Tài liệu Tổng hợp hóa dầu - Bài 5: Chế tạo chất tẩy rửa

 128 
 BÀI 5. CHẾ TẠO CHẤT TẨY RỬA 
 Mã bài: HDE5 
Giới thiệu 
Từ lâu, con ngƣời đã biết dùng một số dung dịch tẩy rửa tự tạo lấy, nhƣ 
dùng nƣớc tro để ngâm tẩy dầu mỡ, dùng nƣớc bồ kết để gội đầu và giặt tẩy. 
Ngày nay, do nhu cầu về chất tẩy rửa rất lớn, mà chất tẩy rửa nhƣ xà phòng 
lại đƣợc chế tạo từ xút và các loại dầu thực vật nhƣ dầu dừa, dầu mè... Các 
loại dầu này nên dùng làm thực phẩm cho con ngƣời. Do đó, phải tìm các chất 
tẩy rửa thay thế rẻ tiền hơn, tốt hơn. 
Dựa trên cơ sở phân tích trên, ngƣời ta thấy rằng có thể dùng những 
chất hoặc hỗn hợp các chất có tính tẩy và tính hấp phụ để tẩy rửa. Do đó, họ 
đã dùng các chất hữu cơ có tính hấp phụ và chất tạo bọt, mang đi kiềm hóa 
thành muối kiềm. Khi phân tán trong nƣớc nó vừa có tính tẩy, vừa có tính hấp 
phụ, đồng thời cho thêm chất phụ gia để hỗ trợ 2 tính chất trên. Các 
ankylsunfat, ankansunfonat và arensunfonat là những chất hoạt động bề mặt 
thông dụng, chúng đƣợc tổng hợp từ các quá trình sunfat hóa, sunfo hóa, 
sunfoclo hóa và sunfooxy hóa. 
Mục tiêu thực hiện 
Học xong bài này học viên có khả năng: 
- Mô tả các phƣơng pháp chế tạo chất tẩy rửa và cơ chế tẩy rửa 
- Chế tạo chất tẩy rửa từ nguyên liệu trong nƣớc. 
- Xác định hoạt tính tẩy rửa của sản phẩm đã điều chế trong phòng thí 
nghiệm. 
Nội dung chính 
1. Phân loại chất hoạt động bề mặt (HĐBM) 
1.1. Chất hoạt động bề mặt nonionic (NI) 
1.1.1. Đặc điểm chung 
Có khả năng HĐBM không cao. Êm dịu với da, lấy dầu ít. Làm bền bọt, 
tạo nhũ tốt. Có khả năng phân giải sinh học 
Ít chịu ảnh hƣởng của nƣớc cứng và pH của môi trƣờng, tuy nhiên có 
khả năng tạo phức với một số ion kim loại nặng trong nƣớc.... 
1.1.2. Phân loại và cách tổng hợp 
Hiện nay đƣợc dùng phổ biến nhất là quá trình etoxy hóa từ rƣợu béo với 
oxyt etylen: Công thức chung: R-O-(CH2-CH2-O-)nH. 
Các rƣợu béo này có nguồn gốc thiên nhiên: dầu thực vật, mỡ động vật 
 129 
thông qua phản ứng H2 hóa từ axit béo tƣơng ứng: 
VD: n - CH3 - (CH2)13 - COOH + H2 n - CH3 - (CH2)13 - CH2OH 
Hoặc từ rƣợu tổng hợp: bằng cách cho olefin-1 phản ứng với H2SO4, rồi 
thủy phân (thu đƣợc rƣợu bậc 2). Trong thƣơng mại, loại này có tên gọi: 
tecitol 15-s-7, union caride 15-s-9... 
Copolimer: Công thức chung: HO-(OE)n-(OP)m-(OE)n-H. 
Hoặc: HO-(OP)n-(OE)m-(EP)n-H. 
Tỷ số PO/OE có thể thay đổi: 4 - 1 hoặc 9 - 1. Trọng lƣợng phân tử thấp 
nhất: 2000đvC, thông dụng nhất hiện nay là loại n = 2 và m = 30, chúng tạo 
bọt kém nên dùng phổ biến trong các sản phẩm tẩy rửa chuyên dùng cho 
máy: máy rửa chén, máy giặt, không gây hại cho môi trƣờng, độc tính yếu. 
Tuy nhiên dùng lƣợng không lớn vì khả năng phân hủy sinh học chậm. 
Các oxyt amin, ankyl amin, rƣợu amit, polyglycerol ete, polyglucosit 
(APG)... 
Nhóm này có tính chất nổi trội là rất ổn định với chất tẩy có clo, nƣớc 
javel, chất oxy hóa... thƣờng dùng làm tác nhân nền, tăng tính ổn định bọt, 
làm sệt, tạo ánh ánh xà cừ cho sản phẩm... đặc biệt dễ bị phân hủy sinh học, 
đó là oxit amin, ankyl amin, ankylmonoetanolamit, polyglycerol ete, anlkyl 
polyglucosit (APG), sunfonat Betain, ankylaminopropylsunfo betain, betain 
etoxy hóa. 
1.2. Chất HĐBM anionic 
1.2.1. Đặc điểm chung 
Có khả năng HĐBM mạnh nhất so với các loại khác. Làm tác động tẩy 
rửa chính trong khi phối liệu. Khả năng lấy dầu cao. Tạo bọt to nhƣng kém 
bền... Bị thụ động hóa (mất khả năng tẩy rửa trong nƣớc cứng, cứng tạm thời, 
các ion kim loại nặng (Fe3+, Cu2+...) 
1.2.2. Phân loại và tổng hợp 
Chất HĐBM anionic rất đa dạng và từ rất lâu con ngƣời đã biết sử dụng 
trong công việc giặt giũ. 
