Nhũ tương bitum
- 69 trang
- file: .doc
đang tải dữ liệu....
Tài liệu bị giới hạn, để xem hết nội dung vui lòng tải về máy tính.
Tải xuống - 69 trangNội dung text: Nhũ tương bitum
Môc lôc
Lêi më ®Çu.....................................................................................................3
PhÇn I. Tæng quan ........................................................................................5
Ch¬ng I : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt ë ViÖt Nam......................................5
1. Thµnh phÇn..................................................................................................5
2. TÝnh chÊt ho¸ häc........................................................................................6
Ch¬ng III . Nhò t¬ng Bitum.........................................................................9
I. Lý thuyÕt chung vÒ nhò t¬ng bitum.............................................................9
1. §Þnh nghÜa .............................................................................................9
2. Ph©n lo¹i nhò t¬ng..................................................................................10
2.1. Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i trêng ph©n t¸n ..................10
2.2. Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ................................10
2.3. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86.....10
2.4. Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16.................................................11
2.5 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex........................11
3. øng dông cña nhò t¬ng bitum ...............................................................11
4.¦u ®iÓm cña nhò t¬ng bitum trong x©y dùng ®êng «t«..........................13
II. Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum............................................................14
1. Ph¬ng ph¸p ngng tô................................................................................14
2. Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n..............................................................................14
III. ChÊt nhò ho¸..............................................................................................14
1. §Þnh nghÜa..............................................................................................14
2. Ph©n lo¹i.................................................................................................15
2.1 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion...........................................................15
2.2 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cation..........................................................16
2.3 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang hai dÊu ®iÖn......................................17
2.4 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion....................................................18
IV. VÊn ®Ò æn ®Þnh nhò t¬ng...........................................................................18
1. Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸.........................................18
2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp........................................................................20
3. æn ®Þnh nhò t¬ng.....................................................................................23
4. HiÖn tîng t¸ch nhò.................................................................................23
5. HiÖn tîng bÞ ®¶o pha..............................................................................25
V. Mét sè chØ tiªu quan träng cña nhò t¬ng bitum trong chÕ t¹o vµ kiÓm ®Þnh.. . .25
1. §é nhít cña nhò t¬ng bi tum..................................................................25
2. §é æn ®Þnh cña nhò t¬ng bitum trong qu¸ tr×nh lu gi÷, b¶o qu¶n..........27
3. Tèc ®é ph©n t¸ch vµ hiÖu thÕ Zeta..........................................................28
4. TÝnh b¸m dÝnh .......................................................................................29
5. TÝnh ®ång nhÊt........................................................................................30
V. Lùa chän chÊt nhò ho¸................................................................................30
VI. C«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum............................................................33
1. Qui tr×nh chÕ t¹o nhò t¬ng bitum...........................................................33
2. VÊn ®Ò chän chÊt nhò ho¸ cho phï hîp..................................................33
PhÇn II : Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu ...............................................................35
Ch¬ng I : Qu¸ tr×nh tæng hîp chÊt nhò ho¸................................................35
I. Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu ..............................................................................37
II. Tæng hîp chÊt nhò ho¸ ...............................................................................40
Ch¬ng II : ChÕ t¹o nhò t¬ng Bitum ............................................................42
I. ChÕ t¹o nhò t¬ng Bitum................................................................................42
II. S¬ ®å nghiªn cøu ........................................................................................50
Ch¬ng III: C¸c ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh thuû ph©n , nghiªn cøu
tæng hîp chÊt nhò ho¸ vµ kiÓm tra chÊt lîng nhùa Bitum........................51
Ch¬ng I: Ho¸ chÊt vµ thiÕt bÞ thùc nghiÖm..............................................57
PhÇn III: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn ...................................................................59
Ch¬ng 1: Giai ®o¹n tæng hîp chÊt nhò ho¸ ..............................................59
I . Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu ............................................................................59
II. KÕt qu¶ tæng h¬p chÊt nhò ho¸ .................................................................65
1. KÕt qu¶ ¶nh hëng cña nhiÖt ®é ®Õn ®é chuyÓn ho¸ cña axÝt Oleic.........65
2. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®Þnh tÝnh vµ ®Þnh lîng ..............................................67
Ch¬ng 2 : Giai ®o¹n chÕ t¹o nhò t¬ng Bitum..............................................68
Lêi më ®Çu
Hoµ cïng khÝ thÕ ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña níc ta trong thÕ kû míi th×
Bé giao th«ng vËn t¶i , Bé khoa häc c«ng nghÖ vµ m«i trêng ®· trùc tiÕp chØ
®¹o ph¶i x©y dùng ®îc mét m¹ng líi giao th«ng hoµn chØnh , cã chÊt lîng cao
gãp phÇn quan trong thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kh¸c nh th¬ng m¹i ,
du lÞch , vËn t¶i hµnh kh¸ch,. … nh»m thu hót nguån ®Çu t tõ níc ngoµi . §èi
víi mét ®Êt níc ®· ph¶i tr¶i qua chiÕn tranh, c¬ së h¹ tÇng cßn yÕu kÐm nh
nøoc ta, m¹ng líi giao th«ng vÉn cha ®¸p øng nhu cÇu cho vËn t¶i lu th«ng
hµng ho¸ th× viÖc x©y dùng vµ n©ng cÊp lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó phï hîp víi xu thÕ
ph¸t triÓn kinh tÕ vµ x· héi.
§Ó ®¹t ®îc nh÷ng chØ tiªu trªn th× khi x©y dùng vµ ph¸t triÓn chóng ta
ph¶i ®¶m b¶o ®îc nh÷ng yªu cÇu cÇn thiÕt nh : mÆt ®êng ph¶i nh½n bãng bÒn
®Ñp,cã tÝnh æn ®Þnh cao ®Ó ®¸p øng nhu cÇu giao th«ng ®i l¹i . Chèng chÞu ® -
îc ¸p lùc cña c¸c luång xe ch¹y liªn tôc ngµy ®ªm, ®¶m b¶o ®îc lu th«ng an
toµn , kinh tÕ hiÖu qu¶ vµ c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh ë níc ta : m-
a , giã , n¾ng ,b·o ………
ChÝnh v× vËy mµ vÊn ®Ò thiÕt kÕ vµ ®¶m b¶o vËt liÖu thi c«ng trong ®iÒu
kiÖn cho phÐp hiÖn nay ®ãng mét vai trß quan träng . Tuú thuéc tõng lo¹i ® -
êng mµ kÕt cÊu , vËt liÖu vµ kh¶ n¨ng thi c«ng cã thÓ kh¸c nhau.
Tuy míi ®îc ¸p dông vµo ngµnh giao th«ng tõ ThÕ Kû 19 nhng Bitum
dÇu má ®· trë thµnh mét ngµnh nguyªn liÖu quan träng hµng ®Çu trong c«ng
nghÖ lµm ®êng v× nã ®¸p øng ®îc mäi yªu cÇu vÒ kü thuËt , còng nh kinh tÕ .
Trong c¸c c«ng tr×nh giao th«ng th× Bitum ®îc sö dông theo hai d¹ng
sau :
- C«ng nghÖ nhùa nãng : Tríc ®©y c«ng nghÖ nµy lµ chñ ®¹o , khi
thi c«ng cÇn ®un nãng nhùa lªn nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó lµm chóng ch¶y láng råi
míi thi c«ng ®îc .
