng c.1.Các bài báo đã công bố TT Tên bài báo Tên tạp chí Tác giả 1 Chế tạo chất tẩy rửa chất bẩn dầu mỡ từ nhựa thông Tạp chí hóa học ứng dụng, số 9, 9/2006 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng 2 Tổng hợp chất tẩy rửa vải sợi từ dầu thông sunfat hoá Tạp chí hóa học ứng dụng, số 11, 11/2006 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng 3 Preparing detergent for treating petroleum sediment from pine oil and coconut oil Nanyang Technological University, 12/2006 Ngo Quoc Tuan, Dinh Thi Ngo, Nguyen Khanh Dieu Hong 4 Nghiên cứu tính chất hóa lý của bề mặt vải polieste và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này. Tạp chí Hoá học, T 46 (5A), tr. 42- 46 , 2008 Đậu Anh Dũng, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ 5 Nghiên cứu tính chất của vải cotton và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 82, Số 10, tr. 35- 37, 2008 Đậu Anh Dũng, Đinh Thị Ngọ. 6 Nghiên cứu tính chất hóa lý của vải polieste pha bông ( PET/ CO) và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này. Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 88, Số 4, tr. 45-48, 2009 Đậu Anh Dũng, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ. 7 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để tẩy dầu trên vải pha Tạp chí Hoá học, T 47 (2A), tr. 172- 177, 2009 Đậu Anh Dũng, Ngô Minh Tú, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ 8 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt để xử lý tẩy sạch dầu trên vải cotton từ dầu thông sunfat hóa Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 98 , Số 14, tr.34-37 , 2009 Đậu Anh Dũng, Ngô Minh Tú, Đinh Thị Ngọ Nội dung toàn bộ của các bài báo được minh chứng tại tập 2 của bộ Hồ sơ. Các bài báo trên được nhiều các tác giả dẫn chứng làm tài liệu tham khảo trong các luận văn thạc sỹ, luận án tiến sỹ chuyên ngành. 151 c.2. Tham gia đào tạo Bảng c.2. Danh sách Thạc sỹ đã hướng dẫn với nội dung của Đề tài TT Họ và tên học viên Đề tài luận văn Người hướng dẫn Tình trạng 1 Đặng Hồng Toan. Cao học 2006 Nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa vải sợi trên cơ sở dầu thực vật biến tính GS.TS Phạm Văn Thiêm Đã bảo vệ 2 Nguyễn Anh Dũng Cao học 2006 Nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa dầu mỡ sử dụng trong tẩy vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ Đã bảo vệ 3 Hoàng Duy Hải Cao học 2006-2007 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt để xử lý dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ Đã bảo vệ 4 Võ Đức Anh Cao học 2007-2008 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt để xử lý tẩy sạch chất bẩn dạng béo và dạng dầu mỡ trên vải polieste PGS.TS Đinh Thị Ngọ Đã bảo vệ 5 Trần Thị Thanh Hoa Cao học 2007-2008 Nghiên cứu chuyển hoá dầu thông thành chất hoạt động bề mặt để làm sạch dầu mỡ trên vải pha giữa coton và polieste PGS.TS Đinh Thị Ngọ Đã bảo vệ 6 Võ Văn Hùng Cao học 2008-2009 Nghiên cứu cơ chế và qui trình công nghệ xử lý tẩy sạch chất bẩn dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ Đã bảo vệ Bảng c.3. Danh sách Kỹ sư đã hướng dẫn với nội dung của Đề tài TT Họ và tên sinh viên Tên đề tài đồ án tốt nghiệp Người hướng dẫn 1 Trần Thị Thuý Hằng, K46 Hoá dầu BK , 2006 Tổng hợp chất tẩy rửa từ dầu thông hydrat hoá để tẩy dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ 2 Nguyễn Thanh Minh, K46 Hoá dầu BK, 2006 Tổng hợp chất tẩy rửa dầu mỡ sử dụng cho vải sợi trên cơ sở dầu dừa PGS.TS Đinh Thị Ngọ 3 Nguyễn Văn Hưng K46 Hoá dầu BK, 2006 Tổng hợp chất tẩy rửa để tẩy dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ 4 Nguyễn Trung Sơn Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt PGS.TS Đinh 152 K47 Hoá dầu BK , 2007 động bề mặt từ dầu thông bằng phơng pháp sunfat hoá để tẩy rửa dầu mỡ trên vải sợi Thị Ngọ 5 Phan Thị Tố Nga K47 Hoá dầu BK, 2007 Nghiên cứu tổng hợp chất tẩy rửa từ dầu thông bằng phương pháp sunfat hoá để xử lý dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ 6 Nguyễn Thị Hương Hoá dầu ĐHDL Hải Phòng, 2007 Nghiên cứu tổng hợp chất tẩy rửa trên cơ sở dầu thông biến tính để xử lý làm sạch dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ 7 Chu Thị Hiên K48 Hoá dầu BK, 2008 Nghiên cứu quá trình sulffat hoá dầu thông tạo chất tẩy rửa dầu mỡ trên vải cotton PGS.TS Đinh Thị Ngọ 8 Nguyễn Văn An K48 Hoá dầu BK 2008 Nghiên cứu quá trình sulffat hoá dầu thông tạo chất tẩy rửa dầu mỡ trên vải polieste PGS.TS Đinh Thị Ngọ 9 Vũ Thị Thanh Huyền K48 Hoá dầu BK , 2008 Nghiên cứu quá trình sulffat hoá dầu thông tạo chất tẩy rửa dầu mỡ trên vải pha PGS.TS Đinh Thị Ngọ 10 Đỗ Tiến Dũng K48 Hoá dầu BK , 2008 Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông hydrat hoá để tẩy dầu mỡ trên vải polieste PGS.TS Đinh Thị Ngọ 11 Đặng Phương Khánh K48 Hoá dầu BK , 2008 Tổng hợp chất hoạt động bề mặt từ dầu thông hydrat hoá để tẩy dầu mỡ trên vải pha PGS.TS Đinh Thị Ngọ 12 Nguyễn Ánh Thu Hằng K48 Hoá dầu BK , 2008 Nghiên cứu tổng hợp chất tẩy rửa dầu mỡ trên vải polieste từ dầu thông oxy hoá PGS.TS Đinh Thị Ngọ 13 Trần Thị Thanh Tuyền K48 Hoá dầu BK, 2008 Nghiên cứu tổng hợp chất tẩy rửa dầu mỡ trên vải pha từ dầu thông oxy hoá PGS.TS Đinh Thị Ngọ 14 Trần Hoàng Mai K49 Hoá dầu BK, 2009 Nghiên cứu chuyển hoá dầu thông thành chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp sunfat hoá PGS.TS Đinh Thị Ngọ 15 Trịnh Thị Oanh K49 Hoá dầu BK, 2009 Nghiên cứu chuyển hoá dầu thông thành chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp hydrat hoá PGS.TS Đinh Thị Ngọ 16 Mai Bích Thảo K49 Hoá dầu QN, 2009 Nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa trên cơ sở dầu thông sunfat hóa PGS.TS Đinh Thị Ngọ 17 Bùi Thanh Liêm Nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa PGS.TS Đinh 153 K49 Hoá dầu HP, 2009 trên cơ sở dầu thông biến tính bằng phương pháp hydrat hóa nhằm xử lý dầu mỡ trên vải polieste Thị Ngọ Bảng c.4. Danh sách Tiến sỹ đang hướng dẫn với nội dung của Đề tài TT Họ và tên nghiên cứu sinh Tên đề tài luận án Người hướng dẫn khoa học 1 Đậu Anh Dũng Là NCS 2007- 2010 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt để xử lý các chất bẩn dạng béo và dầu mỡ trên vải sợi PGS.TS Đinh Thị Ngọ c.3. Đăng ký quyền bảo hộ sở hữu Đề tài đã đăng ký quyền bảo hộ sở hữu, số đơn 1-2009-00079 (minh chứng trong phần 2 của Bộ hồ sơ), hiện đang chờ kết quả. c.4. Tác động đối với kinh tế, xã hội và môi trường c.4.1.