Chia làm hai loại chính: 
Có nguồn gốc thiên nhiên: 
Đó chính là sản phẩm từ phản ứng xà phòng hóa của các estec axit béo 
với glyxerin (dầu cọ, dầu dừa, dầu nành, dầu lạc, dầu cao su... mỡ heo, mỡ 
cừu, mỡ bò, mỡ hải cẩu, mỡ cá voi...) 
Có nguồn gốc từ dầu mỏ: 
Thông qua phản ứng ankyl hóa, sunfo hóa các dẫn xuất anlkyl, aryl, 
 130 
ankylbenzen sunfonic. 
Parafin sunfonate (SAS): hiện nay các SAS chƣa đƣợc sử dụng cho bột 
giặt vì giá thành còn cao. Do có khả năng phân hủy sinh học tốt nên rất đƣợc 
khuyến khích sử dụng. 
PAS: là chất HĐBM dạng este do phản ứng giữa rƣợu béo và oleum 
SO3. 
1.3. Chất HĐBM cationic 
Đặc điểm chung 
Có khả năng HĐBM không cao. 
Là chất HĐBM có nhóm ái nƣớc là ion dƣơng: thông thƣờng là các dẫn 
xuất của muối amin bậc bốn của clo. Êm dịu với da, tẩy dầu ít, không dùng với 
mục đích tạo bọt. Làm bền bọt, tạo nhũ tốt... Có khả năng phân giải sinh học 
kém, hiện nay ngƣời ta dùng clorua ditearyl diamin amoni bậc bốn vì khả năng 
phân giải sinh học tốt hơn. Tƣơng lai trên thị trƣờng, sẽ có các cationic dạng 
nhóm chức este dễ phân giải sinh học hơn cho môi trƣờng, và giảm khả năng 
gây dị ứng khi sử dụng. Chủ yếu làm triệt tiêu tĩnh điện cho tóc, vải sợi... nên 
lƣợng dùng rất ít. 
1.4. Chất HĐBM lưỡng tính 
1.4.1. Đặc điểm chung 
Có khả năng HĐBM không cao 
Là chất HĐBM có các nhóm lƣỡng cực vừa tích điện âm vừa tích điện 
dƣơng (amin, este). Ở pH thấp chúng là chất HĐBM cationic và là anionic ở 
pH cao. Có khả năng phân hủy sinh học. Lƣợng dùng khoảng 0,2% -1% trong 
các sản phẩm tẩy rửa. 
1.4.2. Phân loại và cách tổng hợp 
Trong nhóm các chất HĐBM lƣỡng tính, hiện nay các dẫn xuất từ betain 
đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Chúng gồm các nhóm chính sau: Ankylamino 
propyl betain, 
Khi R là gốc lauryl thì có tính tẩy rửa rất tốt, khả năng tạo bọt mạnh, 
không là khô da, dịu cho da... hiện nay trên thị trƣờng thƣờng thấy phối trong: 
dầu gội, sữa tắm, nƣớc rửa chén... với tên gọi: cocoamino propyl betain 
(CAPB). 
1.5. Dung dịch cao phân tử (CPT) 
a. Khái niệm 
Dung dịch cao phân tử là hệ keo ƣa lỏng. Khá bền về nhiệt động, là hệ 
keo thuận nghịch. Do kích thƣớc lớn nên có những tính chất đặc thù mà các 
 131 
dung dịch khác không có. Dung dịch cao phân tử đƣợc hình thành do quá 
trình hòa tan vào trong dung môi có ε thích hợp. 
b. Đặc điểm cấu trúc cơ bản chất cao phân tử: 
M (tb) =104 – 106 đvc. 
Có cấu dạng khác nhau: thẳng, nhánh, lƣới không gian. Đa phần CPT 
tồn tại 2 liên kết: liên kết hóa học (vài trăm Kcal/mol) và liên kết giữa các CPT 
(vài Kcal/mol). Tính dẻo là do quá trình quay liên kết C-C... 
Độ phân cực CPT tăng chu kỳ phục hồi tăng... 
Số cầu nối ngoại phân tử tăng: giảm tính đàn hồi, mất khả năng biến 
dạng... 
Số nhóm có cực tăng: độ nhớt tăng, tính dẻo và tính chảy giảm... 
Vì vậy cần phải có hiểu biết nhất định về dung dịch CPT để phục vụ tốt 
khi phối liệu các sản phẩm từ CPT. 
2. Nguyên liệu sản xuất các chất tẩy rửa 
2.1. Axit dođexy benzen sunforic 
2.1.1. Tính chất lý học 
Đođexy benzen sunfo axit, viết tắc là DBSA, có công thức phân tử là: 
C12H25C6H4SO3H 
Là chất lỏng màu đen nâu nên gọi là kem đen. Có độ nhớt cao, có phân 
tử lƣợng M = 326 đvC, tỷ trọng d = 1,05. Ở nhiệt độ thƣờng có hơi SO3 bay ra 
nên có mùi hắc và gây độc hại cho cơ quan hô hấp. 
Khi gặp nƣớc có hiện tƣợng vón cục lại và rất khó tan, tan ít khi khuấy 
mạnh. 
Khi rơi vào da làm khô da, để lâu làm bỏng nhẹ. Trên thị trƣờng bán 
DBSA có hàm lƣợng 96% đến 98% còn từ 1 đến 2% là H2SO4, từ 1 đến 2% là 
chất chƣa bị sunfo hóa. 
Điều chế 
Trong công nghiệp, ngƣời ta điều chế DBSA bằng cách sunfo hóa 
đođexy benzen. 