- C«ng nghÖ nhùa nguéi : Sö dông nhùa ®êng d¹ng nhò t¬ng lµ
nhùa ®êng ë tr¹ng th¸i ph©n t¸n cao trong níc ®îc æn ®Þnh bëi chÊt nhò ho¸
lµm cho nhùa ®êng vÉn ë tr¹ng th¸i láng ngay ë ®iÒu kiÖn b×nh thêng . V× vËy
khi thi c«ng nhùa ®êng ë d¹ng nhò t¬ng th× kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng ,
Nhng víi nh÷ng ®Æc tÝnh u viÖt cña m×nh mµ ngµy nay c«ng nghÖ nhùa
nguéi ®· chiÕm u thÕ hoµn toµn vµ dÇn dÇn lÊn ¸t c«ng nghÖ nhùa nãng . Vµ
nã ®îc gäi díi mét c¸i tªn lµ “nhò t¬ng bitum”
Ban ®Çu vµo n¨m 1906 , Schade van Westrum ®· ph¸t minh vµ nhËn
®îc b»ng s¸ng chÕ vÒ nhò t¬ng . Nã trë nªn phæ biÕn cho ®Õn ngµy nay bëi
kh¶ n¨ng b¸m dÝnh víi nhiÒu lo¹i bÒ mÆt r¾n kh¸c nhau cña chóng.
Nhò t¬ng Bitum ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc nh duy tu b¶o dìng ,
söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt , líp b¸m dÝnh vµ líp b¶o dìng chèng thÊm nhËp .
Còng nh tíi thÊm nhùa , gia cè vµ cÊp phèi ë d¹ng trén nguéi , vµ r¶i nguéi.
Khi sö dông nhò t¬ng bitum th× viÖc thi c«ng c¸c c«ng tr×nh giao
th«ng sÏ rÊt dÔ dµng ,thuËn tiÖn. Kh«ng cÇn ®un nãng , kh«ng g©y « nhiÔm
m«i trêng, an toµn cho c«ng nh©n vµ ngêi ®i ®êng . Cã thÓ cho phÐp tiÕn hµnh
thi c«ng trªn mÆt ®êng Èm ít vµo mïa ma . TiÕt kiÓm ®îc tõ 15-30% so víi
c«ng nghÖ nhùa nãng .Trong nhò t¬ng bitum cã chøa níc nªn kh¶ n¨ng lÌn
chÆt mÆt ®êng ®îc dÔ dµng h¬n . ViÖc nghiªn cøu vµ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum
tai ViÖt Nam lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó ®¸p øng ®ßi hái , yªu cÇu hiÖn nay.
Trong ®å ¸n nµy , em xin tr×nh bµy phÇn tæng quan lý thuyÕt vÒ nhò t-
¬ng bitum vµ c¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu chÕ t¹o æn ®Þnh nhò t¬ng bitum, sau
khi ®· nghiªn cøu kü c¸c tµi liÖu ®îc c«ng bè trªn thÕ giíi ®Ò phï hîp víi
hoµn c¶nh níc ta trong b¶n luËn v¨n nµy .
Ch¬ng 1 : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt t¹i ViÖt Nam
B¶ng kh¶o s¸t vÒ thµnh phÇn cña mét sè dÇu thùc vËt ViÖt Nam th«ng dông
DÇu Axit Axit Axit no Axit Axit Axit
Palmitc Steric Kh¸c Oleic Linoleic Linolenic
(C16:2) (C18:0) (C18:2) (C18:2) (C18:3)
ThÇu dÇu 0,2-2 0,2-2 40-85 3-4 2-2,5
B«ng(h¹t) 20-25 1-2 0.5-2,5 25-35 40-50
L¹c 80-1 4,5-6 5-7 45-65 18-33
§Ëu nµnh 6-10 2-5 0,5-1 25-32 50-60 4-8
Dõa 6-11 2-4 73-86 5-8 1-2,5
C¸m 12-18 1-3 0,4-1 40-48 30-40
Së 13-15 0,3-0,4 74-87 10-14
Võng 8-9 43-4,7 0,4-0,8 37-49 37-47
Ng« 8-13 2-4 0,5-2 26-29 42-59
Däc 55 44 2-3
Híng du¬ng 6-9 2-6 1 25-35 55-65
¤ liu 7-14 2-4 0,1-0,3 10-84 4-12
Cä(cïi) 32-43 2-6 1-2 40-52 10-14
Cä (nh©n) 7-9 1-7 69-82 4-18 1-2
H¹t c¶i 1-5 1-3 5-6 17-32 15-22 1-3
H¹t cao su 9-12 5-12 19-30 35-45 15-25
Lanh 6-6,3 2,5-4 0,2-0,7 15-25 15-25 45-55
Gai 5,8-9,1 1,7-5,6 6-16 36-50 15-28
TrÈu 3,7-4,2 1,2-2,5 75-82 5-10 10,3-11
1/ Thµnh phÇn
Triglyxerit lµ thµnh phÇn chiÕm chñ yÕu chiÕm 95 ¸ 98% cña lipit vµ
h¹t dÇu. VÒ cÊu t¹o ho¸ häc chóng lµ este cña axit bÐo víi rîu ba chøc
glyxerin.
Thµnh phÇn ho¸ häc c¸c axit bÐo cña triglyxerit trong dÇu thùc vËt cã
hµng lo¹t tÝnh chÊt ®Æc trng chung. C¸c axit bÐo trõ trêng hîp ®Æc biÖt, ®Òu lµ
c¸c axit bÐo mét chøc, m¹ch th¼ng vµ cã sè nguyªn tö cacbon ch½n.
Chóng ®îc ph©n chia thµnh:
Monoglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi mét ph©n tö axit bÐo
mét chøc.
CH2OH CH2OH
ê ê
CHOH CHOCOR
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Diglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi hai ph©n tö axit bÐo mét
chøc.
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOH CHOCOR
ê ê
CH2OCOR CH2OCOR
Triglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi ba ph©n tö axit bÐo mét
chøc.
CH2OCOR
ê
CHOCOR’
ê
CH2OCOR”
R, R’, R” lµ c¸c gèc hydrocacbon cã thÓ gièng hoÆc kh¸c nhau vÒ
cÊu tróc
NÕu R kh¸c R’, R” th× glyxerit lµ lo¹i Triglyxerit hçn t¹p.
Nhng axit bÐo phæ biÕn trong dÇu thùc vËt lµ axit oleic.
CH2OCOR
ê
CHOCOR
ê
CH2OCOR
Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu l¹c vµ dÇu së chÝnh lµ qu¸ tr×nh thuû ph©n
triglyxerit ®Ó thu ®îc axit oleic
CH3 - (CH2)7 – CH = CH - (CH2)7 – COOH
Triglyxerit d¹ng tinh khiÕt kh«ng cã mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ. Mµu
s¾c mïi vÞ kh¸c nhau cña dÇu l¹c lµ do sù cã mÆt cña c¸c chÊt kÌm theo víi
chÊt lipit tù nhiªn tho¸t ra tõ h¹t cïng víi triglyxerit.
DÇu thùc vËt do khèi lîng ph©n tö t¬ng ®èi cña c¸c triglyxerit rÊt cao
nªn kh«ng bay h¬i c¶ trong ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng. ë nhiÖt ®é trªn 200¸2500C
triglyxerit sÏ bÞ ph©n huû thµnh c¸c s¶n phÈm bay h¬i. Díi t¸c dông cña c¸c
enzim thuû ph©n, khi cã níc vµ nhiÖt ®é, triglyxerit sÏ bÞ thuû ph©n thµnh axit
bÐo tù do vµ glyxerin.
2/ TÝnh chÊt vËt lý vµ ho¸ häc
Lý tÝnh cña glyxerit:
Glyxerit lµ nh÷ng chÊt láng hoÆc r¾n, rÊt Ýt tan vµo níc l¹nh, tan
nhiÒu h¬n trong níc nãng.
Glyxerit tan trong dÇu mì vµ c¸c dung m«i h÷u c¬.
§iÓm s«i cña glyxerit thÊp h¬n rîu vµ axit cã cïng ph©n tö lîng
Glyxerit cña mét sè d¹ng láng nhít, mét sè kh¸c ë d¹ng r¾n
Ho¸ tÝnh cña glyxerit
T¸c dông víi kiÒm:
Dung dÞch kiÒm còng rÊt dÔ dµng ph©n huû c¸c liªn kÕt este cña dÇu mì
®Ó t¹o thµnh xµ phßng:
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOCOR + 3 NaOH CHOH + 3 CH3 COONa
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Ph¶n øng xµ phßng ho¸ b»ng kiÒm x¶y ra kh«ng thuËn nghÞch v× s¶n
phÈm t¹o thµnh kh«ng ph¶i lµ axit bÐo mµ lµ muèi cña axit bÐo lµ mét lo¹i hîp
chÊt kh«ng t¸c dông ®îc víi rîu ®Ó t¹o este.