Đề tài có hiệu quả kinh tế cao, thể hiện qua các số liệu sau: -Sản phẩm CTR cùng lúc thay thế được cả 3 loại hóa chất hiện đang sử dụng trong công nghiệp dệt nhuộm, đó là chất tẩy dầu, chất giũ hồ, chất ngấm. Như vậy việc sử dụng sẽ thuật tiện hơn. -Giá thành 1 Kg chất HĐBM trên thế giới khoảng từ 3-4 USD tùy theo chủng loại. Giá thành để sản xuất ra 1 Kg CTR của Đề tài là khoảng 32.000 - 34.000VN đ/ 1 Kg nguyên chất. Nếu sản xuất lớn sẽ giảm hơn. -Theo tính toán của nhà máy Dệt nhuộm Trung thư, nếu sử dụng CTR của Đề tài để thay thế 3 loại hóa chất kể trên thì giá thành sản xuất sẽ giảm được từ 20-30% c.4.2. Đề tài có hiệu quả về xã hội và môi trường Nếu đưa sản phẩm vào công nghiệp thì sẽ kích cầu được sản xuất. Tạo thêm công việc làm cho các lĩnh vực: Sản xuất dầu thông, sản xuất CTR và các lĩnh vực liên quan. CTR của Đề tài là sản phẩm thân thiện môi trường nên sử dụng trong công nghiệp dệt nhuộm sẽ giảm thiểu được tác động xấu của nước thải nhuộm gây nên, góp phần bảo vệ môi trường. c.5. Mức độ sẵn sàng chuyển giao, thương mại hóa kết quả nghiên cứu Như phần trên đã trình bầy, dưới sự trợ giúp của cơ quan đối tác (Nhà máy dệt nhuộm Trung Thư), đề tài đã tổng hợp thêm 4 tấn CTR ngoài số lượng đã đăng ký, vì vậy có điều kiện thử nghiệm một cách toàn diện sản phẩm trên tất cả các công đoạn sản xuất vải. Kết quả đã khẳng định được rằng: -CTR của Đề tài có thể thay thế cùng lúc cả 3 loại hóa chất là chất tẩy dầu, chất giũ hồ, chất ngấm trong quá trình nhuộm. -Chất lượng vải sau nhuộm tương đương khi sử dụng các chất nhập ngoại -Giá thành giảm từ 20-30% so với công nghệ sử dụng chất cũ -Nhà máy sẵn sàng sử dụng sản phẩm CTR sau khi hoàn thiện công nghệ trong pha hai. 154 KẾT LUẬN KHOA HỌC 1. Thăm dò hoạt tính của các loại dầu thực vật khác nhau cho thấy: Dầu thông và dầu cam quýt có hoạt tính bề mặt cao với chất bẩn dạng béo và dầu mỡ. Tuy nhiên trong đề tài này lựa chọn dầu thông do nguồn nguyên liệu rẻ và trữ lượng nhiều, sẵn có ở Việt Nam. Trên cơ sở dầu thông, nghiên cứu tổng hợp ra một số loại chất hoạt động bề mặt anion và không ion. 2. Nghiên cứu tính chất hoá lý của bề mặt vải cotton (CT), polieste (PET), vải pha giữa cotton và polieste (CT/PET) cho thấy *Xơ bông tạo nên vải cotton có công thức [(C6H7O2)]n với n là độ trùng hợp, có thể nằm trong khoảng 5000 đến 14000, khoảng cách trung bình giữa các sợi trong bó sợi là 20,8.103nm. Giữa các bó sợi có khoảng trống 128,89.103nm. Các bó sợi này lại được xếp chồng lên nhau để tạo ra độ dầy của vải. Do sơ bông có nhóm -OH phân cực nên truyền dẫn điện tích, kết quả là không sinh điện, thoáng khí, hút ẩm, khó thấm bẩn dầu mỡ hơn loại vải có tĩnh điện. Đường kính mao quản của xơ bông từ 20.10-4 đến 50.10-4µm. * Sợi polyeste có dạng tổng quát -[CO - C6H4 - CO - O - (CH2)2 - O -]- . Bề mặt của vải sợi polyeste là loại bề mặt hầu như không phân cực, có sức căng bề mặt yếu, tích điện, có tính chất của vòng thơm nên các chất bẩn dầu nặng, cặn nhựa, asphanten dễ dàng bám vào sợi polyeste. Đường kính mao quản của xơ polieste khoảng 10 µm 3. Do đường kính động học của phân tử parafin lỏng, dầu mỡ, cặn dầu nhỏ hơn kích thước mao quản của các sợi cotton, polieste nên các chất bẩn này bám dính thành một màng dầu, đồng thời chui sâu vào trong các lỗ xốp của sợi, khiến cho việc tẩy sạch các chất bẩn dạng béo và dầu mỡ trên vải sợi là rất khó khăn so với bề mặt rắn khác. 4. Tìm được các điều kiện để tổng hợp các chất HĐBM đi từ dầu thông đạt hiệu quả cao: a. Phương pháp sunfat hoá: Nồng độ axit H2SO4: 70%, Hàm lượng H2SO4: 8,5%, Nhiệt độ phản ứng: 30oC -Thời gian phản ứng: 5 giờ, Hoạt tính tẩy sạch 91,9% b. Phương pháp hydrat hoá:Nồng độ axit H2SO4: 15%, Hàm lượng H2SO4: 45%, Nhiệt độ phản ứng: 85oC, Thời gian phản ứng: 4 giờ, Hoạt tính tẩy sạch 84,3%. Cũng tìm được điều kiện để hydrat hóa dầu thông sử dụng xúc tác siêu axit rắn, tuy nhiên hiệu quả còn chưa cao. c. Phương pháp oxy hoá: Tốc độ sục không khí: 840 ml/phút, Hàm lượng H2O2; 0,5%, Nhiệt độ phản ứng: 90oC, Thời gian phản ứng: 5 giờ, Thêm 0,8% H2O sau 2 giờ phản ứng, Hoạt tính tẩy sạch 75,5% Trên cơ sở thực nghiệm, đã khẳng định được chất hoạt động bề mặt hydrat hóa thích hợp để tẩy dầu trên vải polieste và vải pha giữa coton và polieste; còn chất 155 hoạt động bề mặt sunfat hoá thích hợp để xử lý tẩy sạch dầu trên cả 3 loại vải: vải cotton, vải polieste và vải pha. Tuy nhiên chất HĐBM dạng sunfat hóa có thể sử dụng cho tất cả các loại vải sau khi pha chế thành CTR 5. Bằng phương pháp hoá lý như phổ GC- MS, IR đã xác định được thành phần chất HĐBM dạng hydrat hóa và sulfat hóa. Đặc biệt đã chứng minh được rằng, quá trình sulfat hóa tạo liên kết (C-O-SO3H) cũng kèm theo phản ứng tạo sulfo (-C-SO3H) với mức độ nhỏ. Cả hai dạng này đều có hoạt tính cao để tẩy sạch dầu mỡ, tuy nhiên dạng sunfat có hoạt tính tẩy sạch cao hơn. Từ đó, đã lựa chọn điều kiện thực hiện phản ứng sunfat hóa để tổng hợp chất hoạt động bề mặt loại này do nồng độ axit và nhiệt độ phản ứng đều thấp hơn 6. Trên cơ sở các chất hoạt động bề mặt đã phối trộn để chế tạo được hai loại chất tẩy rửa có thành phần như sau: *Chất tẩy rửa từ dầu thông sunfat hoá: Dầu thông sunfat hóa 90 %, axit oleic 4,5%, chất hoạt động bề mặt LAS 3%, TEA 1%, glyxerin 0,5%; phụ gia chống bào mòn vải 0,5%, rượu isopropylic 0,5%, hoạt tính tẩy sạch đạt 99% * Chất tẩy rửa từ dầu thông hydrat hoá: Dầu thông hydrat hoá: 90,5%, Axit oleic 4%, chất hoạt động bề mặt LAS 3%, TEA 1%, glyxerin 0,5%; phụ gia chống bào mòn vải 0,5%, rượu isopropylic 0,5%, hoạt tính tẩy sạch đạt 98,5% 7. Xác định và giải thích các điều kiện cho qui trình tẩy trắng vải, đó là: Tác nhân tẩy trắng là hỗn hợp Na2CO3/H2O2 với tỷ lệ 2,07/1, nhiệt độ 60oC; độ trắng của vải mộc nhiễm bẩn sau khi tẩy trắng đạt 125,5% 8. Tìm được các điều kiện tối ưu, nhất là về chế độ khuấy và chế