Hóa chất làm sạch – Tẩy dầu không chứa các hợp chất nonylphenol

Thành phần chính của các chế phẩm hóa chất làm sạch

Các dòng chế phẩm hóa chất làm sạch nói chung không chỉ đơn thuần là một hay hai thành phần, chúng chứa một tổ hợp nhiều loại khác nhau, trong đó có các thành phần chính như sau:

- Chất tăng cường làm sạch (Builder): Đây là những thành phần không hoạt động bề mặt (non-surfactant), chúng có thể từ các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ và chứa các gốc như: hydroxit, silicat, cacbonat, photphat, borat, sunfat…

- Tác nhân tạo phức (Chelation): Các tạp chất ion kim loại không mong muốn sẽ được loại bỏ khỏi dung dịch bằng cách tạo thành các phức chất ổn định và hòa tan. Quá trình này sẽ ngăn chặn được sự lắng đọng của đất hoặc ion kim loại trên bề mặt chi tiết để tránh hiện tượng làm đổi màu bề mặt kim loại hoặc làm giảm độ bám dính, hoặc có thể cản trở quá trình xử lý bề mặt kim loại tiếp theo. Tác nhân tạo phức được sử dụng phổ biến nhất là axit ethylenediaminetetraacetic (EDTA) và các dẫn xuất của nó.

- Chất hoạt động bề mặt (Surfactant): Đây là thành phần chính đóng vai trò làm sạch cho các chi tiết. Tùy thuộc vào cách phân tử chất hoạt động bề mặt ion hóa trong nước, chất hoạt động bề mặt được phân thành 4 nhóm:

• Chất hoạt động bề mặt anion (anionic surfactant)
• Chất hoạt động bề mặt không ion (nonionic surfactant)
• Chất hoạt động bề mặt cation (cationic surfactant)
• Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính (amphoteric surfactant)

Người ta thường kết hợp ít nhất hai loại chất hoạt động bề mặt để đảm bảo hiệu quả làm sạch. Vai trò làm sạch của chúng được thể hiện thông qua những tác động chính như sau:

• Giảm sức căng bề mặt của nước
• Nhũ hóa dầu cặn
• Hòa tan các loại đất không tan trong nước (dầu) và phân tán cặn

Đặc điểm và ứng dụng của các hợp chất nonylphenol

Nonylphenol (NP) và nonylphenol ethoxylat (NPE) là các chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng.

NPE là chất hoạt động bề mặt không ion. Các chất hoạt động bề mặt không ion, bao gồm cả NPE, được sử dụng trong nhiều ứng dụng bao gồm chất tẩy rửa, chất làm sạch, chất tẩy nhờn, chất hỗ trợ giặt khô, chất phân tán dầu mỏ, chất nhũ hóa, chất làm ẩm, chất kết dính, hóa chất nông nghiệp, mỹ phẩm, công thức chế biến giấy và dệt may, chất tẩy rửa sơ bộ, chất lỏng gia công kim loại, sơn và chất phủ, và chất kiểm soát bụi.

Cấu trúc phân tử của các hợp chất NPE gồm một đầu ưa nước và một đầu kỵ nước. Đầu ưa nước hút nước và đuôi kỵ nước hút các chất kém hòa tan như dầu và mỡ. Khả năng đồng thời thu hút nước và các chất kỵ nước làm cho NPE trở nên hữu ích trong các ứng dụng chất hoạt động bề mặt được liệt kê ở trên, chiếm gần 80% lượng tiêu thụ.

 

Cấu trúc phân tử nonylphenol

 

Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng để làm:

- Chất chống oxy hóa phốt phát cho cao su và nhựa

- Phụ gia dầu bôi trơn

Công dụng chính của NP là làm chất trung gian trong sản xuất NPE. NPE được sản xuất bằng cách phản ứng NP với ethylene oxide (EO) trong điều kiện cơ bản. Ngoài ra, NP cũng có thể được phản ứng để tạo thành tris(4-nonyl-phenyl) phosphite (TNPP). TNPP là một chất chống oxy hóa được sử dụng để bảo vệ các polyme như cao su, nhựa vinyl, polyolefin và polystyrenics; TNPP cũng được sử dụng làm chất ổn định trong bao bì thực phẩm bằng nhựa.

Nhu cầu thay thế các hợp chất nonylphenol trong chế phẩm hóa chất làm sạch

Việc sử dụng một lượng lớn các hợp chất nonylphenol trong các chế phẩm hóa chất làm sạch dẫn đến việc môi trường nước nhiễm một lượng lớn chất thải này.