C12H25C6H5 SO3 C12H25C6H4SO3H 
Trong quá trình sản xuất, ngƣời ta sục SO3 từ dƣới tháp đi lên. Còn 
đođexy benzen thì tƣới từ trên xuống. Để tăng diện tích tiếp xúc, nên dùng 
đệm xốp ở trong tháp, việc này làm tăng hiệu suất tạo DBSA. 
Trong quá trình sunfo hóa, còn một lƣợng SO3 hòa tan vào DBSA, do đó 
DBSA còn một lƣợng SO3 mang theo trong sản phẩm và cũng còn một phần 
các chất chƣa bị sunfo hóa. 
 132 
2.1.2. Ứng dụng 
DBSA đƣợc sử dụng làm chất tạo bọt trong công nghiệp sản xuất các 
chất tẩy rửa, DBSA đƣợc dùng sản xuất DBSNa là chất tẩy rửa chính. Ngoài 
ra, DBSA còn đƣợc dùng trong công nghệ tuyển khoáng. 
2.1.3. Bảo quản 
DBSA đƣợc nhập từ nƣớc ngoài chứa trong thùng kín. Để ở nơi khô ráo 
và mát. Kho chứa DBSA không đƣợc gần lửa, phải đảm bảo quy tắc phòng 
chống cháy vì DBSA dễ cháy. Khi dùng xong phải đậy kín vì nó có hơi độc 
SO3 bay ra. Kho chứa và nơi sản xuất phải thoáng. 
Khi sử dụng tránh để DBSA bám vào da, vào mắt, cần có khẩu trang, 
găng tay cao su, kính bảo hộ, giầy, mũ 
Không để DBSA đổ ra nền vì nó độc và rất trơn sẽ bị té ngã. Khi đã bị đổ 
cần thu gom vào bồn thu hồi và phải làm sạch nền, bằng thấm mùn cƣa quét 
dọn đi. 
Không để các hóa chất khác lẫn vào kho DBSA. Khi bị DBSA bám vào da 
cần rửa ngay bằng nƣớc vòi chảy rồi rửa bằng xà phòng cho sạch. 
2.2. Natri hyđroxit - NaOH 
2.2.1. Tính chất lý học 
Natri hyđroxit là chất rắn, tinh thể có màu trắng có tỷ trọng d = 2,13, phân 
tử lƣợng M=40 đvC. Trong không khí rất dễ hút ẩm chảy rữa. Tan nhiều trong 
nƣớc, ở 200C tan 109 gam/100g H2O và ở 100
0C 347gam/100g H2O. Nóng 
chảy ở 3180C và sôi ở 13880C. 
Dung dịch xút có tính ăn da nên còn gọi là xút ăn da. Bị xút bám vào da 
để lâu gây bỏng nặng, do đó ta phải rửa ngay bằng dòng nƣớc chảy, rồi rửa 
bằng xà phòng cho kỹ, nhiều lần. 
2.2.2. Điều chế 
Trong công nghiệp, ngƣời ta điều chế xút bằng nhiều phƣơng pháp. 
Nhƣng hiện nay phƣơng pháp điện phân dung dịch muối ăn đƣợc dùng nhiều 
nhất. 
Nguyên tắc của phƣơng pháp này là dùng dòng điện một chiều điện phân 
dung dịch muối ăn, giữa hai điện cực có màng ngăn. Ở trong dung dịch phân 
táchra các ion. 
NaCl Na
+
Cl- 
Và nƣớc cũng phân táchít 
H2O H
+ OH- 
 133 
Tại cực dƣơng: 
ion Cl- và ion OH- tới, nhƣng chỉ có ion Cl- phóng điện (nhƣờng điện tử 
vào điện cực dƣơng). 
Cl- - e = Cl0 
2Cl- -2e = 2Cl0 =Cl2 ↑ 
Tại cực âm 
ion Na+ và ion H+ tới. Nhƣng chỉ có ion H+ là phóng điện (nhận điện tử từ 
điện cực âm). 
H+ + e = H0 
2H+ + 2e = 2H0 =H2 ↑ 
Còn dung dịch có các ion Na+ và OH- chính là dung dịch xút, dung dịch 
chảy ra còn mang theo muối chƣa bị điện phân. Ngƣời ta mang cô đặc rồi làm 
lạnh cho muối kết tinh, mang đi tách muối ra, còn dung dịch xút thu đƣợc 
mang đi sử dụng trong công nghiệp. 
Sở dĩ phải có màng ngăn giữa hai điện cực là để tránh cho clo bay sang 
cực âm, tác dụng với xút tạo nƣớc javen và làm cho hiệu suất điện phân giảm. 
2.2.3. Ứng dụng 
Xút là một trong các hóa chất cơ bản nhất. Nó đƣợc ứng dụng rất nhiều 
trong công nghệ giấy, công nghệ sản xuất chất tẩy rửa, công nghệ nhuộm tẩy 
vải, công nghệ sản xuất thủy tinh lỏng... 
2.2.4. Bảo quản 
Xút sản xuất nội địa là dung dịch xút, đƣợc chứa vào các thùng bằng sắt. 
Xút nhập ngoại là xút rắn, cũng đựng vào thùng sắt. Thùng chứa xút phải kín 
vì dễ hút ẩm, chảy rữa. 
Khi sử dụng xút, ngƣời công nhân nhất thiết phải đeo bảo hộ lao động từ 
quần áo, ủng, găng tay, khẩu trang kín... 
Khi bị xút bám vào da phải rửa ngay bằng vòi nƣớc chảy, rồi rửa bằng xà 
phòng thật kỹ. 
Kho chứa xút phải khô thoáng, hệ thống điện phải cao, công tắc phải để 
bên ngoài phòng kho. Tránh để hở các đƣờng dây điện ở trong các kho hóa 
chất nhất là kho xút, vì điện dễ bị rò ra do ẩm. 