độ truyền nhiệt trên thiết bị lớn để thực hiện phản ứng tổng hợp chất hoạt động bề mặt (thiết bị 50 lít/mẻ) và chất tẩy rửa ( thiết bị 100 lít/mẻ) *Chất hoạt động bề mặt: Nhiệt độ 30oC, thời gian 6 giờ (cho quá trình sunfat hoá); Nhiệt độ 84oC, thời gian 5,5 giờ ( cho quá trình hydrat hoá), tốc độ khuấy trộn 600 vòng/phút. *Chất tẩy rửa BK-NH1: Nhiệt độ phòng, thời gian pha trộn 1 giờ, tốc độ khuấy trộn trong thiết bị : 700 vòng/phút. 9. Xác định được cơ chế tẩy sạch dầu mỡ trên bề mặt của các loại vải khác nhau; thấy rằng, việc tẩy các chất bẩn dầu mỡ trên vải được thực hiện theo cơ chế hòa tan hóa và cơ chế cuốn trôi. Trong đó cơ chế hòa tan xảy ra trước và đóng vai trò chủ đạo làm giảm sức căng bề mặt, dẫn đến cuốn trôi vết bẩn do tác động của lực cơ học. Các kết quả đó là cơ sở cho việc thiết lập qui trình công nghệ xử lý làm sạch vải sợi nhiễm bẩn dầu mỡ, là công đoạn quan trọng trong quá trình dệt nhuộm. 10. Từ các kết quả thu được trong thử nghiệm và đo độ mao dẫn của vải mộc (đạt 1mm) và vải sau các giai đoạn giũ hồ, nấu tẩy, tẩy dầu (mao dẫn đạt 70 mm/30 phút, thậm chí nếu có tác động cơ học tốt thì có thể đạt 120 mm/30 phút) cho thấy, sản phẩm chất tẩy rửa BK-NH1 của đề tài ngoài tính năng tẩy dầu, còn thay thế được cả chất giũ hồ, chất ngấm cho quá trình nhuộm; tính chất này 156 rất quan trọng để thay thế cùng lúc ba loại hóa chất sử dụng trong công nghiệp dệt. Có thể gọi sản phẩm BK-NH1 là sản phẩm “3 trong 1”. 11. Đề xuất các qui trình công nghệ: Qui trình công nghệ tổng hợp chất hoạt động bề mặt dạng sunfat hoá và dạng hydrat hoá qui mô 50 lít/mẻ ; qui trình công nghệ chế tạo chất tẩy rửa qui mô 100 lít/mẻ. Qui trình xử lý tẩy sạch vải ở qui mô công nghiệp dựa trên các số liệu thử nghiệm tại nhà máy dệt nhuộm.Các qui trình công nghệ này có tính khoa học, tính lặp lại cao, dễ thực hiện, an toàn và thân thiện với môi trường. KẾT LUẬN THEO NHIỆM VỤ ĐÃ ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI Đề tài đã thực hiện được các nhiệm vụ sau đây: 1.Tổng hợp được 200 Kg chất hoạt động bề măt (HĐBM) và 500 Kg hỗn hợp chất tẩy rửa (CTR), đạt tiêu chuẩn về số lượng và chất lượng đã đăng ký để thử nghiệm a.Chất HĐBM: Có mầu vàng rơm, khối lượng riêng 0,83-0,93 g/ml; Độ nhớt động học 2-6 m2/S; pH 5-7; Hàm lượng nước <0,5%; tan vô hạn trong nước, có tính tương hợp với các chất HĐBM khác. b. Chất tẩy rửa: Có mầu vàng đậm; khối lượng riêng 0,85-0,95 g/ml; Độ nhớt động học 2-8 m2/S; pH 6,5-7,5; Tan vô hạn trong nước; Có tính tương hợp với các chất phụ gia khác để pha chế. 2. Đưa ra Qui trình công nghệ tổng hợp chất HĐBM qui mô 50 Kg/mẻ. Qui trình tổng hợp chất HĐBM có tính khoa học, phù hợp với điều kiện của Việt Nam, qui trình rõ ràng, có độ lặp lại cao, mô tả được quá trình thực hiện phản ứng tổng hợp từ khâu đầu đến khâu cuối, kèm theo các điều kiện kỹ thuật. Cách trình bầy dễ hiểu, công nhân có thể thực hiện dễ dàng. 3. Đưa ra Qui trình công nghệ chế tạo hỗn hợp CTR qui mô 100 Kg/mẻ. Qui trình chế tạo hỗn hợp CTR mô tả được trình tự phối trộn các thành phần tạo nên hỗn hợp này. Hỗn hợp CTR có tính tương hợp và thân thiện môi trường. Qui trình có tính khoa học, có tính lặp lại; an toàn về môi trường. 4. Thiết lập Qui trình công nghệ xử lý tẩy sạch vải sợi (vải có hồ và vải không có hồ) trên qui mô công nghiệp dựa trên các số liệu thu được từ quá trình thử nghiệm tính năng của sản phẩm chất tẩy rửa tại dây truyền sản xuất của Nhà máy. Qui trình này thể hiện được tất cả các giai đoạn trong xử lý vải sợi, trong đó CTR của Đề tài thay thế được chất tẩy dầu, chất giũ hồ, chất ngấm trong quá trình nhuộm. 5. Đề tài góp phần đào tạo ra 1 tiến sỹ, 6 thạc sỹ, 17 kỹ sư ngành công nghệ Hóa học. 6. Đã có 8 bài báo được đăng trên các tạp chí chuyên ngành như: tạp chí Hóa học, tạp chí Hóa học và Ứng dụng, các Hội nghị Hóa học trong và ngoài nước. 7. Sản phẩm của đề tài đã đăng ký quyền Bảo hộ sở hữu trí tuệ. 157 Như vậy, so với Hợp đồng ký kết giữa chủ nhiệm đề tài và Bộ Khoa học & Công nghệ thì đề tài đã hoàn thành tất cả các nội dung đề ra và đúng thời hạn. Thay mặt nhóm cán bộ nghiên cứu của trường Đại học Bách khoa Hà Nội , xin chân thành cám ơn Bộ Khoa học & Công nghệ đã tạo điều kiện cho chúng tôi có được đề tài này. Kinh phí được nhận đã giúp cho sự phát triển khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực Công nghệ tỏng hợp các chất hoạt động bề mặt và ứng dụng chúng vào thực tế công nghiệp ở nước ta. Đề tài cũng là động lực giúp ích cho sự nghiệp đào tạo ra Tiến sỹ, Thạc sỹ và Kỹ sư công nghệ hóa học có trình độ chuyên môn giỏi, phục vụ cho Đất nước hôm nay và mai sau. HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI VÀ KIẾN NGHỊ Sau một quá trình dài thử nghiệm, Sản phẩm chất tẩy rửa của Đề tài BK-NH1 đã được nhà máy dệt nhuộm đánh giá cao về chất lượng, nó có thể thay thế cùng lúc 3 loại hóa chất phổ biến sử dụng trong quá trình xử lý và sản xuất vải. Một số nhà máy dệt nhuộm sẵn sàng ứng dụng sản phẩm. Tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề cần nghiên cứu hoàn thiện: *Cần nghiên cứu tác động của CTR đến các thành phần khác trong nước thải dệt nhuộm để khẳng định vai trò thân thiện môi trường của sản phầm này *Nghiên cứu thêm các thành phần dầu thực vật biến tính khác để cải thiện mùi của sản phẩm (tạo chất che mùi) *Nghiên cứu ổn định, cải tiến qui trình công nghệ chế tạo CTR trên qui mô lớn để đáp ứng nhu cầu về công suất của nhà máy và tiến tới đưa sản phẩm ra thị trường. *Nghiên cứu làm bền dạng nhũ tương để nâng cao hiệu quả sử dụng và thời gian bảo quản của sản phẩm * Cần hoàn thiện công nghệ sử dụng sản phẩm và mở rộng ứng dụng trên các đối tượng vải khác nhau, các nhà máy dệt có tính năng khác nhau, công suất khác nhau. Kính đề nghị Bộ Khoa học và Công nghệ tạo điều kiện cho Đề tài có thể phát triển tiếp tục pha hai để đưa sản phẩm ứng dụng vào trong công nghiệp, thay thế sản phẩm nhập ngoại và nâng cao hiệu quả kinh tế. Xin trân trọng cảm ơn. 158 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt 1. Cao Hữu Trượng, Công nghệ Hoá học sợi dệt, Bộ môn Công nghệ Hoá dệt, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội,1994. 