Muèi kim lo¹i kiÒm cña dÇu bÐo tan tèt trong níc t¹o nhiÒu bät vµ cã
kh¶ n¨ng thÊm ít, nhng muèi cña kim lo¹i nÆng vµ kiÒm thæ kh«ng tan trong
níc. Xµ phßng t¹o thµnh ë tr¹ng th¸i r¾n hay láng ®Òu phô thuéc vµo tr¹ng
th¸i ban ®Çu r¾n hay láng cña c¸c axit bÐo. Xµ phßng Kali thêng bÒn h¬n xµ
phßng Natri. Xµ phßng khan, tinh khiÕt nãng ch¶y ë 225¸2500C nhng do
ngËm níc nªn thêng thÊp h¬n 1000C.
T¸c dông víi níc:
Glyxerit t¸c dông víi níc t¹o thµnh glyxerin vµ axit bÐo chÝnh lµ ph¶n
øng thuû ph©n dÇu l¹c
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOCOR + 3H2O CHOH + 3RCOOH
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Ph¶n øng lµ thuËn nghÞch trong thùc tÕ sù c©n b»ng cã thÓ dÞch chuyÓn
sang ph¶i nÕu sö dông mét lîng níc , nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÝch hîp (thêng lµ
cao), ph¶n øng x¶y ra nhanh h¬n khi cã mÆt xóc t¸c lµ axit hoÆc baz¬.
Ch¬ng 2 : Nhò t¬ng bitum
Trªn thÕ giíi lÇn ®Çu tiªn mÆt nhùa ®êng ®· ra ®êi vµo n¨m 1175 do
ngêi §øc thùc hiÖn , råi ngêi Ph¸p còng ®a nhùa bitum vµo ®Ó r¶i ®êng vµo
n¨m 1854 . Lo¹i nhùa ®îc dïng ®Çu tiªn lµ cÆn Gudron . Sau ®ã c«ng nghiÖp
ho¸ ngµy cµng ph¸t triÓn , Nhùa bitum , mét Ýt s¶n phÈm phô cña c«ng nghiÖp
ho¸ dÇu , víi tÝnh c«ng nghiÖp cao h¬n thÕ nhùa gudron
Ngµy 9/5/1922 mét nhµ b¸c häc ngêi Anh lµ Hugh Alan Mackay ®·
®îc cÊp b»ng s¸ng chÕ sè 202021 vÒ nhò t¬ng nhùa bitum , sö dông díi d¹ng
nhùa nguéi hoÆc Êm dÔ dµng thi c«ng cho c«ng nh©n , t¹o ra mét bíc ngoÆt
míi trong lÜnh vùc sö dông bitum dÇu má.
Nhò t¬ng Bitum lµ mét hÖ ph©n t¸n láng – láng trong ®ã pha ph©n t¸n
lµ nhùa bitum ®îc ph©n t¸n thµnh c¸c h¹t nhá mÞn vµo pha níc díi t¸c dông c¬
häc vµ ®îc æn ®Þnh b»ng chÊt nhò ho¸.
MÆc dï trªn thÕ giíi c«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum ®· rÊt ph¸t triÓn
nhng ë ViÖt Nam chóng ta , thuËt ng÷ “nhò t¬ng bitum “ vÉn cßn míi vµ
chÝnh v× vËy c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum
cßn Ýt , hÇu hÕt cßn dõng ë møc ®é lý thuyÕt , cha ®îc ¸p dông vµo trong thùc
tÕ. Trong ®Ò tµi cña m×nh , em muèn ®i s©u nghiªn cøu vÒ nhò t¬ng bitum ®Ó
cã thÓ ¸p dông vµo trong thùc tiÔn
I.Lý thuyÕt vÒ nhò t¬ng
1. §Þnh nghÜa
Nhò t¬ng hçn hîp cña 2 chÊt láng kh«ng tan lÉn vµo nhau. Trong ®ã
cã mét chÊt láng ph©n t¸n vµo chÊt láng kia díi d¹ng nh÷ng h¹t nhá li ti , vµ
®îc gäi lµ pha ph©n t¸n , cßn chÊt láng kia ®îc gäi lµ m«i trêng ph©n t¸n .
KÝch thø¬c cña c¸c giät láng ®îc biÕn ®æi trong ph¹m vi rÊt réng
§Ó nhò t¬ng cã tÝnh æn ®Þnh ngêi ta cho thªm vµo mét chÊt gäi lµ chÊt
nhò ho¸ . ChÊt nhò ho¸ sÏ hÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c giät bitum lµm gi¶m søc
c¨ng bÒ mÆt ë mÆt ph©n chia pha gi÷a bitum vµ níc . §ång thêi nã t¹o ra trªn
bÒ mÆt c¸c giät bitum mét líp mµng máng kÕt cÊu bÒn v÷ng , cã t¸c dông
ng¨n c¶n sù kÕt tô cña chóng lµm cho nhò t¬ng ®îc æn ®Þnh
2 Ph©n lo¹i nhò t¬ng
Cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó ngêi ta ph©n lo¹i nhò t¬ng bitum , mçi mét níc
hay h·ng s¶n xuÊt l¹i cã c¸ch ph©n lo¹i kh¸c nhau , Cã thÓ ph©n lo¹i theo
c¸c c¸ch : lo¹i nhò t¬ng theo kiÓu vµ lo¹i , theo tèc ®é ph©n t¸ch , theo
hµm lîng nhùa chøa trong nhò t¬ng
2.1 Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i trêng ph©n t¸n
Chñ yÕu lµ hai lo¹i
- Nhò t¬ng thuËn : pha ph©n t¸n lµ Bitum , m«i trêng ph©n
t¸n lµ níc
- Nhò t¬ng nghÞch : pha ph©n t¸n lµ níc , m«i trêng ph©n t¸n
lµ bitum
2.2 Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
Chñ yÕu lµ 2 lo¹i sau
- Nhò t¬ng cation ho¹t tÝnh
+ §é pH cña nhò t¬ng 1-6
+ C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ muèi alkylamin , muèi amoni bËc
4 , c¸c muèi amin axit
- Nhò t¬ng Amin ho¹t tÝnh
+ §é pH cña nhò t¬ng 8-12
+ C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ c¸c muèi cña c¸c axit bÐo , c¸c
muèi sufua
-Nhò t¬ng kh«ng ion
- Nhò t¬ng lo¹i bét nh·o
2.3 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86
§îc ph©n theo 3 loai chÝnh , trong mçi lo¹i cã c¸c m¸c t¬ng øng
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch nhanh :RS
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch trung b×nh :MS
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm :SS
2.4 Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16
§îc ph©n ra phô thuéc vµo lo¹i ho¹t tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
(Cation ho¹t tÝnh ho¹c amin ho¹t tÝnh ) vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhò t¬ng
- Nhò t¬ng Cation ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ C
- Nhò t¬ng Anion ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ A
Cã 4 lo¹i nhò t¬ng nh sau
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm : EAL,ECL
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch nhanh : EAR,ECR
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch trung b×nh : ECM
- Nhò t¬ng siªu æn ®Þnh : EAS ,ECS
2.5. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex:
- Premix grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng cã ®é æn ®Þnh lín h¬n
so víi lo¹i spray grade , thÝch hîp ®Ó trén víi vËt liÖu ®¸ cã ®êng kÝnh danh
nghÜa lín h¬n hoÆc b»ng 3mm
- Raped setting grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng thÝch hîp ®Ó
trén víi c¸c h¹t kho¸ng mÞn , hçn hîp ë d¹ng v÷a vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhanh .
- Spray grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng thÝch hîp víi thiÕt bÞ
phun c¬ häc dïng ®Ó xö lý bÒ mÆt ®êng (l¸ng mÆt , lµm líp dÝnh b¸m …) vµ
kh«ng ®¹t yªu cÇu trén víi vËt liÖu ®¸ .
- Stable mix grade : Lµ mét c«ng nhò t¬ng thÝch hîp ®Ó trén víi
c¸c h¹t kho¸ng mÞn , c¸t nghiÒn . Hçn hîp ë d¹ng mÞn vµ cã tèc ®é ph©n t¸ch
chËm .
3. øng dông cña nhò t¬ng Bitum
§îc ph¸t minh ra ë ch©u ¢u tõ c¸ch ®©y h¬n 60 n¨m , ngµy nay
nhò t¬ng nhùa bitum ®îc s¶n xuÊt vµ r¶i ra trªn toµn thÕ giíi.
Níc Ph¸p lµ níc tÝch cùc nhÊt trong viÖc ph¸t triÓn lo¹i chÊt kÕt dÝnh
nµy vµ nghiªn cøu hoµn chØnh c¸c kü thuËt thi c«ng . Tõ tríc ®Õn nay níc
Ph¸p vÉn lµ níc ®øng ®Çu trong danh s¸ch nh÷ng níc s¶n xuÊt nhò t¬ng nhùa
bitum trªn thÕ giíi , dï lµ tÝnh vÒ sè lîng so víi sè d©n , khèi lîng so víi diÖn
tÝch hay sè lîng so víi tæng lîng nhùa bitum dïng trªn mÆt ®êng «t«
Bªn c¹nh níc Ph¸p , níc Anh , Nga , Mü vµ rÊt nhiÒu níc kh¸c trªn
thÕ giíi còng ®· ®a vµo s¶n xuÊt vµ ngµy cµng hoµn thiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o
nhò t¬ng nhùa bitum
Së dÜ bitum nhò t¬ng ®îc c¸c níc s¶n xuÊt vµ sö dông m¹nh mÏ nh
vËy lµ v× nã cã nh÷ng øng dông hÕt søc to lín vµo c¸c môc ®Ýnh sau:
- Duy tr× b¶o dìng , söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt cña ®êng «t« vµ trong trêng
hîp nµy ta dïng lo¹i nhò t¬ng cã ®é ph©n t¸ch nhanh , nhÊt lµ nhò t¬ng
Cation ho¹t tÝnh.
- R¶i líp thµnh mÆt hoÆc trén ®¸ t¹i n¬i thi c«ng , thêng dïng lo¹i
nhò t¬ng cã ®é ph©n t¸ch thêng .
- Trén hçn hîp cÊp ®¸ nhò t¬ng ë tr¹m trén , thêng sö dông nhò
t¬ng ph©n t¸ch chËm.
- C«ng nghÖ v÷a nhùa h¹t th« r¶i nguéi ®Ó kh«i phôc mÆt ®êng cò
, thêng sö dông nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm hoÆc siªu æn ®Þnh.
- Lµm dÝnh b¸m gi÷a hai líp mãng vµ mÆt , lµm líp t¹o mµng b¶o
dìng bªt«ng xim¨ng. Sö dông gia cè ®Êt nÒn , líp bÒ mÆt míi ®¾p ë ®êng
®ª bao hay ®Êt n«ng nghiÖp ®îc cµy xíi rÊt dÔ bÞ röa tr«i bÒ mÆt hoÆc sôt lë .
Do ®ã cÇn lµm cho bÒ mÆt ®Êt æn ®Þnh b»ng chÊt liªn kÕt hoÆc lµ t¹o sù æn
®Þnh cña nÒn ®Êt b»ng c¸ch tr«ng thªm c©y. Nhò t¬ng ®îc phun lªn bÒ mÆt
®Êt sÏ kÕt dÝnh líp ®Êt mÆt l¹i víi nhau vµ gióp cho h¹t nÈy mÇm thuËn lîi
h¬n.
- C«ng nghÖ chèng thÊm ®îc sö dông ®Ó t¹o ra mµng chèng thÊm
gi÷a c¸c líp mãng bªt«ng vµ phÇn kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn c«ng tr×nh x©y
dùng , môc ®Ých lµ gi÷ ®é ch¾c cña líp bª t«ng ®ang ®îc thi c«ng ë phÝa trªn
c«ng tr×nh , ng¨n kh«ng cho níc ë kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn thÊm xuèng kÕt
cÊu mãng phÝa díi . Líp nhò t¬ng ng¨n kh«ng cho mãng vµ kÕt cÊu bªt«ng
phÝa trªn ®«ng kÕt liÒn nhau , v× ®©y lµ hai líp bªt«ng cã tuæi kh¸c nhau , cêng
®é kh¸c nhau , vµ qua ®ã ng¨n ngõa ®îc t×nh tr¹ng bªt«ng ph¶i chÞu nh÷ng
t¶i träng bªn trong kÕt cÊu .
- Líp phñ b¶o vÖ c¸c c«ng tr×nh bªt«ng , ®êng èng vµ c¸c kÕt cÊu
kim lo¹i ch«n ngÇm díi ®Êt . §Ó n©ng cao tÝnh b¸m dÝnh cña líp chÊt liªn kÕt
máng d¹ng cong , ngêi ta sö dông nhò t¬ng c¶I tiÕn b»ng mñ cao su .
- Tr¸m khe hë vµ thÊm nhËp , nhò t¬ng Bitum thêng sö dông c¸c
lo¹i cã chøa mñ cao su lµ lo¹i vËt liÖu rÎ tiÒn vµ cã hiÖu qu¶ ®Ó chÌn c¸c khe
hë trong c¸c vËt liÖu gia cè Bitum ®Ó ng¨n níc x©m nhËp vµo bªn trong c¸c
líp cÊu tróc mÆt ®êng.
4.Nh÷ng u ®iÓm vît tréi cña nhò t¬ng Bitum trong x©y dùng ®êng
«t« .
- Khi thi c«ng , sö dông kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng gia nhiÖt do ®ã
®ì tèn kÐm h¬n.
- Kh«ng g©y nguy hiÓm cho c«ng nh©n , kh«ng g©y ®éc h¹i cho
nh÷ng ngêi c«ng nh©n trùc tiÕp d¶i ®êng , ngêi ®i ®êng , ngêi d©n sèng quanh
n¬i thi c«ng c«ng tr×nh vµ còng kh«ng g©y « nhiÔm m«i trêng , gãp phÇn lµm
xanh ,s¹ch , ®Ñp m«i trêng vµ gióp m«i trêng bÒn v÷ng h¬n.
- Sau khi d¶i ®êng c¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña nhùa ®êng l¹i ®îc
nhanh chãng håi phôc , ®¶m b¶o nhanh chãng tr¶ l¹i mÆt ®êng l¸ng mît th«ng
tho¸ng cho c¸c ph¬ng tiÖn tham gia giao th«ng trªn ®êng.
- Cã kh¶ n¨ng thi c«ng trªn mäi ®Þa h×nh , trong mäi ®iÒu kiÖn thêi
tiÕt bÊt lîi vµ khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh ma , b·o , gi«ng tè thÊt thêng, gióp cho
tiÕn ®é thi c«ng lu«n ®îc ®¶m b¶o hoµn thµnh theo ®óng dù ¸n kÕ ho¹ch ban
®Çu mµ kh«ng ph¶i phô thuéc vµo bÊt cø yÕu tè nµo.
- ViÖc dù tr÷ , vËn chuyÓn nhò t¬ng nhùa bitum tõ n¬i s¶n xuÊt ®Õn
n¬i thi c«ng còng ®Æc biÖt thuËn lîi v× cã thÓ tËp kÕt ë kho gÇn , do ®ã gi¶m ®-
îc tèi ®a chi phÝ vËn chuyÓn , mang l¹i lîi nhuËn cao h¬n .
- Thµnh phÇn dung m«i thÊp , l¹i lµ dung m«i níc , nªn kh¸ rÎ tiÒn
l¹i kh«ng g©y ®éc h¹i g× cho m«i trêng , hÕt søc thuËn lîi.
II. Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum.
Cã hai ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum : ph¬ng ph¸p ngng tô vµ ph-
¬ng ph¸p ph©n t¸n .
1. Ph¬ng ph¸p ngng tô
Khi chÊt láng M ®îc hoµ tan vµo chÊt láng N ë tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ
nÕu tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ bÞ vì sÏ t¹o thµnh nhò t¬ng . Cã thÓ ph¸ vì tr¹ng
th¸i qu¸ b·o hoµ b»ng c¸ch h¹ thÊp nhiÖt ®é cña dung dÞch hoÆc thay ®æi
nång ®é cña dung dÞch ®Ó gi¶m ®é hoµ tan .
Ph¬ng ph¸p nµy Ýt ®îc sö dông trong c«ng nghiÖp so víi ph¬ng ph¸p
ph©n t¸n .
2.Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n :
Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n ®Ó chÕ t¹o nhò t¬ng bitum gåm hai d¹ng . Qu¸
tr×nh nhò ho¸ x¶y ra mét c¸ch tù nhiªn víi dÇu cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ hay hoµ
tan , hoÆc qu¸ tr×nh nhò ho¸ xaû ra do cã lùc t¸c dông b»ng thiÕt bÞ nhò ho¸ ®Ó
ph©n t¸n mét pha láng thµnh nh÷ng h¹t nhá vµo pha láng kia.
I. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
1. §Þnh nghÜa
Cã nhiÒu c¸ch ®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , vÒ b¶n chÊt cã thÓ
®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nh sau
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ hîp chÊt ho¸ häc, khi hoµ tan trong mét chÊt
láng sÏ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng Êy hoÆc lùc c¨ng ë mÆt tiÕp
xóc cña nã víi mét chÊt láng kh¸c do qu¸ tr×nh hÊp phô vµo chÊt nµy hay chÊt
kia ë bÒ mÆt tiÕp xóc.
Ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt gåm hai phÇn cã hai ¸i lùc tr¸i ngîc nhau:
- PhÇn thø nhÊt cã mét ¸i lùc ®îc t¹o ra bëi nhãm cã cùc, lµm cho ph©n
tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o níc (nhãm a níc).
- PhÇn thø hai cã mét ¸i lùc ®îc t¹o ra bëi mét nhãm kh«ng cã cùc, lµm
cho ph©n tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o dÇu (nhãm kÞ níc). Nhãm nµy thêng lµ
c¸c hydrocarbon m¹ch dµi tõ 14 ®Õn 20 nguyªn tö Carbon.
Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt rÊt thÊp, ph©n tö cña nã ph©n bè r¶i
r¸c trong dung dÞch. Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng sÏ dÉn ®Õn hiÖn
tîng t¹o c¸c mixen bao gåm vµi chôc ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kÕt hîp
l¹i víi nhau. Trong mçi mixen, nhãm kÞ níc sÏ ®Þnh híng vµo bªn trong giät
bitum, cßn nhãm a níc sÏ ®Þnh híng ra bªn ngoµi.
Mét øng dông quan träng cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ sö dông lµm
chÊt nhò ho¸. Nhò t¬ng lµ mét hÖ kh«ng æn ®Þnh vÒ mÆt nhiÖt ®éng. §Ó nhò t-
¬ng æn ®Þnh h¬n ph¶i pha vµo hÖ mét cÊu tö thø ba, môc ®Ých lµm gi¶m n¨ng
lîng bÒ mÆt. CÊu tö thø ba nµy lµ chÊt nhò ho¸. ChÊt nhò ho¸ cßn ng¨n c¶n xu
híng keo tô ph¸ vì hÖ nhò t¬ng.
2. Ph©n lo¹i chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®îc chia thµnh bèn lo¹i chÝnh dùa theo tÝnh chÊt
®iÖn tÝch:
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch ©m (anionic).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch d¬ng (cationic).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn (ampholyte).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng mang dÊu ®iÖn (nonionque).
2.1. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Anion.
§©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt khi ®îc hoµ tan trong níc sÏ cung
cÊp nh÷ng ion mang ®iÖn tÝch ©m vµ nh÷ng ion nµy lµ nguyªn nh©n cña ho¹t
tÝnh bÒ mÆt. Bao gåm :
- C¸c muèi cña nh÷ng axit bÐo, gäi chung lµ xµ phßng nh muèi kiÒm
cña axit bÐo, muèi kim lo¹i cña axit bÐo, muèi gèc h÷u c¬ cña c¸c axit bÐo.
- C¸c muèi sulfat cña nh÷ng axit bÐo: §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ
mÆt ®· ®îc sö dông tõ l©u vµ ®îc dïng réng r·i ®Ó lµm gèc chÕ t¹o c¸c lo¹i n-
íc géi ®Çu, c¸c chÊt s¸p t¹o nhò ho¸, c¸c chÊt tÈy röa.
- C¸c dÉn xuÊt sulfon: C¸c chÊt sulfonat cña dÇu ho¶, c¸c chÊt
lignosulfat, c¸c chÊt alkylarylsulfonat.
- C¸c chÊt h÷u c¬ photpho: C«ng thøc cña nh÷ng chÊt nµy hiÖn nay cã
nhiÒu øng dông trong c«ng nghiÖp. C¸c lo¹i alkylphotphat lµ nh÷ng chÊt ®îc
øng dông nhiÒu nhÊt lµm chÊt nhò ho¸, ®Æc biÖt ®Ó chÕ t¹o vi nhò t¬ng.
Khi sö dông chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion, ta sÏ cã nhò t¬ng anion. C«ng
thøc chung cña c¸c lo¹i xµ phßng anion lµ: RCOONa hoÆc RCOOK. Víi R lµ
m¹ch hydrocarbon ®Æc trng cña axit bÐo vµ cã tÝnh h¸o dÇu. Nhãm –COONa
lµ phÇn cã cùc vµ h¸o níc. Khi hoµ tan vµo níc, lµ dung m«i ph©n cùc th× c¸c
ph©n tö xµ phßng trë nªn mang ®iÖn, c¸c ion Na +, K+ lµ nh÷ng ion mang dÊu
®iÖn d¬ng, bÞ hÊp thô vµo níc, cßn c¸c ion RCOO – mang dÊu ®iÖn ©m th× bÞ
hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti.
2.2. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation.
§©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tù ion ho¸ khi pha trong níc ®Ó
cung cÊp nh÷ng ion h÷u c¬ mang ®iÖn tÝch d¬ng vµ chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ ho¹t
tÝnh bÒ mÆt.
Tuy chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®· ®îc ®iÒu chÕ tõ l©u nhng chØ míi
ph¸t triÓn m¹nh tõ sau chiÕn tranh thÕ giíi thø hai.
Ngµy nay, chóng ®îc ph¸t triÓn m¹nh trong nh÷ng lÜnh vùc nh chèng ¨n
mßn, t¸c nh©n tuyÓn quÆng, dïng lµm chÊt nhò ho¸ vµ chÊt lµm mÒm sîi v¶i.
LÜnh vùc sö dông cña chóng ®Æc biÖt lµ trªn c¸c vËt liÖu mang ®iÖn tÝch
©m. Ngoµi mét gèc hydrocarbon, phÇn lín c¸c ph©n tö nµy chøa mét nguyªn
tö Nit¬ mang ®iÖn tÝch d¬ng, cã thÓ lµ nh÷ng chÊt h÷u c¬ hoÆc lµ m¹ch hë
hoÆc lµ nh÷ng vßng phøc t¹p. Sù kh¸c biÖt nµy thêng dïng lµm mét chØ tiªu
ph©n lo¹i.
Víi nh÷ng ®Æc tÝnh nh dÔ sö dông trªn nhiÒu bÒ mÆt cèt liÖu, kh¶ n¨ng
t¹o nhò cao, b¸m dÝnh tèt nªn hiÖn nay, c¸c chÊt nhò ho¸ cation ®îc tËp trung
nghiªn cøu vµ ®îc øng dông réng r·i
C¸c chÊt ho¹t ®éng thêng gÆp lµ:
- C¸c muèi alkylamin: C¸c chÊt nµy ®îc dïng nhiÒu nhÊt ®Ó lµm mÒm
sîi v¶i.