2.3. Natri cacbonat - Na2CO3 
2.3.1. Tính chất lý học 
Natri cacbonnat còn gọi là sôđa, là chất rắn, tinh thể màu trắng, có tỷ 
trọng d = 2.53, phân tử lƣợng M = 106 đvC. Nhiệt độ nóng chảy là 8510C. Khi 
đun nóng cao hơn nữa nó bị phân hủy. 
 134 
Sôđa dễ tan trong nƣớc, ở 200C tan là 21,5g/100g H2O, ở 100
0C tan là 
45,5g/100g H2O. Trong không khí ẩm nó dễ hút nƣớc và chảy rữa. 
Trên thị trƣờng sođa phải có hàm lƣợng nhƣ sau: Na2CO3 ≥ 99% các 
chất không tan ≤0,1%. Màu trắng và không có mùi. 
2.3.2. Điều chế 
Trong công nghiệp điều chế sođa hiện nay dùng phƣơng pháp solvay. 
Nguyên tắc của phƣơng pháp là dùng nƣớc muối bão hòa hấp thụ NH3 và 
CO2 tạo thành natri bicacbonat kết tủa. 
NaClH + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4ClH
Sau đó lọc lấy NaHCO3 rồi đem nung đƣợc sođa 
NaHCO3 NaCO3 + CO2 + H2O
t0
Khí CO2 đƣợc thu quay trở lại công đoạn trƣớc. 
Amoni clorua NH4Cl đƣợc tái sử dụng NH3, để quay trở lại công đoạn 
đầu bằng nƣớc vôi tác dụng trong tháp tái sinh NH3 theo phản ứng: 
Ca(OH)2 + 2NH4Cl CaCl2 + 2NH3 + H2O 
2.3.3. Ứng dụng 
Sođa dùng rất nhiều trong công nghệ chế biến thực phẩm, công nghệ 
nhuộm, chế tạo chất tẩy rửa, trong công nghiệp thủy tinh dùng sođa làm chất 
trợ dung. Trong dƣợc phẩm để chế tạo natri bicacbonat làm thuốc khử toan 
cho đau dạ dày 
Sođa cũng là hóa chất cơ bản đƣợc dùng rất nhiều. 
2.3.4. Bảo quản 
Sođa phải đựng trong bao kín, thùng kín; kho để sođa phải khô ráo và 
thoáng mát. Sođa cũng ăn da nên khi sử dụng cần có trang bị bảo hộ lao 
động. 
2.4. Natri silicat - Na2SiO3 
2.4.1. Tính chất lý học 
Natrisilicat là chất rắn tinh thể trong suốt, tỷ trọng d=2,4. Phân tử lƣợng 
M=124 đvc, có nhiệt độ nóng chảy là 1080C. 
Natrisilicat dễ hút nƣớc. Ngậm nƣớc thành công thức nƣớc là: 
Na2SiO3.9H2O. Tan nhiều trong nƣớc nóng, ít tan trong nƣớc lạnh. 
Trong công nghiệp dùng natrisilicat khoảng 39%. Gọi là thủy tinh lỏng có 
quy chuẩn nhƣ sau: 
Hàm lƣợng nƣớc ≤ 60% 
 135 
Hàm lƣợng Na2O ≥ 10% 
Mođun silicat từ 2,4 đến 2,8 
Tỷ trọng d=1,383 
Chất không tan ≤ 0,5% 
2.4.2. Điều chế 
Trong công nghiệp điều chế thủy tinh lỏng bằng cách cho cát tác dụng 
với dung dịch xút trong thùng sắt đƣợc đun nóng. Trong cát chủ yếu là SiO2 
tác dụng với xút theo phƣơng trình phản ứng 
t0SiO2 + NaOH Na2SiO3 + H2O 
Sau đó đem lọc lấy dung dịch thủy tinh lỏng đóng vào thùng phuy. 
2.4.3. Ứng dụng và bảo quản 
Thủy tinh lỏng đƣợc dùng trong công nghệ sản xuất xà phòng, bột giặt, 
kem giặt, trong công nghệ sản xuất keo dán và trong công nghệ sản xuất xi 
măng. Làm chất kết tinh xây các lò chịu axit 
Thủy tinh lỏng bảo quản trong các thùng phuy kín. Khi bị đổ ra nền phải dọn đi 
hết. 
Khi sử dụng cần trang bị quần áo bảo hộ lao động. 
2.5. Natritripoly photphat - Na5P3O10 
2.5.1. Tính chất lý học 
Tripoli photphat natri là chất kết tinh, tinh thể nhỏ dạng bột màu trắng. Tỷ 
trọng d=0,8. Phân tử lƣợng M=368 đvC. Thành phần quy ra P2O5=57,6% và 
Na2O=42,2%. Dễ tan trong nƣớc: ở 20
0C tan 25,8g/100g H2O ở 100
0C tan 
40,26g/100g H2O. Dễ hút ẩm chảy rữa. Nó tồn tại ở hai dạng thù hình: là dạng 
hyđrat hóa chậm và dạng hyđrat hóa nhanh. Trong thực tế hai dạng này lẫn 
lộn với nhau. 
Trên thị trƣờng có hai loại natri tripoly photphat có các tiêu chuẩn sau: 
Bảng 5.1. Bảng tiêu chuẩn natri tripolyphotphat 
Chỉ tiêu Loại 1 loại 2 
Ẩm ≤ 1% ≤ 2% 
P2O5 ≥ 55% ≥47,5% 
pH (dd 1%) 9 -10 9 -10 
Chất không tan ≤ 0,1% ≤ 0,25% 
2.5.2. Điều chế 
Trong công nghiệp, ngƣời ta điều chế tripoly photphat natri bằng cách 
 136 
trung hòa axit photphoric bằng xút đến pH = 9 ÷ 10 phản ứng xảy ra các nấc 
NaOH + H3PO4 NaH2PO4+ H2O
NaOH + Na2HPO4 + H2O
NaH2PO4
Sau đó đem cô đặc, kết tinh rồi đem sấy kết tủa khô, ta đƣợc sản phẩm 
là Na5P3O10. Ở nhà máy Supe photphat Lâm Thao - Vĩnh Phú đã sản xuất 
đƣợc natri tripoly photphat. 