2. Văn Ngọc Hướng. Hương liệu và ứng dụng. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 2002. 3. Phạm Dương Thu. Công nghệ dầu thực vật. Nhà xuất bản Đại học Bách Khoa Hà Nội 1986. 4. Lã Đình Mãi. Vấn đề tinh dầu- hương liệu và triển vọng của nó ở Việt Nam. Tổng luận phân tích, Viện Khoa học Việt Nam, Trung tâm Thông tin Khoa học 1990 5. Đỗ Tấn Lợi. Tinh dầu Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, TP HCM 1985. 6. Trường đại học Bách khoa Hà Nội, khoa Công nghệ hoá học, Bộ môn Tổng hợp Hữu cơ Hoá dầu, Bài thí nghiệm dầu mỏ, 1999. 7. Louis Hồ Tấn Tài (1994). Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân. Xuất bản lần 1. Nhà xuất bản Dunod. 8. Thạc sĩ Nguyễn Huy Dũng, KS. Đặng Văn Độ, PGS.TS Hoàng Thị Lĩnh, KS. Trương Phi Nam, PGS. TS Đặng Trấn Phòng, TS. Trần Văn Quyến, TS. Nguyễn Văn Thông (2004). Kỹ thuật nhuộm in hoa và hoàn tất vật liệu dệt. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 9. PGS. TS. Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2006). “Tổng hợp chất tẩy rửa vải sợi từ dầu thông sunfat hóa”. Tạp chí Hóa học và ứng dụng, số 11, 42-44. 10. Nguyễn Quốc Tín, Đỗ Phổ. Xà phòng và các chất tẩy giặt tổng hợp.Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,1984. 10. Tinh dầu thông. [] truy cập ngày 11/2/2008. 11. Bách khoa toàn thư Việt Nam. 12. Trung tâm Tin học Bộ NN&PTNT. Tiến bộ kỹ thuật trong khai thác nhựa thông. 2007. 13. Phạm Hồng Sơn, Nguyễn Văn Đậu. Thành phần tinh dầu thông ba lá vùng Lâm Đồng, Việt Nam. Tạp chí khoa học. Khoa học tự nhiên. Số 3. 1987 14. GS.TSKH Mai Tuyên. Tương lai của chất hoạt động bề mặt. Tạp chí Công nghiệp Hóa chất, số 12, 2004. 159 15 GS. TSKH Nguyễn Minh Tuyển. Quy hoạch thực nghiệm. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2003. 16.Văn Đình Đệ, Trịnh Thanh Đoan, Dương Văn Tuệ, Nguyễn Thị Nguyệt, Nguyễn Đăng Quang, Nguyễn Thị Thanh, Hồ Công Xinh, chủ biên Hoàng Trọng Yêm. Hoá học hữu cơ, tập 3. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 2002. 17. Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà. Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử. Nhà xuất bản Giáo dục, 1999. 18. Lê Nguyên Tảo Hoá học chất keo tập I, II (Bản dịch tiếng Việt), Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội. 1973 Tài liệu tiếng anh 19. E. R. Trotman (1984). Dyeing and Chemical Technology of Textile Fibres. Charles Griffin and Company LTD. 20. Delphine Bard and Garry Burdett. Inventory of new fibres. Health & Safety Laboratory. 21. H. Krump, I. Hudec, AS. Luyt. Influence of Plasma on the Structural characterization of polyester fibres determined by Hg-porositmetry. Elsevier. 2004 22. Wadood Hamad.Cenllulosic Materials : Fiber, Networks and composites,1998. 23. CM.Carr. Chemisty of the textiles industry. Blackie Academic & Professional. 1995. 24. M.J.Schrick. Surface characteristics of fibers and textiles. N.Y.Basel Marcel Dekker. 1977. 25.Modern texile characterrization Method, edit by Menachem Lewin and Jack Preston. 2001 26. Handbook of Fiber science and technology ( II ): Chemical processing of fiber ang fabrics- Fundamentals and prepuration, edit by Menachem Lewin and Jack Preston. 27. Handbook of Fiber science and technology ( III ): High technology Fiber , edit by Menachem Lewin and Jack Preston. 28. Xiaoming Tao. Smart fibres, fabric and clothing. 1986. 29. Wadood Hamad. Cellulosic Materials: Fiber, Networks and composites. 1998. 30. G.Jakobi, A Lohr: Detergents and Textile Washing, Principles and Practice, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987. 160 31.R.G.Steadman: Cotton Testing, vol.27 (1) Textile Inst., Manchester 1997, pp.63. 32.R.H. Atalla in T.E.Timell (ed.): "Proc. VIIth Cellulose Conference, Syracuse 1975," Polym. Sci. Symp. 1976, no. 28, 659. 33.R.G.Steadman: Cotton Testing, vol.27 (1) Textile Inst., Manchester 1997, pp.63. 34.National Cotton Council: Cotton counts its customers, N.C.C., Memphis 1983. International Institute for Cotton: "Cotton," Textiles 11 (1982) 58-64. 35.G.Jakobi, A Lohr: Detergents and Textile Washing, Principles and Practice, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987. 36. 37.T.G.Jones. In surface activity and detergency. Macmillan, London, 1961, p. 108-116 38.A.W.Adamson. Physical chemistry of surface, 2nd ed., Wiley, New York, 1967 39.WWW.Kenencor group. Com 40.WWW. Youngzai.com 41.WWW. Detergent Manufacturing in Australia.com 42.WWW. Petro.com 43.Ullman’s Encyclopedia of industrial Chemistry, Vol.8. 44. Crisp, Peter N.; McRitchie, Allan C.; Bell, John G. Detergent composition having textile softening properties. United States Patent 4375416. March. 1983. 45.Floy.E.Friedli, Detergency of special surfactants, Marcel Dekkler,2002. 46.Keneth, J.LIssant, Emulsion and Emulsion technology, Marcel Dekker.INC, 47.Handbook of Applied and Colloid Chemistry, Edited by Krister Holmberg, ISBN 0471 490830, 2001. Surface Chemistry in Detergency 48.//E:/Anionic%20surfactants.htm, Detergent for Textile. Anionic surfactants. Lion Corporation Chemical Division 49. Detergent for Textile 50.A. A Dembeck: Guidebook to Man-made Textile Fibres and Textured Yarns of the World, 3rd ed. The United Piece Dyed Works, New York 1969. 51.B. C. Gaswami, J. G. Martindale, F. L. Scardino: Textile Yarns, Wiley- Interscience, New York 1977. 52.M. Grayson (ed.): Encyclopedia of Textiles, Fibers, and Nonwoven Fabrics, Wiley-Interscience, New York 1984. 53. M. Lewin, S. B. Sello (ed.): Handbook of Fiber Science and Technology, Dekker, New York 1983. 161 54. H. F. Mark (ed.): Man-made Fibers, Science and Technology, Interscience, New York 1968. 55.J. S. Robinson (ed.): Spinning, Extruding and Processing of Fibers, Noyes Data Corp., Park Ridge 1980. 56.A. Ziabicki: Fundamentals of Fibre Formation, Wiley Interscience, New York 1976. 57.J. D. Geerdes: World Fibre Production, Trends and Outlok, Internat. Conference on Man Made Fibres, Beijing, Nov. 1985. 58.L. Miles: Cotton, Wayland, Have 1980. 59.R. M. Brown, (ed.): Cellulose and Other Natural Polymer Systems, Plenum Publishing, New York 1982. 