- C¸c muèi amoni bËc 4 alkyl: C¸c ph©n tö nµy cã khÈ n¨ng diÖt khuÈn
rÊt cao, v× vËy mµ mét sè ®îc sö dông lµm chÊt s¸t trïng.
- C¸c muèi amoni bËc 4 cã cÊu h×nh phøc t¹p: Trong nhãm nµy cã thÓ
kÓ lµm vÝ dô nh c¸c chÊt setylpyridin bromua vµ setylpyridin clorua.
- C¸c dÉn xuÊt cña ho¸ dÇu.
- C¸c amin oxit: C¸c chÊt nµy ®îc dïng chñ yÕu lµm mü phÈm.
- C¸c dÉn xuÊt kh«ng cã Nit¬.
C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation cã c«ng thøc chung lµ R’N +H3Cl -.
Khi mét nhò t¬ng ®îc t¹o ra víi mét muèi amin, cation tÝch ®iÖn d¬ng ®Þnh vÞ
b¸m trªn bÒ mÆt giät bitum, c¸c ion Cl – tÝch ®iÖn ©m ®îc hót vµo bÒ mÆt tÝch
®iÖn d¬ng vµ cïng víi níc t¹o ra mét líp ®iÖn tÝch kÐp. Tøc lµ gèc R’N +H3 bÞ
hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti, gèc –R’ lµ phÇn h¸o dÇu chui vµo bªn
trong c¸c h¹t nhùa, cßn nhãm N+H3 quay mÆt tiÕp xóc ra bªn ngoµi, t¹o hÖ
bitum níc. C¸c ion ©m bÞ hÊp thô vµ hoµ tan trong níc.
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®îc t¹o ra nh sau:
RNH2 + HCl RN+H3Cl –
2.3. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn:
C¸c hîp chÊt nµy còng t¬ng tù nh c¸c oxyt, võa cã hiÖu øng kiÒm võa
cã hiÖu øng axit. §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã hai hoÆc nhiÒu nhãm
chøc n¨ng vµ tuú theo ®iÒu kiÖn cña dung m«i cã thÓ ion ho¸ trong dung dÞch
níc vµ t¹o cho hîp chÊt nµy biÓu hiÖn tÝnh ion cña m×nh tuú theo ®é pH, lµ ion
khi ë ®iÓm c©n b»ng ®iÖn.
Ngoµi nh÷ng chÊt tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc, trong nhãm nµy
cßn cã c¸c axit cña c¸c axit amin hay c¸c protein thùc vËt (nh chÊt lestin cña
®Ëu t¬ng) hoÆc ®éng vËt (nh casein trong s÷a)
Khi ®ã tÝnh anion trong m«i trêng kiÒm nh sau:
COO-M+
R M+ cã thÓ lµ Na+ hoÆc K+.
NH2
Cßn tÝnh chÊt cation trong m«i trêng axit sÏ cã d¹ng:
COOH
R M’ – cã thÓ lµ Cl -.
N+H3M’ -
Lo¹i chÊt ho¹t ®éng nµy bao gåm:
- C¸c dÉn xuÊt tõ benzen nh alkylbetan, alkylaminobetan cã kh¶ n¨ng
lµm ít, g©y bät vÇ tÈy röa, Ýt ®éc h¹i vµ cã kh¶ n¨ng tù huû, kh«ng g©y «
nhiÔm m«i trêng. C¸c chÊt nµy chñ yÕu dïng lµm ®å mü phÈm.
- C¸c dÉn xuÊt tõ imidazolin: Nh÷ng chÊt nµy cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ rÊt
m¹nh.
- C¸c dÉn xuÊt cña c¸c axit amin: C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nµy ®îc
dïng ®Ó g©y bät vµ diÖt khuÈn.
2.4. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion:
C¸c chÊt nµy cã thÓ hoµ tan ®îc trong níc lµ do thµnh phÇn cu¶ chóng
cã nh÷ng nhãm ho¹t ®éng rÊt h¸o nø¬c, ë bÊt k× pH nµo, chóng ®Òu cã thÓ t¸c
dông víi c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ion. Cã thÓ ph©n lo¹i theo kiÓu liªn kÕt
gi÷a c¸c nhãm h¸o níc vµ h¸o dÇu:
- Liªn kÕt kiÓu este: este glycol, glycol, este poly glycol, este
polyetylenglycol, este ®êng sorbitol, este cña c¸c axit bÐo, dïng chñ yÕu lµm
dîc phÈm, mü phÈm vµ thùc phÈm.
- Liªn kÕt kiÓu ete: Thêng dïng ®Ó chÕ t¹o nhò t¬ng dïng cho c«ng
nghiÖp s¬n vµ c«ng nghiÖp mü phÈm.
- Liªn kÕt kiÓu amit: Dïng trong c«ng nghiÖp mü phÈm vµ bét giÆt.
- C¸c chÊt kh¸c: Cßn mét sè chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion n÷a nh
nhùa ®a ph©n tö alkylen oxyt, mercaptan vµ polyoxyety
IV. vÊn ®Ò æn ®Þnh nhò tu¬ng
1. Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸
Gi÷a c¸c ph©n tö chÊt láng hay chÊt r¾n lu«n cã lùc liªn kÕt . C¸c ph©n
tö n»m bªn trong chÊt láng cã lùc liªn kÕt vÒ mäi phÝa cña ph©n tö . C¸c ph©n
tö chÊt láng n»m trªn bÒ mÆt cã mét phÝa kh«ng liªn kÕt víi c¸c ph©n tö láng
kh¸c , do ®ã cã n¨ng lîng cao h¬n . ChÊt láng cã xu híng t¹o thµnh h×nh cÇu
sao cho diÖn tÝch tiÕp sóc nhá nhÊt , ®Ó cã n¨ng lîng thÊp nhÊt .
Søc c¨ng bÒ mÆt lµ kh¸i niÖm dïng ®Ó m« pháng lùc liªn kÕt gi÷a c¸c
ph©n tö t¹i bÒ mÆt . Søc c¨ng bÒ mÆt cña mét pha lµ do c¸c ph©n tö ë bÒ mÆt
pha cã n¨ng lîng cao h¬n pha kia . Lùc liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö cña pha nµo
lín h¬n sÏ cã søc c¨ng bÒ mÆt lín h¬n
Khi hai chÊt láng A vµ B tiÕp xóc nhau , gi÷a c¸c ph©n tö cña chóng
còng cã lùc liªn kÕt .Gi¶ sö søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng A lµ A, cña chÊt
láng B lµ B , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a hai chÊt láng AB lµ AB th×
AB = A + B -2AB
AB lµ lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö Avµ B
Khi lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö A vµ B rÊt lín , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a
chóng nhá . §iÒu nµy nghÜa lµ n¨ng lîng cña chóng gi¶m do cã sù tiÕp xóc
gi÷a 2 pha . Do 2 chÊt láng dÇn bÞ ph©n t¸n vµo nhau nh»m t¨ng diÖn tÝch tiÕp
xóc .Giíi h¹n cña qu¸ tr×nh ph©n t¸n nµy lµ 2 chÊt láng trén lÉn vµo nhau t¹o
thµnh dung dÞch A vµ B
Cã thÓ gi¶i thÝch c¬ chÕ søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a pha dÇu vµ pha níc díi
t¸c dông cña chÊt nhò ho¸ nh sau : Trong dung dÞch chÊt nhò ho¸ , c¸c ph©n tö
chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tËp trung vµ bÞ hÊp thô ë bÒ mÆt dung dÞch , c¸c nhãm
kÞ níc híng vµo kh«ng khÝ , bÒ mÆt dung dÞch ®îc bao phñ bëi c¸c nhãm kÞ n-
íc. Do lùc liªn kÕt gi÷a c¸c hydrocacbon nhá h¬n gi÷a c¸c ph©n tö níc nªn
søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch níc ( bÞ bao phñ bëi nhãm kÞ níc ) sÏ nhá h¬n
søc c¨ng bÒ mÆt cña nø¬c. NghÜa lµ díi t¸c dông cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ,
søc c¨ng bÒ mÆt cña níc gi¶m
Khi mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®îc hÊp thô vµo bÒ mÆt dÇu níc , c¸c
ph©n tö dÇu vµ níc kh«ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau mµ qua ph©n tö chÊt ho¹t
®éng bÒ mÆt. C¸c nhãm kÞ níc híng vµo dÇu,c¸c nhãm a níc híng vµo níc.