2.5.3. Ứng dụng và bảo quản 
Natri tripolyphotphat đƣợc dùng chủ yếu trong công nghệ sản xuất các 
chất tẩy rửa. Nó có tác dụng thấ ... Xúc tiến DM 0.6 
Xúc tiến DPG 0.45 
Lƣu huỳnh 2 
Trƣớc khi hỗn hợp luyện nên tiến hành nhiệt sơ luyện làm cho độ nặn đạt 
1000 defo. 
 Cao su polybutađien (PB) 
Polybutađien là thành phần chính trong hỗn hợp làm lốp xe và các hỗn 
hợp khác, do đó polybutađien đã chiếm hàng thứ 2 sau SBR trong các loại 
cao su tổng hợp. 
Nguyên liệu là butađien 
Tính năng cao su – sodium butađien của liên Xô 
Cấu trúc hóa 
Cấu trúc hóa của cao su sodium với nhóm nguyên tử ở đoạn cuối, qua 
nhiều lần rửa vẫn không khử hết Na. 
Sức dính 
 197 
Độ nặng của cao su sống tăng thì sức dính giảm xuống. Độ dính của cao 
su sodium butađien không chênh lệch lắm so với cao su thiên nhiên trên các 
vật liệu kim loại. Nếu cho thêm than đen có thể tăng độ nhớt. 
Sơ luyện 
Khác với cao su thiên nhiên và SBR, cao su sodium butađien không thể 
dùng nhiệt để sơ luyện và độ nặn cao su sống sẽ giảm xuống khi nhiệt độ 
tăng, và độ hòa tan sẽ giảm xuống vì hình thành cấu trúc không gian 3 chiều 
trong khối cao su. Tuy nhiên, nếu dùng thêm 2% phòng lão D và 3% axit 
stearic, khi tăng nhiệt độ có thể tăng độ nặn. Cao su sodium butađien khó gia 
công bằng máy móc. 
Tính thu hút oxy 
Cao su sống sodium butađien dễ thu hút oxy và mất đàn tính trong thời 
gian ngắn, cao su dễ bị cứng dòn. Do đó, trong quá trình gia công ban đầu 
phải dùng thuốc phòng lão 3-oxybutyric anđehit – α – napthylamin (1 – 2%) 
hay phòng lão D (0.5 – 2%) 
Tính năng cao su lƣu hóa: 
Cao su sodium butađien lƣu hóa không có chất độn lực kéo đứt chỉ từ 12 
– 18kg/cm3. 
Các sản phẩm khác 
Với mức chất độn bằng nhau, sản phẩm polybutađien có sức kháng xé, 
sức kháng hút nƣớc và độ kháng còn thấp hơn cao su thiên nhiên và cao su 
SBR 
Vì tính thấm khí cao nên điện trở và tính kháng điện của PB gần giống 
cao su thiên nhiên. Ở nhiệt độ thấp độ nẩy của cao su PB không thay đổi 
nhiều do đó PB đƣợc phối hợp với các loại cao su khác để cải thiện tính năng 
này cho hỗn hợp. Ví dụ với tỉ lệ 70/30 neopren WRJ/ polybutađien, điểm dòn 
của hỗn hợp tốt hơn (-620F), độ biến dạng nén ít, giữ đƣợc lực kéo đứt tốt khi 
đã bị lão hóa (94% sau lão hóa 20 giờ ở 2120F). 
Cao su polybutađien dùng trong băng tải phối hợp với cao su thiên nhiên 
cải thiện đƣợc tính cắt, tính xé rách, tính kháng mòn, kháng nhiệt tốt và tính 
kháng uốn khúc dập nứt tốt. 
Ít khi dùng polybutađien mà không phối hợp với các loại cao su khác, chỉ 
trừ trƣờng hợp cần độ kháng mài mòn, độ nẩy cao, ví dụ làm banh golf hoặc 
banh trẻ con. 
 Cao su polyclopren 
Trong các loại cao su tổng hợp, cao su polycloropren đứng hàng thứ 4 về 
 198 
sản lƣợng và mức tiêu thụ. Năm 1982 mức tiêu thụ ở các nƣớc tƣ bản là 
294.000 tấn. 
Sơ lƣợt về nguyên liệu và sản xuất cao su sống 
Polycloropren đƣợc hãng Dupont DeNemours giới thiệu vào năm 1932 
và phát triển với tên thƣơng mại là Neopren GN (1939). Nó là chất trùng hợp 
của 2-clorobutađien -1,3. 
Đầu tiên chúng đƣợc điều chế từ vinylacetylen. Từ năm 1966 chúng 
đƣợc tổng hợp chính từ butađien theo phƣơng pháp của các hãng BP 
Chemical và Dupont DeNemours. 
Polycloropren có rất nhiều nhãn hiệu. Đầu năm 1972 có đến 7 hãng sản 
xuất loại cao su này. Mỗi hãng sản xuất không dƣới 10 nhãn hiệu và hãng 
Dupont DeNemours sản xuất đến 28 nhãn hiệu, mỗi nhãn hiệu có 1 đặc tính 
sử dụng riêng. Và mỗi ngày lại có thêm một nhãn hiệu mới. 