60.M. E. Carter: Essential Fiber Chemistry, Dekker, New York 1971. 61.J. G. Cook: Handbook of Textile Fibres, Merrow, Watford 1968. 62.Alpha- pinene and beta-pinene. [] 63.Prof. Dr Tharwat. F. Tadros. Applied Surfactants: Principles and aplications. 2005. 64. Handbook of Detergents (2006). Taylor and Francis Group. 65.R. Hoffmann. An Introduction to Surfactants and their Functions. Rhône- Poulenc Inc. 66.Turpentine [] 67. R. Hoffmann. An Introduction to Surfactants and their Functions. Rhône-Poulenc Inc. 68. 69. 70. 71. Guy Broze. Handbook of Detergents Part A: Properties. Marcel Dekker, Inc. New York, 1999. 72. Uri Zoller. Handbook of Detergents Part B: Environmental Impact. Marcel Dekker, Inc. New York, 2004. 73. Heinrich Waldhoff, Rüdiger Spilker. Handbook of Detergents Part C: Analysis. Marcel Dekker, Inc. 2005. 74. Michael S.Showell. Handbook of Detergents Part D: Fomulation. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2006. 75. Thomas M.Schmitt. Analysis of Surfactants. Marcel Dekker, Inc. New York, 2001. 76. Drew Myers. Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications. John Wiley & Sons, Inc. 1999. 162 77. Martin J.Schick. Nonionic Surfactants: Physical Chemistry. Marcel Dekker, Inc. New York, 1987. 78. V. Nagy, Laszlo M. Vas, Pore Characteristic Determination with Mercury Porosimetry in Polyester Staple Yarns, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, 2005. 79.Benjjamin Levitt. Oil, Detergency and maintenance specialities. Vol 1, 2. Chemical Publishing Company. INC. New York.1967. 80.N.Kosavic, W.L.Cairns, N.C.C.Gray (eds.): Biosurfactants and Biotechnology. Marcel Dekker. New York 1987. 81.J.Cross (ed.): Anionic Surfactants, Chemical Analysis. Marcel Dekker, New York 1977. 82. .J.Cross (ed.): Anionic Surfactants, Chemical Analysis. Marcel Dekker, New York 1987. 83.C.Gloxhuber, K.Kunstler: Anionic Surfactants, Biochemistry, Toxicology, Dermatology. Marcel Dekker, New York 1992. 84.Catologue handbook of Fine Chemical, 1988-1989. 85.Krister Holmberg. Handbook of applied surface and colloid chemistry. West susex Jonh Willey & Sones. 2004. 86.Federico Jiménez Cruz, Georgina C.Laredo. Molercular size evaluation of linear and branched paraffins from gasoline pool bay DFT quantum chemical calculations. Wiley. 7/2007. 87. Crisp, Peter N.; McRitchie, Allan C.; Bell, John G. Detergent composition having textile softening properties. United States Patent 4375416. March. 1983. 88.M. J. Rosen: Surfactants and Interfacial Phenomena, 2nd ed., J. Wiley & Sons, New York 1989. 89.R. D. Vold, M. J. Vold: Colloid and Interface Chemistry, Addison- Wesley Publ. Co., London 1983. 90.P. C. Hiemenz: Principles of Colloid and Surface Chemistry, 2nd ed., Marcel Dekker, New York 1987. 91.J. A. Mann, E. Matijevic (eds.): Dynamic Surface Tension and Capillary Waves, Surface and Colloid Science, vol. 13, Plenum Press, New York 1984, pp. 202 ff. 92.I. Piirma: Polymeric Surfactants, Marcel Dekker, New York 1992. 93.S. E. Friberg, B. Lindmann (eds.): Organized Solutions, Surfactants in Science and Technology, Marcel Dekker, New York 1992. 94.W.H.de Groot: Sulfonation Technology in Detergent Industry,Kluwer Academic Publ., Dordrecht 1991. 163 95.W. M. Linfield in W. M. Linfield (ed.): Anionic Surfactants, part II, Marcel Dekker, New York 1976, pp.405 – 443. 96.J. A. Milne in D. R. Karsa (ed.): Industrial Applications of Surfactants II, The Royal Society of Chemistry, Cambridge 1990, pp. 76 – 100. 97.M. J. Schick (ed.) Nonionic Surfactants — Physical Properties, Marcel Dekker, New York 1987. 98.E. Jungermann (ed.) Cationic Surfactants, Marcel Dekker, New York 1970. 99.G. Jakobi, A. Luhr Detergents and Textile Washing, Principles and Practice, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987. 100. Kazuo Nakamoto. Infrared Spectra of Inorganic and coordination compounds, Wiley – Interscience, a Division of John Wiley & sons, New york – London – Sydney – Toronto 1970. 101. R.P.S Bisht, G.A Sivasankaran. Vegetable oils as lubricant and additives. Journal of Scientific and Industrial Research. 48 PP 174-180.1989. 102. Benjjamin Levitt. Oil, Detergency and maintenance specialities. Vol 1,2. Chemical Publishing Company. INC. New York.1967. 103. Helenius, Mc Caslin, D.R.Fies, Tanford. Properties of detergents. Methods Enzymol. 1979. 104. Neugebauer, J.M. Detergent : An overview. Methods Enzymol. 1990. 105. Krister Holmberg. Hanbook of applied surface and coloid chemistry. West suex Jonh Willey & Sones. 2004. 106. Morse Paise Marie. “Soap and Detergents”, Chemical and Engineer News, Vol 77, (5), 35-49. 1999 107. E. Hutchinson, Sinoda, 2001 Solvent Propeties of Surfactant Solutions. 108. OS. M. M. Van; Haak J. R; Rupert L. A. M 1993, Physico chemical Properties of Selected Anionic, Cationic and Nonionic Surfactants, Amst Elsevier. 109.Mesmer, Otto, Wolfgang, Andreas, Polligkeit. Detergent and method for producing the same. United States Patent 4655952. April. 1987. 110.Crisp, Peter N.; McRitchie, Allan C.; Bell, John G. Detergent composition having textile softening properties. United States Patent 4375416. March. 1983. 111.Z.-G. Wang, B.S. Hsiao, B.B. Sauer, W.G. Kampert, The nature of secondary crystallization in poly(ethylene terephthalate), Polymer 40 (1999) 4615–4627. 112.Haibo Zhao, Ja Hun Kwak, Z. Conrad Zhang, Heather M. Brown, Bruce W. Arey and Johnathan E. Holladay, Studying cellulose fiber structure by 164 SEM, XRD, NMR and acid hydrolysis, Carbohydrate Polymers, Volume 68, Issue 2, 21 March 2007, Pages 235-241. 113.N.D. Pingale, S.R. Shukla, Microwave-assisted aminolytic depolymerization of PET waste, European Polymer Journal 45 (2009) 2695–2700. 114.Christophe Baley, Fre´de´ric Busnel, Yves Grohens, Olivier Sire, Influence of chemical treatments on surface properties and adhesion of flax fibre–polyester resin, Composites: Part A 37 (2006) 1626–1637. 115.Julia Moltú, Rafael Font, Juan A. Conesa. Kinetic model of the Decomposition of a PET fibre cloth in an inert and air environment, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis Volume 79, Issues 1-2, May 2007, Pages 289 -296. 