NP có tính chất tồn tại dai dẳng trong môi trường nước, tích lũy sinh học vừa phải và cực độc với sinh vật dưới nước. Mặc dù NPE ít độc hơn NP nhưng cũng có độc tính cao đối với các sinh vật dưới nước; và trong môi trường chúng lại phân hủy thành NP bền hơn.

NP, NPE ảnh hưởng nghiêm trọng
đến sự sinh trưởng của sinh vật dưới nước

 

Với nhận thức giảm thiểu tác động đến môi trường, các nhà sản xuất đã nghiên cứu cải tiến công thức cho sản phẩm làm sạch bằng cách thay thế NP, NPE bằng các hợp chất khác nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả làm sạch, bao gồm: alkyl sulfate ester, Ethoxylated/propoxylated alcohols, Linear alcohol ethoxylate, Linear alkylbenzene sulfonate, alkyl polyglucose, alkyl ether sulfate (theo US EPA – United States Environmental Protection Agency).

Sự chấp nhận của thị trường đối với các lựa chọn thay thế này phụ thuộc vào một số yếu tố bao gồm chi phí và hiệu suất trong mục đích sử dụng. Nhiều chất thay thế trong số này ít bền hơn và phân hủy thành các hóa chất ít độc hơn NP và có thể được coi là chất thay thế an toàn hơn cho NPE.

Hóa chất làm sạch  – Tẩy dầu không chứa hợp chất nonylphenol

Trong ứng dụng làm sạch bề mặt chi tiết kim loại chuẩn bị cho quá trình mạ hoặc xử lý phosphat hóa, cromat hóa ở các công đoạn tiếp theo sau, người ta thường gọi chung các hóa chất làm sạch là chất tẩy dầu. Việc phân loại các chất tẩy dầu có thể tùy thuộc vào phương pháp sử dụng hoặc theo tính chất của chúng, cụ thể:

- Phân loại chất tẩy dầu theo phương pháp sử dụng: Gồm các loại như tẩy dầu ngâm, tẩy dầu phun, tẩy dầu điện giải và tẩy dầu siêu âm.

- Phân loại chất tẩy dầu theo tính chất của sản phẩm: Gồm các loại như tẩy dầu tính kiềm nhẹ, tẩy dầu tính kiềm trung bình, tẩy dầu tính kiềm mạnh, tẩy dầu trung tính, tẩy dầu axit và tẩy dầu dung môi.

Góp phần chung với nhận thức giảm thiểu tác động của các hợp chất nonylphenol đến môi trường cũng như sức khỏe sinh vật sống và cơ thể con người, hiện đã có một vài dòng sản phẩm hóa chất tẩy dầu trên thị trường Việt Nam hoàn toàn không chứa các hợp chất này (*).

Các sản phẩm tẩy dầu không chứa các hợp chất nonylphenol

 

(*)  Danh sách 07 chất được liệt kê theo tiêu chuẩn an toàn quốc tế OEKO-TEX Standard-100, đây là tiêu chuẩn về sự an toàn sản phẩm dệt cho cơ thể con người được Hiệp hội dệt may bảo vệ môi trường quốc tế của Đức ban hành đã được công nhận rộng rãi trên toàn thế giới.

Tên	CAS No.	Tên viết tắt
4-tert-butylphenol	98-54-4	BP
Nonylphenol	Various	NP
Octylphenol	Various	OP
Heptylphenol	Various	HpP
Pentylphenol	Various	PeP
Nonylphenolethoxylate	Various	NP(EO)
Octylphenolethoxylate	Various	OP(EO)

 

Tài liêu tham khảo:

Dr-Ing. N. V. Mandich, Surface Preparation of Metals Prior to Plating, AESF SUR/FIN® Proceedings, 2002.

Eric harrington, Final alternatives assessment – Nonylphenol Ethoxylates (NPE) in All-Purpose Cleaners, BizNGO, 2013.

U.S. Environmental Protection Agency, Nonylphenol (NP) and Nonylphenol Ethoxylates (NPEs) Action Plan, 2010.

Standard, Standard 100 by OEKO-TEX® – International Assoclation for Research and Testing in the Field of Textile and Leather Ecology, Edition 03.2021.

 

Bài viết cùng chủ đề:

Làm sạch bề mặt kim loại bằng phương pháp điện giải

Ưu và nhược điểm khi làm sạch bề mặt kim loại bằng phương pháp điện giải