Tính năng của cao su sống 
Neopren dạng phôi đƣợc chia thành ba loại: thông dụng, làm keo và loại 
đặc biệt 
Tính năng của cao su lƣu hóa 
Cao su clopren dùng cho các mục đích thông thƣờng có đặc tính sau: 
Cao su polycloropren có thể lƣu hóa bằng axit kim loại nhƣ PbO hay ZnO 
hoặc với hệ thống lƣu hóa có tính lƣu huỳnh và chất xúc tiến hữu cơ, tuy 
nhiên tốc độ lƣu hóa của cao su cloropren chậm gấp đôi so với cao su thiên 
nhiên. Loại cao su này có đàn tính cao độ nên khó ép hình, ngoài ra rất dính 
kim loại tạo khó khăn cho thao tác hỗn luyện. 
Cƣờng lực kéo đứt, độ giãn dài khi đứt kém hơn so với cao su thiên 
nhiên, tính chịu nhiệt, chịu lạnh đều nhỏ. Khi ở 1000C cƣờng lực chỉ còn lại 30 
– 40% cƣờng lực ở nhiệt độ thƣờng. 
Bên cạnh các khuyết điểm trên, cao su cloropren có các tính ƣu việt sau: 
Tính thẩm khí nhỏ hơn cao su thiên nhiên khoảng ½ + 1/3. 
Nhiệt nội sinh của cao su polycloropren nhỏ hơn các loại cao su tổng hợp 
khác. 
Nhiệt phân giải cao su polycloropren (133 – 1580C) cao hơn cao su thiên 
nhiên và khả năng chống cháy của cao su này cũng rất lớn vì trong phân tử có 
clo. 
Cao su clopren chịu tải trọng, chịu dầu khoáng rất tốt nên thƣờng để sản 
xuất các sản phẩm chịu dầu. 
Tính kháng oxi và ozon của cao su polycloropren rất mạnh, lực kéo đứt, 
 199 
độ dãn dài của cao su này ít bị thay đổi khi bị lão hóa do oxy. 
Ứng dụng 
Tùy theo loại polyclopren ngƣời ta sử dụng để sản xuất các sản phẩm 
sau: 
Loại thông thƣờng: sản phẩm đúc khuôn, sản phẩm ép xuất, ống băng 
tải, bọc dây điện, đế, gót giầy, lốp xe, cán tráng vải và đệm chịu dầu v.v... 
Loại chất dính: dùng làm các loại keo dính nhanh và cƣờng độ dính lớn. 
Loại đặc biệt: sản phẩm các sản phẩm chịu dầu cao, cứng rắn, chất làm 
dẻo có thể lƣu hóa đƣợc đế dép. 
chất kết dính cao cứng để bảo vệ các thùng chứa, các tourbine v.v... 
 Cao su tổng hợp polyisopren 
Iso-pren, có công thức CH2 = C(CH3) – CH=CH2 là chất lỏng không màu, 
sôi ở 340C. Cùng với không khí, nó tạo ra hỗn hợp nổ trong khoảng nồng độ 
1.7 – 11.5% (phần thể tích). Nhƣ đã biết, nó là đơn vị cấu trúc của cao su tự 
nhiên. 
Cao su tổng hợp iso-pren có giá trị hơn butađien, mặc dù vậy, do tính 
khó khăn lớn của quá trình sản xuất nó nên lúc đầu ngƣời ta chọn cao su tổng 
hợp trên cơ sở butađien -1,3. Iso-pren đƣợc dùng để điều chế butyl bằng cách 
polime hóa đồng thời iso-buten với lƣợng bổ sung nhỏ iso-pren. Ứng dụng 
chính của iso-pren đƣợc tìm thấy gần đây, là để sản xuất cao su polyiso-pren 
với cấu trúc điều hòa lập thể, nhận đƣợc bằng cách iso-pren hóa với xúc tác 
cơ kim tƣơng tự nhƣ điều chế cao su cis-butađien. 
Trong số các loại cao su tổng hợp, đƣợc sản xuất nhằm mục đích làm lại 
hoặc cải tiến một phần tính năng của cao su thiên nhiên, chỉ có cao su tổng 
hợp polyiso-pren là có thành phần và cấu trúc hóa học gần gũi với cao su 
thiên nhiên nhất. Thành phần chính là cis-1,4-polyiso-pren nhƣ cao su thiên 
nhiên 
Nguyên liệu đi từ nhiều nguồn hyđrocacbon, cuối cùng là iso-pren. Phản 
ứng polyme hóa đƣợc thực hiện ở 5500C trong môi trƣờng iso-pentan dƣới áp 
suất 1.5bar với butyllithium làm chất xúc tác. Thời gian phản ứng 2 giờ, độ 
chuyển hóa khoảng 75%, nồng độ dung dịch cuối cùng khoảng 15% và khối 
lƣợng phân tử từ 1.106 – 2.106 
Tuy nhiên, với hàm lƣợng cis – 1,4 nhƣ thế, ảnh hƣởng nhiều đến lực 
kéo đứt và ứng suất của sản phẩm nếu dùng toàn cao su tổng hợp polyiso-
pren. Do đó, để cải thiện nhƣợc điểm này, ngƣời ta thƣờng trộn thêm 15 – 
20% cao su thiên nhiên. 
 200 
Trong thành phần cao su tổng hợp poliiso-pren có thể đƣợc thêm dầu 
naphten với tỉ lệ 25% so với cao su. 
Tính năng của sản phẩm 
Nói chung tính năng của sản phẩm làm từ cao su polyiso-pren tổng hợp 
kém hẳn cao su thiên nhiên, chỉ có tính kháng biến dạng nén và tính kháng lão 
hóa tƣơng đối tốt hơn, cao su tổng hợp polyiso-pren có hàm lƣợng cis -1,4 > 
98%. 