116.Narjès Rjiba, Michel Nardin, Jean-Yves Dréan, Richard Frydrych, A study of the surface properties of cotton fiber by inverse gachromatography, Journal of Colloid and Interface Science 314(2007) 373-380. Tài liệu tiếng pháp 117. Meurice Albert, Meurice Charles, Cours d’Analyse des Produits des Industries Chimiques, Vol 2 : Peintures, Cernis, Mastics, Savonerie, Détergents Artificiels, 3e ed Dunod, 1952. 118. Congris mondial, Actes du 13e Congrès mondial, Aspect nouveaux de la fabrication du savon, Paris 1976. Tài liệu tiếng Nga 119. В. Зандерманн природные смолы, скипидары, талловое масло, химия и технология, москва, 1964 120. ф. Азитер Введение в нефтехимию, Москва, 1961 CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯỢC ĐĂNG LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI TT Tên bài báo Tên tạp chí Tác giả 1 Chế tạo chất tẩy rửa chất bẩn dầu mỡ từ nhựa thông Tạp chí hóa học ứng dụng, số 9, 9/2006 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng 2 Tổng hợp chất tẩy rửa vải sợi từ dầu thông sunfat hoá Tạp chí hóa học ứng dụng, số 11, Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh 165 11/2006 Diệu Hồng 3 Preparing detergent for treating petroleum sediment from pine oil and coconut oil Nanyang Technological University, 12/2006 Ngo Quoc Tuan, Dinh Thi Ngo, Nguyen Khanh Dieu Hong 4 Nghiên cứu tính chất hóa lý của bề mặt vải polieste và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này. Tạp chí Hoá học, T 46 (5A), tr. 42- 46 , 2008 Đậu Anh Dũng, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ 5 Nghiên cứu tính chất của vải cotton và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 82, Số 10, tr. 35- 37, 2008 Đậu Anh Dũng, Đinh Thị Ngọ. 6 Nghiên cứu tính chất hóa lý của vải polieste pha bông ( PET/ CO) và cơ chế nhiễm bẩn dầu mỡ trên loại vải này. Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 88, Số 4, tr. 45- 48, 2009 Đậu Anh Dũng, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ. 7 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông để tẩy dầu trên vải pha Tạp chí Hoá học, T 47 (2A), tr. 172-177, 2009 Đậu Anh Dũng, Ngô Minh Tú, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ 8 Nghiên cứu tổng hợp chất hoạt động bề mặt để xử lý tẩy sạch dầu trên vải cotton từ dầu thông sunfat hóa Tạp chí Hoá học và Ứng dụng ,T 98 , Số 14, tr.34- 37 , 2009 Đậu Anh Dũng, Ngô Minh Tú, Đinh Thị Ngọ 1 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHẤT TẨY RƯA TỪ DẦU THÔNG SUNFAT HÓA 1.Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu sử dụng là dầu thông đã được sunfat hóa ở công đoạn tổng hợp chất HĐBM, có các tính chất như sau: Các tính chất hoá lý của DT sunfat hóa Mẫu Tỷ trọng Sức căng bề mặt (mN/m) Độ nhớt (cSt) Độ bay hơi (g/m2.h) Hoạt tính tẩy sạch (% tẩy rửa) DT sunfat hoá 0,896 17,253 1,98 15,37.10-3 *91,9 với vải cotton *86,3 với vảiphaCot/Pes *84,03 với vải polieste Số liệu cho thấy, hoạt tính tẩy sạch vẫn chưa đạt tới 100%, vậy phải phối trộn với các thành phần khác để tạo ra chất tẩy rửa (CTR) có họat tính mong muốn. 2 2.Sơ đồ qui trình công nghệ chế tạo chất tẩy rửa ( CTR) Hình b.3. Quy trình công chế tạo chất tẩy rửa 1. Thiết bị khuấy trộn chế tạo chất tẩy rửa, 2. Thùng chứa trung gian, 3. Thùng chứa sản phẩm) 3.Thuyết minh qui trình công nghệ chế tạo chất tẩy rửa Để phối trộn chế tạo chất tẩy rửa, cần các thành phần sau đây: Dầu thông sunfat hóa 90%, axit oleic 4,5%, chất hoạt động bề mặt LAS 3%, TEA 1%, glyxerin 0,5%; Phụ gia PG4 0,5%, hoạt tính tẩy sạch đạt 99% Trình tự pha chế để chế tạo chất tẩy rửa như sau: Cho dầu thông sunfat hóa với lượng đã tính toán vào thiết bị dung tích 100 lít; khuấy trộn ở nhiệt độ thường với tốc độ khuấy 700 vòng/phút. Tiếp theo cho hỗn hợp phụ gia PG4 và glyxerin vào, khuấy thêm 10 phút. Tiếp theo là LAS. Do LAS có độ nhớt lớn nên lúc này cần phải khuấy mạnh và thời gian là 15 phút cho LAS tan đều và phân phối khắp không gian thiết bị. Sau đó cho lượng axit oleic 4% vào. Tiếp đến là rượu iso-propylic và cuối cùng là TEA. Lượng TEA khoảng 1% thì dung dịch chất tẩy rửa sẽ có pH trung tính. Tổng thời gian khuấy trộn là 1 giờ. Với trình tự cho như vậy sẽ tạo một dung dịch đồng nhất, hỗn hợp pha trộn không toả nhiệt. Còn nếu cho theo trình tự khác thì sẽ xảy ra các vấn đề sau: izo propylic Glyxerin Axit oleic LAS DÇu th«ng biÕn tÝnh S¶n phÈm TEA 3 -Hỗn hợp toả nhiệt mạnh -Hỗn hợp có thể sẽ bị phân lớp sau khi để 1 đến 2 tuần -Hoạt tính tẩy rửa không cao -Hỗn hợp có độ nhũ hoá trong nước kém Sau khi hoàn tất quá trình pha trộn, sản phẩm được bơm sang thùng chứa trung gian. Tại đây mẫu được lấy đi phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật. Nếu chưa đạt yêu cầu nào đó thì có thể điều chỉnh, gia giảm thành phần thêm chút ít. Sản phẩm chất tẩy rửa được đóng vào thùng phuy dung tích 100 lít để phục vụ cho khách hàng lớn như các nhà máy dệt nhuộm. Ngoài ra, chúng cũng được đựng trong can nhựa dung tích 50 lít, 20 lít, 10 lít, 5 lít và 2 lít. Tốt nhất nên dùng bao bì mầu sẫm. 1 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHẤT TẨY RƯA TỪ DẦU THÔNG SUNFAT HÓA 1.Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu sử dụng là dầu thông đã được sunfat hóa ở công đoạn tổng hợp chất HĐBM, có các tính chất như sau: Các tính chất hoá lý của DT sunfat hóa Mẫu Tỷ trọng Sức căng bề mặt (mN/m) Độ nhớt (cSt) Độ bay hơi (g/m2.h) Hoạt tính tẩy sạch (% tẩy rửa) DT sunfat hoá 0,896 17,253 1,98 15,37.10-3 *91,9 với vải cotton *86,3 với vảiphaCot/Pes *84,03 với vải polieste Số liệu cho thấy, hoạt tính tẩy sạch vẫn chưa đạt tới 100%, vậy phải phối trộn với các thành phần khác để tạo ra chất tẩy rửa (CTR) có họat tính mong muốn. 2 2.Sơ đồ qui trình công nghệ chế tạo chất tẩy rửa ( CTR) Hình b.3. Quy trình công chế tạo chất tẩy rửa 1. Thiết bị khuấy trộn chế tạo chất tẩy rửa, 2. Thùng chứa trung gian, 3. Thùng chứa sản phẩm) 3.Thuyết minh qui trình công nghệ chế tạo chất tẩy rửa Để phối trộn chế tạo chất tẩy rửa, cần các thành phần sau đây: Dầu thông sunfat hóa 90%, axit oleic 4,5%, chất hoạt động bề