Có rất nhiều loại chất hoạt động bề mặt. Xét theo hiệu suất, chất hoạt động bề mặt anion chiếm 56%, chất hoạt động bề mặt không ion chiếm 36%, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính chiếm 5%, và chất hoạt động bề mặt cation chiếm 3%.
2. Chất hoạt động bề mặt anion
2.1 Chất hoạt động bề mặt anion loại sulfonat
Các loại chất hoạt động bề mặt phổ biến bao gồm natri linear alkylbenzen sulfonat và natri alpha-olefin sulfonat.
Natri alkylbenzen sulfonat mạch thẳng, còn được gọi là LAS hoặc ABS, là một chất rắn dạng bột hoặc vảy màu trắng hoặc vàng nhạt, tan trong nước. Nó có độ hòa tan kém ở nhiệt độ thấp, với độ hòa tan dưới 3 trong nước ở nhiệt độ phòng, nhưng lại có độ hòa tan tuyệt vời trong các hệ chất hoạt động bề mặt phức hợp. Nó có độ ổn định tốt đối với kiềm, axit loãng và nước cứng, với nhiệt độ phân hủy là 240℃. Chỉ số kích ứng của dung dịch 10% là 5,0, tỷ lệ phân hủy vi sinh vật dao động từ 80% đến 90%, và giá trị LD50 là 1300 đến 2500 mg/kg.
Natri alpha-olefin sulfonat được viết tắt là AOS. Khi hàm lượng hoạt chất nằm trong khoảng từ 38% đến 40%, nó có dạng chất lỏng trong suốt màu vàng và rất dễ tan trong nước. Nó duy trì độ ổn định tốt trong phạm vi pH rộng; sau khi được bảo quản trong ba ngày ở 30℃ với các giá trị pH lần lượt là 2, 4 và 10, tỷ lệ thủy phân của nó vẫn bằng không trong tất cả các trường hợp. Nó gây kích ứng da nhẹ, đạt tỷ lệ phân hủy sinh học 100% và có giá trị LD50 từ 1300 đến 2400 mg/kg.
Nhìn chung, LAS hiếm khi được sử dụng trong dầu gội và sữa tắm, mà chủ yếu được ứng dụng trong nước giặt và nước rửa chén. Trong nước rửa chén, LAS có thể chiếm khoảng một nửa tổng lượng chất hoạt động bề mặt, trong khi tỷ lệ của nó trong nước giặt có thể được điều chỉnh trong phạm vi thực tế rộng.
LAS đạt được độ hòa tan trong nước tốt chủ yếu ở nhiệt độ tương đối cao như 60℃ và khi được kết hợp với một số chất hoạt động bề mặt khác. Hệ hợp chất ba thành phần điển hình “LAS-AES-FFA” được sử dụng rộng rãi trong nước rửa chén, và hệ hợp chất “LAS-xà phòng gốc-η·SAA” thường được dùng trong chất tẩy rửa quần áo dạng lỏng. Điều đáng chú ý là việc kết hợp trực tiếp LAS với chất hoạt động bề mặt không ion alkylol amide thường không đạt được hiệu quả lý tưởng; hệ “LAS-FFA” không ổn định, có độ nhớt thấp và có màu trắng đục.
LAS đứng đầu về sản lượng với khối lượng sản xuất hàng năm là 290 kiloton và là chất hoạt động bề mặt tổng hợp rẻ nhất. Nó có giá thấp nhất trong số năm chất hoạt động bề mặt tổng hợp sản lượng cao hàng đầu, và giá của nó tương đương với giá của các chất nền xà phòng (xà phòng axit béo) trong số các chất hoạt động bề mặt anion thông thường. LAS nổi bật nhờ độ ổn định tuyệt vời, khả năng tẩy rửa mạnh và chi phí thấp, trong khi nhược điểm nổi bật của nó là khả năng gây kích ứng tương đối cao.
Trong số tất cả các chất hoạt động bề mặt sulfonate, AOS mang lại hiệu suất toàn diện tối ưu. Nó kế thừa và nâng cao hơn nữa những ưu điểm của các chất sulfonate thông thường đồng thời tránh được những nhược điểm vốn có của chúng. Là một trong những chất hoạt động bề mặt chính, AOS được sử dụng rộng rãi trong dầu gội và sữa tắm, và ứng dụng của nó trong các chất tẩy rửa dạng lỏng khác sẽ dần mở rộng cùng với việc sản xuất trong nước và giảm giá thành.