Tuy nhiên, ở nhiệt độ 1000C độ nảy của cao su polyiso-pren tổng hợp tốt 
hơn cao su thiên nhiên. 
Loại polyiso-pren latex đƣợc hãng Shell chemical sản xuất năm 1962, 
tính năng của sản phẩm tƣơng tự nhƣ sản phẩm của mủ li tâm cao su thiên 
nhiên. 
Ứng dụng 
Cao su polyiso-pren tổng hợp có thể đƣợc dùng trong các lĩnh vực hiện 
sử dụng cao su thiên nhiên nhƣ lốp xe tải, cán tráng vải mành lốp, lốp máy 
bay và lốp xe du lịch, sử dụng để sản xuất các mặt hàng dày dép, sản phẩm 
cơ, đệm đỡ ôtô và động cơ. 
4. Thực hành tổng hợp polystyren 
4.1. Hóa chất, dụng cụ 
- Axit xinamic 
- Hidroquinon 
- Peoxit của cyclohexanon 
- Benzol peoxit 
- ZnCl2 
- 01 bộ cất (Claizen) 
- 04 ống nghiệm 
- 01 nồi cách thủy 
4.2. Các chỉ dẫn an toàn 
4.2.1. Lắp nhiệt kế đúng theo hướng dẫn. 
4.2.2. Tránh cho peroxit tiếp xúc với nguồn nhiệt và tác nhân oxy hóa. 
4.3. Các công việc chuẩn bị 
Chuẩn bị hóa chất đầy đủ. Dụng cụ khô, sạch. 
Chuẩn bị sổ ghi chép hiện tƣợng kết quả thí nghiệm. 
4.4. Qui trình 
- Cho 30g axit cinamic vào bình Claizen, thêm vào một ít hiđroquinon. 
Lắp nhiệt kế, sinh hàn, co cổ và bình hứng. Đun nóng bình để loại 
CO2 và cất lấy styren ở nhiệt độ 100 – 120
0C. Phản ứng kết thúc sau 
2giờ. 
 201 
- Cho styren thu đƣợc vào 4 ống nghiệm, thêm vào ống nghiệm một ít 
benzolperoxit, ống nghiệm thứ 2 cho vào một ít peoxit của 
cyclohexanon và cho kẽm clorua vào ống nghiệm thứ 3 và ống 
nghiệm thứ 4 một ít hidroquinon. Đun cách thủy cả 4 ống nghiệm 
trong khoảng thời gian 1giờ 30phút. 
4.5. Kết quả 
Nhận xét sản phẩm và giải thích. 
Ghi nhận sản phẩm. 
4.6. Phiếu đánh giá thực hành 
Mục tiêu: Điều chế polistyren. 
Có 
thực 
hiện 
Không 
thực 
hiện 
Bƣớc hoạt 
động 
Đạt Không 
đạt 
Tiêu chuẩn của 
hoạt động 
 1. Mặc trang 
phục 
 Mặc áo blue 
 2. Nhận hóa 
chất và dụng 
cụ, thiết bị 
 Theo đúng yêu cầu 
của phòng thí 
nghiệm 
 3. Sắp xếp 
chỗ làm việc 
 Đúng quy định, 
ngăn nắp và thuận 
tiện 
 4. Tiến hành 
thí nghiệm 
 Đúng thao tác và 
đạt yêu cầu kỹ thuật 
 6. Ghi nhận 
kết quả 
 Đảm bảo chính xác 
và đầy đủ 
 7. Kết thúc thí 
nghiệm 
 Trả lại tình trạng 
ban đầu 
 8. Xử lý kết 
quả thí 
nghiệm 
 Viết phƣơng trình 
phản ứng, nhận xét 
sản phẩm và tính 
hiệu suất phản ứng 
 9. Kết thúc 
công việc 
 Nộp phiếu kết quả 
và bàn giao dụng 
cụ, thiết bị đã nhận 
 202 
5. Câu hỏi và bài tập 
5.1. Nêu những tính chất đặc trƣng của sản phẩm PP? 
5.2. Trình bày ứng dụng của PE dƣới các dạng sản phẩm khác nhau? 
5.3. Mô tả vai trò của chất độn trong quá trình sản xuất polyme? 
5.4. Trình bày cơ chế phản ứng và mô tả sự ảnh hƣởng của xúc tác đến cơ 
chế phản ứng oxy hóa p-xylen tổng hợp axit terephtalic? 
5.5. Hãy nêu những nhƣợc điểm của cao su SBR so với sản phẩm cao su tự 
nhiên? 
5.6. Trình bày những tính năng của cao su polybutadien? 
5.7. Hãy nêu những đặc điểm tổng quát về cao su iso-pren? 
 203 
 CÁC BÀI TẬP MỞ RỘNG VÀ NÂNG CAO 
1. Trình bày cơ sở chọn phƣơng pháp trích tách parafin thấp phân tử và 
parafin cao phân tử? Lấy ví dụ minh họa cụ thể. 
2. Hãy nêu vai trò của xúc tác dùng trong quá trình cracking? Trình bày khả 
năng tái sinh các lọai xúc tác? 
3. Trình bày đặc điểm của quá trình tách, làm sạch sản phẩm hyđrocacbon 
thơm thu đƣợc từ quá trình reforming? 
4. Nêu thành phần của sản phẩm olefin thu đƣợc từ 2 quá trình cracking 
nhiệt và cracking xúc tác. 
5. So sánh những phƣơng pháp chế biến axetylen. 
6. Tìm hiểu về xúc tác dùng trong các quá trình tổng hợp VC, VA? 
7. Trong công nghệ tổng hợp VC từ axetylen, tỉ lệ các tác nhân tham gia 
phản ứng ảnh hƣởng đến độ chọn lọc của sản phẩm nhƣ thế nào? Giải 
thích?. 