Lùc liªn kÕt gi÷a dÇu vµ nhãm kÞ níc còng nh lùc liªn kÕt gi÷a nhãm a níc vµ
níc thêng lín . Do ®ã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña
dÇu vµ níc .Nh vËy sù c©n b»ng gi÷a nhãm a níc vµ nhãm kÞ níc cña chÊt nhò
ho¸ lµ mét yÕu tè quyÕt ®Þnh sù hÊp thô cña nã ë bÒ mÆt láng – láng .Khi sù
c©n b»ng gi÷a nhãm a níc vµ nhãm kÞ níc thÝch hîp , chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
ho¹t ®éng bÒ mÆt ho¹t ®éng cã hiÖu qu¶ vµ chØ cã mét lîng nhá dÇu tiÕp xóc
trùc tiÕp víi níc , søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m
Qua viÖc nghiªn cøu søc c¨ng bÒ mÆt cña hÖ nhò t¬ng bitum –níc
cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh cña hÖ . Søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a 2 pha bÞ
¶nh hëng bëi hµm lîng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , nhiÖt ®é vµ sù cã mÆt cña c¸c
muèi
B»ng con ®êng nhiÖt ®éng häc , ta cã ph¬ng tr×nh m« t¶ sù phô thuéc
søc c¨ng bÒ mÆt vµo kÝch thíc giät láng
=
1+ 2l
r
ë ®©y Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña giät láng h×nh cÇu cã b¸n kÝnh r
Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng ph¼ng r=
l: Lµ ®êng kÝnh ph©n tö
2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp
C¸c ch©t ho¹t ®éng bÒ mÆt hÊp phô lªn bÒ mÆt giät nhò , nhãm kÞ níc
híng ra pha dÇu , nhãm a níc híng vµo pha níc t¹o nªn mét líp mµng gi÷a
hai pha . Nhò t¬ng sÏ æn ®Þnh h¬n khi líp mµng ë bÒ mÆt ph©n chia gi÷a hai
pha tÝch ®iÖn . Líp ®iÖn tÝch nµy cã thÓ t¹o ®îc thµnh tõ 3 c¸ch :
+ Do qu¸ tr×nh oxy ho¸
+ Do qu¸ tr×nh hÊp phô
+ Do sù tiÕp xóc
Khi c¸c chÊt nhò ho¸ hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c giät nhò th× c¸c nhãm cã
kh¶ n¨ng hoµ tan trong níc bÞ ion ho¸ t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp bao bäc
quanh giät nhò .
§èi víi nhò t¬ng ®îc æn ®Þnh b»ng c¸c hîp chÊt kh«ng ion th× líp ®iÖn
tÝch t¹i bÒ mÆt giät nhò sÏ kh«ng ph¶i do sù hÊp phô c¸c ion tõ m«i trêng ph©n
t¸n mµ do ma s¸t khi tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i trêng ph©n t¸n mµ
do ma s¸t khi c¸c giät tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i trêng ph©n t¸n .
§iÒu nµy ®· ®îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu vµ chøng minh b»ng thùc nghiÖm .
Mét chÊt cã h»ng sè ®iÖn m«i cao sÏ tÝch ®iÖn khi tiÕp xóc víi mét chÊt cã
h»ng sè ®iÖn m«i thÊp h¬n . Nh vËy , do níc cã h»ng sè ®iÖn m«i cao nªn
phÇn lín nhò t¬ng dÇu níc cã ®iÖn tÝch ©m cßn nhò t¬ng níc dÇu l¹i cã ®iÖn
tÝch d¬ng
H×nh 1 : CÊu t¹o líp diÖn tÝch kÐp
Líp ®iÖn tÝch trªn bÒ mÆt giät rÊt phøc t¹p . Khi c¸c ion mang ®iÖn bao
quanh c¸c giät nhò , c¸c ion tr¸i dÊu sÏ n»m song song , tiÕp xóc víi líp ion
trªn t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp .
DÇu Níc
H×nh 2: Líp ®iÖn tÝch kÐp ë bÒ mÆt ph©n chia dÇu – níc
Líp ®iÖn tÝch kÐp gåm 2 phÇn : mét phÇn cè ®Þnh n»m s¸t bÒ
mÆt , phÇn kh¸c ph©n t¸n t¹o thµnh líp ph©n t¸n . MËt ®é ®iÖn cña c¸c
®iÖn tÝch ë líp ph©n t¸n gi¶m m¹nh theo qui luËt hµm sè mò
Khi kh«ng cã mÆt chÊt nhò ho¸ , sù ph©n bè thÕ cña líp thÕ cña
líp ®iÖn tÝch kÐp ®îc tr×nh bµy nh h×nh a , hÖ nhò t¬ng cã xu híng keo
tô m¹nh
Khi cã mÆt chÊt nhò ho¸ , cã sù thay ®æi thÕ cña líp ®iÖn tÝch kÐp
(h×nh b) , thÕ Zeta ®ñ líp ®Ó æn ®Þnh nhò t¬ng . Giíi h¹n ®Ó æn ®Þnh nhò
t¬ng lµ thÕ Zeta=100V
DÇu Níc DÇu Níc DÇu Níc
V x
(a) (b) (c)
h×nh vÏ 3: líp ®iÖn tÝch kÐp ë trªn bÒ mÆt ph©n chia pha dÇu / níc
(a) : kh«ng cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt .
(b): cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt .
(c): hµm lîng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng vµ cã mÆt chÊt ®iÖn ly trong
pha níc.
Khi thªm chÊt ®iÖn ly vµo pha níc, cã sù thay ®æi râ rµng trong ®êng
cong thÕ . B¸n kÝnh líp ph©n t¸n sÏ gi¶m do sù t¨ng nång ®é ion ngîc dÊu vµ
sù nÐn ®iÖn tÝch kÐp.
Líp ®iÖn tÝch kÐp bao quanh giät nhò ý nghÜa rÊt lín ®èi víi sù æn ®Þnh
cña h¹t nhò t¬ng , do nã ng¨n c¶n c¸c giät nhò tiÕn l¹i gÇn nhau kÕt tô vµ ph¸
vì nhò t¬ng.
3. æn ®Þnh nhò t¬ng
§Ó æn ®Þnh nhò t¬ng mét c¸ch hiÖu qu¶ th× yªu cÇu nhò t¬ng ®îc t¹o ra
ph¶i cã mét ®é bÒn t¬ng ®èi cao , do vËy sau khi nhò t¬ng ®îc chÕ t¹o th× cÇn
ph¶i cã thªm mét c«ng ®o¹n quan träng n÷a lµ lµm bÒn nã . §é æn ®Þnh cña
nhò t¬ng phô thuéc vµo b¶n chÊt cña chÊt nhò ho¸ , chÊt lµm bÒn ,nhiÖt ®é ,
tèc ®é khu©ý trén , thêi gian khuÊy trén..