AOS sở hữu những ưu điểm vượt trội bao gồm độ ổn định cao, khả năng hòa tan trong nước tuyệt vời, khả năng tương thích tốt, ít gây kích ứng và khả năng phân hủy sinh học lý tưởng bởi vi sinh vật. Nhược điểm chính của nó là giá thành tương đối cao so với tất cả các chất hoạt động bề mặt anion khác.
2.2 Sulfat chất hoạt động bề mặt anion
Các loại chất hoạt động bề mặt phổ biến bao gồm natri rượu béo polyoxyetylen ete sulfat và natri dodecyl sulfat.
Natri polyoxyetylen ete sulfat rượu béo, còn được gọi là AES hoặc ete sulfat rượu, dễ tan trong nước. Khi hàm lượng hoạt chất đạt 70%, nó xuất hiện dưới dạng chất lỏng nhớt, trong suốt, màu vàng nhạt, và độ ổn định của nó kém hơn so với các sulfonat thông thường. Nó bị thủy phân nhanh chóng khi giá trị pH dưới 4, nhưng lại có độ ổn định thủy phân tuyệt vời trong môi trường kiềm. Sau khi được bảo quản trong ba ngày ở 30°C trong điều kiện pH 2, pH 4 và pH 10, tỷ lệ thủy phân của nó lần lượt là 100%, 50% và 0. Nó có đặc tính ít gây kích ứng với chỉ số kích ứng là 2,3 đối với dung dịch nước 10%, tỷ lệ phân hủy sinh học trên 90% và giá trị LD50 là 1800 mg/kg.
Natri dodecyl sulfat, thường được gọi là AS, K12, natri cocoalkyl sulfat, natri lauryl sulfat hoặc chất tạo bọt, tan trong nước với độ hòa tan khoảng 15 ở 25°C, thấp hơn so với AES. Nó không bị ảnh hưởng bởi kiềm và nước cứng, nhưng độ ổn định trong điều kiện axit yếu hơn so với các sulfonat thông thường và gần bằng AES. Nhiệt độ gia nhiệt lâu dài không được vượt quá 95°C. Nó có mức độ kích ứng vừa phải so với các chất hoạt động bề mặt khác; dung dịch 10% của nó có chỉ số kích ứng là 3,3, cao hơn AES và thấp hơn LAS, với giá trị LD50 là 1300 mg/kg.
AES được ứng dụng rộng rãi trong dầu gội, sữa tắm, nước rửa chén và nước giặt. Trong thực tế sử dụng, giá trị pH nên được nâng lên mức trung tính hoặc kiềm yếu càng nhiều càng tốt nếu các tiêu chuẩn chất lượng pH cho phép. Khi AES phải được sử dụng trong điều kiện pH thấp, chẳng hạn như trong dầu gội, dạng muối ethanolamine của nó thường được sử dụng. AES có độ hòa tan trong nước tốt hơn AS và có thể được pha chế thành dung dịch nước trong suốt ở bất kỳ tỷ lệ nào ở nhiệt độ phòng. So với LAS, AES được ứng dụng rộng rãi hơn trong chất tẩy rửa dạng lỏng và có khả năng tương thích vượt trội, có thể được kết hợp với nhiều chất hoạt động bề mặt theo tỷ lệ nhị phân hoặc đa hợp để tạo thành dung dịch nước trong suốt. Trong số các chất hoạt động bề mặt tổng hợp, AES đứng thứ ba về sản lượng với giá thành thấp hơn AS; giá của AES 70% là 8500 nhân dân tệ/tấn vào năm 2002. Những ưu điểm nổi bật của nó bao gồm ít gây kích ứng, độ hòa tan trong nước tốt, khả năng tương thích tuyệt vời và hiệu quả đáng kể trong việc ngăn ngừa da khô và thô ráp. Nhược điểm chính của nó nằm ở độ ổn định kém trong môi trường axit, đòi hỏi giá trị pH phải được giữ ở mức cao hơn 4, và khả năng tẩy rửa của nó yếu hơn so với LAS và AS.