8. Trình bày sự ảnh hƣởng của các yếu tố đến độ chọn lọc của quá trình 
oxy hóa đồng thể. 
9. Hãy mô tả đặc điểm cấu tạo và nguyên tắc họat động của các thiết bị sử 
dụng trong quá trình oxy hóa xúc tác dị thể? 
10. Hãy nêu vai trò của xúc tác trong quá trình oxy hóa axetanđehit pha lỏng 
tạo thành axit axetic? 
11. Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lƣợng của quá trình sản 
xuất axit axetic, năng suất 30.000 tấn/năm theo phƣơng pháp oxy hóa 
axetanđehit trong pha lỏng với xúc tác ban đầu là mangan axetat? Các 
số liệu cụ thể nhƣ sau: 
- Axit axetic: 99.3% trọng lƣợng 
- Tạp chất: 
+ paraanđehit: 0.2% trọng lƣợng 
+ Axit axetic: 0.25% trọng lƣợng 
+ Anđehit crotonic: 0.05% trọng lƣợng 
+ Nƣớc: 0.2% trọng lƣợng 
- Hiệu suất chung của quá trình: 96% 
- Tổn thất axit axetic: 4% trọng lƣợng 
- Thành phần xúc tác lỏng: 
+ Axetatmangan: 5% trọng lƣợng 
 204 
+ Axit axetic: 70% trọng lƣợng 
+ Nƣớc: 25% trọng lƣợng 
12. Nêu tính chất các nguồn nguyên liệu chính để tổng hợp kem giặt 
13. Hãy mô tả tổng quát quá trình tổng hợp sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng? 
14. Trình bày đặc điểm quá trình sản xuất xà phòng bằng phƣơng pháp trung 
hòa axit béo? 
15. Trình bày tổng quát quá trình kiểm nghiệm hiệu năng sản phẩm dầu gội? 
16. Tìm hiểu những vấn đề nảy sinh khi dùng thuốc bảo vệ thực vật. 
 205 
 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 
1. Paraphin: là hyđrocacbon no mạch hở, trong công thức phân tử chỉ có 
liên kết đơn. Công thức tổng quát CnH2n+2 (n≥1) 
2. Olefin: là hyđrocacbon chƣa no, trong công thức phân tử có chứa một 
liên kết đôi. Công thức tổng quát Cn H2n. (n ≥ 2) 
3. Hyđrocacbon thơm: hyđrocacbon trong công thức phân tử có chứa nhân 
thơm. Công thức tổng quát CnH2n -6 (n ≥ 6). 
4. Khí tổng hợp: Là hỗn hợp khí gồm 2 thành phần chính H2 và CO với tỉ lệ 
khác nhau. 
5. Cracking: là phản ứng bẻ gãy mạch C-C của hyđrocacbon. 
6. Reforming là tập hợp hàng loạt các phản ứng nhằm nâng cao chất lƣợng 
của xăng động cơ, trong đó xảy ra 2 phản ứng cơ bản là đồng phân hóa 
paraphin thành iso-paraphin và đehyđro hóa các hyđrocacbon vòng 6 
cạnh thành hyđrocacbon thơm. 
7. Zeolit: là chất xúc tác thế hệ mới, có cấu trúc rây phân tử, có bề mặt riêng 
lớn, có độ bền cơ và bền nhiệt lớn, độ chọn lọc và hoạt tính cao. 
8. Quá trình cốc hóa: là sự tạo ra các sản phẩm cốc nhƣ muội than, các 
vòng thơm ngƣng tụ đa vòng. 
9. Quá trình ankyl hóa: là quá trình đƣa nhóm ankyl (CnH2n+1) vào trong 
phân tử hợp chất hữu cơ ban đầu. 
10. Quá trình nitro hóa: là quá trình đƣa nhóm nitro (NO2) vào trong phân tử 
hợp chất hữu cơ ban đầu. 
11. Quá trình sunfat hóa, sunfo hóa: là quá trình đƣa nhóm sunfat, sunfo 
(HSO4, HSO3) vào trong phân tử hợp chất hữu cơ ban đầu. 
12. Gốc tự do: là những nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có chứa e độc thân 
và không mang điện tích. 
13. Tác nhân cation: tác nhân mang điện tích dƣơng. 
14. Bậc cacbon: Đƣợc tính bằng số nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với 
nguyên tử đó. 
15. Liên kết ion: là liên kết hóa học đƣợc hình thành do lực hút tĩnh điện của 
các ion mang điện tích trái dấu. 
 206 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ 
Thuật. Hà Nội, 2002. 
2. Louis Hồ Tấn Tài, Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân, Nhà xuất 
bản Dunod, 1999. 
3. Nguyễn Xuân Hiền, Công nghệ học cao su, Trung tâm dạy nghề quận 3, 
thành phố Hồ Chí Minh, 1987. 
4. Nguyễn Thị Minh Hiền, Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng 
hành, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật. Hà Nội, 2002. 
5. Phan Minh Tân, Tổng hợp hữu cơ – hóa dầu I, II, Nhà xuất bản Đại học 
quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2002. 
6. Trần Văn Thạnh, Trần Thị Việt Hoa, Phạm Thành Quân, Kỹ Thuật thực 
hành tổng hợp hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí 
Minh, 2002. 
7. Trần Quang Hùng, Thuốc bảo vệ thực vật, Nhà xuất bản Nông nghiệp, 
Hà Nội 1999. 
8. Andre Loupy, Trần Kim Quy, Lê Ngọc Thạch, Phƣơng pháp học mới về 
tổng hợp hữu cơ, Đại học tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh, 1995.