mặt LAS 3%, TEA 1%, glyxerin 0,5%; Phụ gia PG4 0,5%, hoạt tính tẩy sạch đạt 99% Trình tự pha chế để chế tạo chất tẩy rửa như sau: Cho dầu thông sunfat hóa với lượng đã tính toán vào thiết bị dung tích 100 lít; khuấy trộn ở nhiệt độ thường với tốc độ khuấy 700 vòng/phút. Tiếp theo cho hỗn hợp phụ gia PG4 và glyxerin vào, khuấy thêm 10 phút. Tiếp theo là LAS. Do LAS có độ nhớt lớn nên lúc này cần phải khuấy mạnh và thời gian là 15 phút cho LAS tan đều và phân phối khắp không gian thiết bị. Sau đó cho lượng axit oleic 4% vào. Tiếp đến là rượu iso-propylic và cuối cùng là TEA. Lượng TEA khoảng 1% thì dung izo propylic Glyxerin Axit oleic LAS DÇu th«ng biÕn tÝnh S¶n phÈm TEA 3 dịch chất tẩy rửa sẽ có pH trung tính. Tổng thời gian khuấy trộn là 1 giờ. Với trình tự cho như vậy sẽ tạo một dung dịch đồng nhất, hỗn hợp pha trộn không toả nhiệt. Còn nếu cho theo trình tự khác thì sẽ xảy ra các vấn đề sau: -Hỗn hợp toả nhiệt mạnh -Hỗn hợp có thể sẽ bị phân lớp sau khi để 1 đến 2 tuần -Hoạt tính tẩy rửa không cao -Hỗn hợp có độ nhũ hoá trong nước kém Sau khi hoàn tất quá trình pha trộn, sản phẩm được bơm sang thùng chứa trung gian. Tại đây mẫu được lấy đi phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật. Nếu chưa đạt yêu cầu nào đó thì có thể điều chỉnh, gia giảm thành phần thêm chút ít. Sản phẩm chất tẩy rửa được đóng vào thùng phuy dung tích 100 lít để phục vụ cho khách hàng lớn như các nhà máy dệt nhuộm. Ngoài ra, chúng cũng được đựng trong can nhựa dung tích 50 lít, 20 lít, 10 lít, 5 lít và 2 lít. Tốt nhất nên dùng bao bì mầu sẫm. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP CHẤT HĐBM HYDRAT HÓA 1.Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu sử dụng là dầu thông Quảng Ninh có các tính chất như sau: 1.1.Thành phần hóa học (phân tích bằng phương pháp GC-MS) - α -pinen 73.185% - β - pinen 2.696 % - β-myrcene 0,739% - ∆3-caren 14.509% - Limonen 2.269% - γ-terpinene, 0,449% - α-terpinolene, 2,552% Như vậy, cấu tử chính trong dầu thông nguyên liệu là α -pinen (73.185% ), β - pinen (2.696 %), và ∆ 3-caren (14.509% ) có tổng hàm lượng đến 91%, là thành phần chính tạo nên hoạt tính bề mặt. 4 1.2.Tính chất hóa lý Các thông số hóa lý của dầu thông nguyên liệu Mẫu Tỷ trọng d SCBM (nM/m) Độ nhớt (cst) Hoạt tính tẩy sạch (%) Dầu thông 0,8633 25,461 2,32 42,7 Từ số liệu trong bảng cho thấy, dầu thông nguyên liệu cũng có hoạt tính tẩy sạch, tuy nhiên rất thấp. mặt khác, bản thân dầu này không tan trong nước nên cần phải biến tính để tạo thành chất HĐBM non-ion bằng phương pháp hydrat hóa. Sản phẩm có hoạt tính bề mặt cao, có khả năng tan tốt để dễ nhũ hóa trong nước. 2. Sơ đồ Qui trình công nghệ Hình b.2. Quy trình công nghệ tổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion bằng phương pháp hydrat hóa dầu thông Nuíc th¶i Nuíc S¶n phÈmTrung hßa axit Dd Na2CO3Nuíc H2SO4, 15% DÇu th«ng Axeton 5 1. Thiết bị phản ứng, 2. Thiết bị lắng phân tách pha, 3,4,5 Thiết bị rửa, 6. Thiết trung hoà, 7. Thùng chứa trung gian, 8. Thùng chứa sản phẩm) 3.Thuyết minh qui trình công nghệ Cho dầu thông nguyên liệu theo lượng đã định vào thiết bị phản ứng 1. Vừa khuấy trộn, vừa nhỏ từ từ 45% lượng axit H2SO4 nồng độ 15% và 6% axeton vào dầu thông. Duy trì phản ứng hydrat hoá ở 85oC trong vòng 4 giờ. Thiết bị 1 là loại thùng khuấy có vỏ bọc đun nóng và làm lạnh bằng ống xoắn ruột gà đặt bên trong thiết bị. Tại đây xảy ra quá trình hydrat hóa dầu thông. Sau phản ứng hỗn hợp sản phẩm từ thiết bị 1 được bơm sang thiết bị lắng tách pha 2. Thiết bị này là loại thiết bị phân ly lỏng – lỏng. Dầu thông và sản phẩm dầu thông hydrat hoá nằm ở lớp trên và được chiết tách sang thiết bị rửa bằng nước 3, sau đó tiếp tục rửa bằng dung dịch Na2CO3 10%, cuối cùng được rửa lại nhiều lần bằng bằng nước cho đến môi trường trung tính (thử bằng giấy quì tím), thu được sản phẩm dầu thông hydrat hoá. Đưa sản phẩm này vào thùng chứa trung gian 7. Nếu phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm thấy đạt yêu cầu thì bơm sản phẩm này vào thùng chứa sản phẩm 8. Đóng gói vào bao bì theo mẫu mã đã định. Dung dịch nước nằm ở pha dưới của thiết bị 2 được đưa qua thiết bị trung hoà axit dư 7 bằng dung dịch xô đa, sau đó xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ đến hàm lượng COD, BOD đạt tiêu chuẩn nước thải rồi đưa vào nơi qui định. 1 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VẢI MỘC CÓ HỒ *Qui trình này thường áp dụng đối với vải dệt thoi (chủ yếu là loại vải cotton) *Hồ sử dụng ngày nay phần lớn là loại hồ tổng hợp PVA. Qui trình giũ hồ này được thiết lập đối với loại hồ PVA. Thuyết minh qui trình xử lý vải mộc có hồ Trước tiên vải mộc cần xử lý được giũ hồ trong thiết bị với chất giũ hồ là CTR của đề tài. Giai đoạn này có mục đích tẩy sạch hết hồ, dầu khoáng bám dính trên bề mặt vải. Quá trình giũ hồ được tiến hành với điều kiện công nghệ như sau: - Lượng vải: 242,8 Kg (708 m) - Lượng nước: 2000 lít - Lượng chất tẩy rửa của đề tài (BK-NH1 pro): 3 Kg ( tưong đương 9 lít dung dịch chất tẩy rửa đã nhũ hóa) - Thực hiện trên máy BK - Thời gian thử nghiệm 2 giờ (tương đương với 8 vòng quay của lô cuốn) - Nhiệt độ tiến hành thử nghiệm 900C - Vải được giặt lại 3 lần sau khi giũ hồ Sau khi giũ hồ vải sẽ được tẩy trắng hoặc nấu tẩy tùy theo yêu cầu của sản phẩm, Quá trình tẩy trắng được thực hiện như sau: - Lượng vải: 218,5 Kg - Lượng nước: 2000 lít - Chất tẩy trắng được cho theo đơn ( đó là NaOH và H2O2) - Thực hiện trên máy Winch - Thời gian thử nghiệm 5 giờ - Nhiệt độ tiến hành thử nghiệm 980C - Vải được giặt lại 3 lần sau khi tẩy trắng Quá trình nấu tẩy trong điều kiện oxy hóa mạnh (H2O2 trong môi trường kiềm) với tác động của chất oxy hóa mạnh, các tạp chất cơ học bám trên bề mặt vải sẽ bị oxy hóa, thu được vải trắng và có độ mao dẫn lớn (tối đa đạt khoảng 120 mm, thông thường đạt từ 60-80 mm) Nếu mục đích sản xuất vải trắng (không cần nhuộm mầu) thì sau công đoạn này, vải được sấy khô và đưa vào kho chứa. Như vậy, sau quá trình nấu tẩy, độ mao dẫn của vải đã đạt rất lớn (60 -120 mm), đủ và vượt tiêu chuẩn để chuyển sang công đoạn tiếp theo là nhuộm và in hoa. 