Khi sử dụng AS trong chất tẩy rửa dạng lỏng, môi trường pH phải được kiểm soát để tránh độ axit quá cao. Muối ethanolamine hoặc muối amoni của nó là cần thiết cho việc ứng dụng trong dầu gội và sữa tắm. Việc sử dụng muối ethanolamine không chỉ giúp tăng cường độ ổn định kháng axit mà còn giảm kích ứng, và chỉ số kích ứng của dung dịch muối triethanolamine 10% là 3.0. AS hiếm khi được sử dụng trong nước rửa chén và hiếm khi được dùng làm chất hoạt động bề mặt chính với liều lượng thấp trong công thức, chủ yếu là vì nó không thuận lợi cho việc cắt giảm chi phí sản phẩm và các sản phẩm như vậy hầu như không có yêu cầu về khả năng tạo bọt. Xếp thứ năm về sản lượng chất hoạt động bề mặt tổng hợp, AS có giá tương đối cao, và dạng bột của nó có giá 15.000 nhân dân tệ/tấn vào năm 2002. Bên cạnh khả năng tạo bọt vượt trội và khả năng tẩy rửa mạnh, AS kém hơn AES ở hầu hết các hiệu suất sử dụng, chẳng hạn như độ ổn định kháng axit kém hơn một chút và khả năng gây kích ứng tương đối cao hơn (chỉ thấp hơn LAS), và nó cũng có giá cao nhất trong số các chất hoạt động bề mặt anion thông thường.
3.Chất hoạt động bề mặt không ion
Các loại chất hoạt động bề mặt không ion chính bao gồm alkylolamide (FFA), polyoxyethylene ether rượu béo (AE) và alkylphenol polyoxyethylene ether (APE hoặc OP). Chất hoạt động bề mặt không ion sở hữu các đặc tính tuyệt vời như khả năng hòa tan, tẩy rửa, chống tĩnh điện, ít gây kích ứng và khả năng phân tán xà phòng vôi. Chúng có phạm vi pH ứng dụng rộng hơn so với các chất hoạt động bề mặt ion thông thường, và vượt trội hơn các chất hoạt động bề mặt anion thông thường ở hầu hết các đặc tính ngoại trừ khả năng tẩy rửa và tạo bọt. Các thí nghiệm chứng minh rằng việc thêm một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt không ion vào hệ thống chất hoạt động bề mặt ion có thể tăng cường hoạt tính bề mặt tổng thể khi so sánh ở cùng hàm lượng chất hoạt động.
Alkylolamide là chất hoạt động bề mặt không ion hiệu năng cao, được sử dụng rộng rãi và thường xuyên ứng dụng, phổ biến trong nhiều loại chất tẩy rửa dạng lỏng. Các loại alkylolamide phổ biến được sử dụng trong chất tẩy rửa dạng lỏng là amide 2:1 và amide 1.5:1, ngoài ra amide 1:1 cũng có thể được sử dụng. Ba loại này khác nhau đáng kể về độ hòa tan trong nước và khả năng làm đặc. Nói chung, amide 1.5:1 có hiệu năng tổng thể trung bình và được sử dụng rộng rãi trong nước rửa chén. Thông thường, amide 1:1 chỉ dễ dàng hòa tan khi được kết hợp với các chất hoạt động bề mặt hòa tan trong nước khác. Alkylolamide thích hợp hơn cho chất tẩy rửa kiềm và cũng có thể được sử dụng trong chất tẩy rửa có tính axit yếu.
Trong số tất cả các chất hoạt động bề mặt không ion, alkylolamide là loại tiết kiệm chi phí nhất, với giá 7.800 nhân dân tệ/tấn vào năm 2002. Chúng được sử dụng thường xuyên hơn trong chất tẩy rửa dạng lỏng so với polyoxyethylene ether rượu béo, và cũng là chất hoạt động bề mặt không ion chính được sử dụng trong dầu gội. Các lý do chính như sau: FFA có chức năng toàn diện và vượt trội hơn AE; FFA có giá thành rẻ hơn; FFA có độ hòa tan tốt hơn; và FFA có khả năng tạo bọt mạnh hơn so với AE.
4. Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính
Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính là chất hoạt động bề mặt sở hữu cả nhóm ưa nước anion và cation. Theo đó, chúng thể hiện tính chất cation trong dung dịch axit, tính chất anion trong dung dịch kiềm và tính chất tương tự như chất hoạt động bề mặt không ion trong dung dịch trung tính.
Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính dễ dàng hòa tan trong nước, dung dịch axit và kiềm đậm đặc, thậm chí cả dung dịch muối vô cơ đậm đặc. Chúng có khả năng chống nước cứng tuyệt vời, ít gây kích ứng da, khả năng làm mềm vải tốt, đặc tính chống tĩnh điện vượt trội và hiệu quả diệt khuẩn tốt, đồng thời có khả năng tương thích cao với nhiều loại chất hoạt động bề mặt khác nhau.
Các sản phẩm này có thể được sử dụng trong phạm vi pH rộng. Do trạng thái ion của chúng trong các môi trường axit-bazơ khác nhau, chúng cho hiệu quả tốt hơn trong điều kiện axit và trung tính so với điều kiện kiềm. Nói chung, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính đắt hơn chất hoạt động bề mặt không ion.
Các loại chất hoạt động bề mặt lưỡng tính quan trọng thường gặp bao gồm dodecyldimethylbetaine và imidazoline loại carboxylate. So với chất hoạt động bề mặt anion, chất hoạt động bề mặt không ion có nhiều đặc tính toàn diện hơn với ít nhược điểm hơn, chỉ kém hơn về khả năng tẩy rửa và tạo bọt. Khi so sánh với chất hoạt động bề mặt không ion, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính vượt trội hơn ở một số đặc tính và tương đương ở những đặc tính khác.
Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có khả năng tạo bọt mạnh hơn so với các chất hoạt động bề mặt không ion thông thường (trong khi chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có khả năng tạo bọt kém), hoạt tính diệt khuẩn vượt trội so với các chất hoạt động bề mặt không ion và anion, và hiệu quả dưỡng da tốt hơn. Vì lý do này, trong các chất tẩy rửa dạng lỏng, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính chủ yếu được sử dụng trong dầu gội đầu, tiếp theo là các sản phẩm làm sạch da như sữa tắm.
5. Chất hoạt động bề mặt cation
Các loại chất hoạt động bề mặt cation phổ biến bao gồm Cetyl Dimethyl Ammonium Chloride (1631), Octadecyl Trimethyl Ammonium Chloride (1831), Cationic Guar Gum (C-14S), panthenol cation, dầu silicon cation, Dodecyldimethylamine Oxide (OB-2), v.v.
Trong chất tẩy rửa dạng lỏng, chất hoạt động bề mặt cation đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt phụ trợ và thành phần dưỡng tóc với liều lượng thấp trong công thức. Chúng thường được sử dụng trong các sản phẩm cao cấp, phổ biến nhất là trong dầu gội. Chất hoạt động bề mặt cation không thể được kết hợp trực tiếp với chất hoạt động bề mặt anion. Mặc dù sự kết hợp giữa chất hoạt động bề mặt cation và anion có thể đạt được hiệu quả lý tưởng, nhưng chúng tiềm ẩn nguy cơ lắng đọng và kết tinh cao.
Nhiều loại chất hoạt động bề mặt cation được sử dụng trong dầu gội với tần suất sử dụng khác nhau, có nghĩa là không có một hoặc hai loại nào được sử dụng chủ yếu, và chúng thường được pha chế vào các sản phẩm dầu xả hoàn chỉnh. Chất hoạt động bề mặt cation chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng sản lượng chất hoạt động bề mặt và thường đắt hơn các loại khác.
So với các loại chất hoạt động bề mặt khác, chất hoạt động bề mặt cation có tác dụng dưỡng tóc nổi bật nhất và hoạt tính diệt khuẩn mạnh nhất. Mặc dù có những nhược điểm như khả năng tẩy rửa kém, khả năng tạo bọt yếu, độ tương thích thấp, gây kích ứng cao và giá thành cao, chúng vẫn không thể thay thế được bởi các chất hoạt động bề mặt khác với vai trò là thành phần dưỡng tóc trong các loại chất tẩy rửa và dầu gội cao cấp. Điều đáng chú ý là chất hoạt động bề mặt cation chỉ có thể được sử dụng làm thành phần dưỡng tóc hoặc chất diệt khuẩn.
Thời gian đăng bài: 21 tháng 5 năm 2026