2 3 Công đoạn nhuộm phải theo yêu cầu với đơn pha chế thích hợp, thành phần đơn pha thuốc nhuộm gồm có: - Chất màu - Chất trợ nhuộm có vai trò làm cho đều màu (sử dụng CTR của Đề tài) - Chất ngấm (sử dụng CTR của Đề tài)) - Các phụ gia (tạo môi trường và làm tăng một số tính năng của vải như chống tái bám, tăng độ bóng) Trong các thành phần của đơn pha chế thuốc nhuộm thì có thể thay thế chất trợ nhuộm, chất ngấm bằng chất tẩy rửa của đề tài với hàm lượng tương đương nhưng cho hiệu quả kinh tế hơn (rẻ hơn và không gây ô nhiễm môi trường). Cuối cùng vải được sấy khô, cuối lô và lưu trữ trong kho chứa để phân phối cho khách hàng. Chú ý: Nếu là vải dệt kim thì thực hiện trên máy Z, có tốc độ vòng quay nhanh; còn vải dệt thoi thường thực hiện trên máy BK, có tốc độ vòng quay chậm QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VẢI KHÔNG CÓ HỒ Qui trình này áp dụng chủ yếu đối với vải dệt kim (thường là loại vải polieste) Qui trình chung để xử lý loại vải này gồm các công đoạn sau: a-Tẩy dầu: Để loại bỏ hết dầu khoáng bám dính trên bề mặt vải trong quá trình dệt. b-Tẩy trắng: Làm trắng vải đối với trường hợp sản xuất vải trắng và vải yêu cầu nhuộm màu nhạt (màu lơ). c- Nấu tẩy: Mục đích để làm trắng vải và tẩy sạch các tạp chất cơ học bám trên bề mặt vải vải (chủ yếu dùng cho vải cotton) trong môi trường oxy hóa mạnh. d- Nhuộm màu: Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất vải sợi để thu được vải có màu sắc như yêu cầu. Như vậy, so với loại trên thì công nghệ này không cần công đoạn giũ hồ. Thuyết minh qui trình công nghệ xử lý vải mộc không có hồ Đầu tiên vải mộc cần xử lý được tẩy dầu với chất tẩy dầu kết hợp tẩy trắng (chúng tôi chọn CTR của đề tài làm chất tẩy dầu) để tẩy sạch dầu khoáng bám dính trên bề mặt vải trong quá trình dệt. Quá trình tẩy trắng kết hợp tẩy dầu thực hiện như sau: Lượng vải: 218,5 Kg, Lượng nước: 2000 lít, Chất tẩy trắng được cho theo đơn, Thực hiện trên máy Winch, Thời gian thử nghiệm 5 giờ , Nhiệt độ tiến hành thử nghiệm 980C, Vải được giặt lại 3 lần sau khi tẩy trắng Sau đó vải có thể sẽ được nấu tẩy tùy theo yêu cầu của sản phẩm, Quá trình nấu tẩy được thực hiện trong điều kiện có chất oxy hóa mạnh (H2O2 trong môi trường kiềm). Với tác động của chất oxy hóa này, các tạp chất cơ học bám trên bề mặt vải sẽ được oxy hóa, kết quả thu được vải trắng hơn và có độ mao dẫn lớn (khoảng 120 mm). Tiếp theo, vải được nhuộm màu theo yêu cầu với đơn pha chế thích hợp, thành phần đơn pha thuốc nhuộm gồm có: Chất màu, Chất trợ nhuộm (chất làm cho đều màu), Chất ngấm, Các phụ gia (tạo môi trường và làm tăng một số tính năng của vải nhuộm như chống tái bám, tăng độ bóng, chống phai) Trong các thành phần của đơn pha chế thuốc nhuộm đối với loại vải này, chúng tôi cũng thay thế chất trợ nhuộm, chất ngấm bằng CTR của đề tài với hàm lượng tương đương nhưng hiệu quả thu được tốt hơn : độ mao dẫn cao hơn, giá thành thấp hơn, màu nhuộm và các tính chất khác tương đương. Cuối cùng vải được sấy khô, cuối lô và lưu trữ trong kho chứa để phân phối cho khách hàng. 1 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP CHẤT HĐBM SUNFAT HÓA 1.Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu sử dụng là dầu thông Quảng Ninh có các tính chất như sau: 1.1.Thành phần hóa học (phân tích bằng phương pháp GC-MS) - α -pinen 73.185% - β - pinen 2.696 % - β-myrcene 0,739% - ∆3-caren 14.509% - Limonen 2.269% - γ-terpinene, 0,449% - α-terpinolene, 2,552% Như vậy, cấu tử chính trong dầu thông nguyên liệu là α -pinen (73.185% ), β - pinen (2.696 %), và ∆ 3-caren (14.509% ) có tổng hàm lượng đến 91%, là thành phần chính tạo nên hoạt tính bề mặt. 1.2.Tính chất hóa lý Các thông số hóa lý của dầu thông Mẫu Tỷ trọng d SCBM (nM/m) Độ nhớt (cst) Hoạt tính tẩy sạch (%) Dầu thông 0,8633 25,461 2,32 42,7 Từ số liệu trong bảng cho thấy, dầu thông nguyên liệu cũng có hoạt tính tẩy sạch, tuy nhiên rất thấp. mặt khác, bản thân dầu này không tan trong nước nên cần phải biến tính để tạo thành chất HĐBM anion có hoạt tính bề mặt cao, có khả năng tan tốt để dễ nhũ hóa trong nước. 2 2.Sơ đồ qui trình công nghệ Hình b.1. Quy trình công nghệ tổng hợp chất hoạt động bề mặt anion bằng phương pháp sunfat hóa dầu thông 1. Thiết bị phản ứng, 2. Thiết bị lắng phân tách pha, 3,4,5 Thiết bị rửa, 6. Thiết bị trung hoà, 7. Thùng chứa trung gian, 8. Thùng chứa sản phẩm. 3.Thuyết minh qui trình công nghệ Cho dầu thông (có tính chất đầu vào như đã nêu) theo lượng tính toán trước vào thiết bị phản ứng 1. Thiết bị 1 là loại thiết bị dạng thùng khuấy có vỏ bọc đun nóng. Nhỏ từ từ axit sunfuric nồng độ 70% với tỷ lệ đã định (7,5% theo khối lượng) vào thiết bị. Vừa nhỏ vừa khuấy trộn với tốc độ khuấy 600 vòng/phút. Duy trì nhiệt độ 30oC trong vòng 5 giờ (chú ý: nếu mùa đông, gia nhiệt nhẹ đến 30oC, mùa hè có thể không cần gia nhiệt. Sau đó làm lạnh bằng ống xoắn để bên trong thiết bị để khống chế nhiệt độ này). Sau phản ứng hỗn hợp từ thiết bị 1 được dẫn sang thiết bị trích ly 2. Tại đây, hỗn hợp sản phẩm được lắng tách thành hai pha: Dầu thông và sản phẩm dầu thông sunfat nằm ở lớp trên và được tách sang thiết bị rửa nước 3, rửa bằng dung dịch Na2CO3 10%, cuối cùng được rửa lại bằng nước cất đến khi hết kiềm (thử trên giấy quì tím), thu được sản phẩm chất HĐBM dạng dầu thông sunfat hóa. Bơm sản phẩm vào thùng chứa trung gian 7. Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm như: hoạt tính tẩy sạch, hàm lượng nhóm sunfat, tỷ trọng, độ nhớt, độ bay hơi, sức căng bề mặt, nếu chưa đạt chất lượng mong muốn thì xử lý thêm rồi đưa vào bể DÇu th«ng H2SO4, 70% Nuíc Dd Na2CO3 Trung hßa axit S¶n phÈm Nuíc Nuíc th¶i 3 chứa sản phẩm. Từ đây, sản phẩm được đóng gói theo can và lọ nhựa dung tích 5 lít, 3 lít, 2 lít, 1 lít. Nếu để cho khách hàng lớn như các nhà máy dệt nhuộm, có thể dùng thùng phuy dung tích 100 lít. Dung dịch nước ở lớp dưới của thiết bị chiết tách 2 được đưa qua thiết bị trung hoà số 7. Nước thải này chứa một lượng axit không đáng kể và tạp chất được trung hoà sơ bộ bằng dung dịch xô đa, rồi xử lý bằng phương pháp keo tụ để làm sạch nước đến hàm lượng COD và BOD cho phép.