4.HiÖn tîng t¸ch nhò
§Ó nhò t¬ng cã ®é æn ®Þnh cao , kÝch thíc h¹t nhò ph¶i nhá , sù ph©n bè
kÝch thíc giät hÑp .Qu¸ tr×nh ph¸ vì sù æn ®Þnh cña nhò t¬ng x¶y ra nh sau :
L¾ng ®äng TËp hîp c¸c
giät nhò
Nhò t¬ng KÕt tô T¸ch nhò
Ban ®Çu doTËp hîpkh¸c
cã sù L¾nggi÷a
c¸c nhau vÒ tØ träng ®éngpha ph©n tan vµ m«i trêng
giät nhò
ph©n t¸n , nhò t¬ng bÞ ph©n t¸n lµm 2 phÇn cã nång ®é chÊt ph©n t¸n kh¸c
nhau . Tèc ®é l¾ng cña nhò ®îc tÝnh theo ph¬ng tr×nh stocke
2gr2(d1-d2)
U=
92
Trong ®ã: u : Tèc ®é l¾ng
r : B¸n kÝnh giät nhò
d1,d2: Tû träng cña ch¸t ph©n vµ m«i trêng ph©n t¸n
2 : ::§é nhít cña m«i trêng ph©n t¸n
g : gia tèc träng trêng
Tõ ph¬ng tr×nh Stoke cã thÓ thÊy r»ng ®Ó lµm gi¶m qu¸ tr×nh l¾ng c¸c
giät nhò , nhò t¬ng ph¶i cã ph©n bè kÝch thíc giät hÑp , kÝch thíc cña c¸c giät
nhá , hoÆc tû träng gi÷a c¸c pha t¹o nªn nhò t¬ng ph¶i xÊp xØ nhau , ®iÒu nµy
rÊt khã thùc hiÖn ®îc trong mét sè trêng hîp cô thÓ .
Qu¸ tr×nh l¾ng ®äng cã thÓ trë l¹i d¹ng nhò t¬ng ban ®Çu nhê t¸c dông
khuÊy trén m¹nh .
Qu¸ tr×nh ph¸ nhò hoµn toµn x¶y ra khi c¸c giät bitum kÕt hîp l¹i víi
nhau thµnh c¸c giät bitum lín h¬n lµm gi¶m sè lîng giät trong nhò t¬ng . Qu¸
tr×nh kÕt hîp nµy x¶y ra liªn tôc , ®Õn mét lóc nµo ®ã nhò t¬ng bÞ ph©n t¸ch
thµnh hai qu¸ tr×nh riªng biÖt .
Qu¸ tr×nh kÕt tô x¶y ra theo hai bíc : Ban ®Çu c¸c giät nhò cã xu
híng tËp hîp l¹i , t¹o thµnh mét tËp hîp giät . Trong mçi tËp hîp giät c¸c giät
nhò tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau khi ph©n tö chÊt nhò ho¸ trªn bÒ mÆt giät nhò
Lêi më ®Çu.....................................................................................................3
PhÇn I. Tæng quan ........................................................................................5
Ch¬ng I : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt ë ViÖt Nam......................................5
1. Thµnh phÇn..................................................................................................5
2. TÝnh chÊt ho¸ häc........................................................................................6
Ch¬ng III . Nhò t¬ng Bitum.........................................................................9
I. Lý thuyÕt chung vÒ nhò t¬ng bitum.............................................................9
1. §Þnh nghÜa .............................................................................................9
2. Ph©n lo¹i nhò t¬ng..................................................................................10
2.1. Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i trêng ph©n t¸n ..................10
2.2. Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ................................10
2.3. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86.....10
2.4. Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16.................................................11
2.5 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex........................11
3. øng dông cña nhò t¬ng bitum ...............................................................11
4.¦u ®iÓm cña nhò t¬ng bitum trong x©y dùng ®êng «t«..........................13
II. Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum............................................................14
1. Ph¬ng ph¸p ngng tô................................................................................14
2. Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n..............................................................................14
III. ChÊt nhò ho¸..............................................................................................14
1. §Þnh nghÜa..............................................................................................14
2. Ph©n lo¹i.................................................................................................15
2.1 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion...........................................................15
2.2 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cation..........................................................16
2.3 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang hai dÊu ®iÖn......................................17
2.4 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion....................................................18
IV. VÊn ®Ò æn ®Þnh nhò t¬ng...........................................................................18
1. Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸.........................................18
2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp........................................................................20
3. æn ®Þnh nhò t¬ng.....................................................................................23
4. HiÖn tîng t¸ch nhò.................................................................................23
5. HiÖn tîng bÞ ®¶o pha..............................................................................25
V. Mét sè chØ tiªu quan träng cña nhò t¬ng bitum trong chÕ t¹o vµ kiÓm ®Þnh.. . .25
1. §é nhít cña nhò t¬ng bi tum..................................................................25
2. §é æn ®Þnh cña nhò t¬ng bitum trong qu¸ tr×nh lu gi÷, b¶o qu¶n..........27
3. Tèc ®é ph©n t¸ch vµ hiÖu thÕ Zeta..........................................................28
4. TÝnh b¸m dÝnh .......................................................................................29
5. TÝnh ®ång nhÊt........................................................................................30
V. Lùa chän chÊt nhò ho¸................................................................................30
VI. C«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum............................................................33
1. Qui tr×nh chÕ t¹o nhò t¬ng bitum...........................................................33
2. VÊn ®Ò chän chÊt nhò ho¸ cho phï hîp..................................................33
PhÇn II : Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu ...............................................................35
Ch¬ng I : Qu¸ tr×nh tæng hîp chÊt nhò ho¸................................................35
I. Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu ..............................................................................37
II. Tæng hîp chÊt nhò ho¸ ...............................................................................40
Ch¬ng II : ChÕ t¹o nhò t¬ng Bitum ............................................................42
I. ChÕ t¹o nhò t¬ng Bitum................................................................................42
II. S¬ ®å nghiªn cøu ........................................................................................50
Ch¬ng III: C¸c ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh thuû ph©n , nghiªn cøu
tæng hîp chÊt nhò ho¸ vµ kiÓm tra chÊt lîng nhùa Bitum........................51
Ch¬ng I: Ho¸ chÊt vµ thiÕt bÞ thùc nghiÖm..............................................57
PhÇn III: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn ...................................................................59
Ch¬ng 1: Giai ®o¹n tæng hîp chÊt nhò ho¸ ..............................................59
I . Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu ............................................................................59
II. KÕt qu¶ tæng h¬p chÊt nhò ho¸ .................................................................65
1. KÕt qu¶ ¶nh hëng cña nhiÖt ®é ®Õn ®é chuyÓn ho¸ cña axÝt Oleic.........65
2. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®Þnh tÝnh vµ ®Þnh lîng ..............................................67
Ch¬ng 2 : Giai ®o¹n chÕ t¹o nhò t¬ng Bitum..............................................68
Lêi më ®Çu
Hoµ cïng khÝ thÕ ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña níc ta trong thÕ kû míi th×
Bé giao th«ng vËn t¶i , Bé khoa häc c«ng nghÖ vµ m«i trêng ®· trùc tiÕp chØ
®¹o ph¶i x©y dùng ®îc mét m¹ng líi giao th«ng hoµn chØnh , cã chÊt lîng cao
gãp phÇn quan trong thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kh¸c nh th¬ng m¹i ,
du lÞch , vËn t¶i hµnh kh¸ch,. … nh»m thu hót nguån ®Çu t tõ níc ngoµi . §èi
víi mét ®Êt níc ®· ph¶i tr¶i qua chiÕn tranh, c¬ së h¹ tÇng cßn yÕu kÐm nh
nøoc ta, m¹ng líi giao th«ng vÉn cha ®¸p øng nhu cÇu cho vËn t¶i lu th«ng
hµng ho¸ th× viÖc x©y dùng vµ n©ng cÊp lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó phï hîp víi xu thÕ
ph¸t triÓn kinh tÕ vµ x· héi.
§Ó ®¹t ®îc nh÷ng chØ tiªu trªn th× khi x©y dùng vµ ph¸t triÓn chóng ta
ph¶i ®¶m b¶o ®îc nh÷ng yªu cÇu cÇn thiÕt nh : mÆt ®êng ph¶i nh½n bãng bÒn
®Ñp,cã tÝnh æn ®Þnh cao ®Ó ®¸p øng nhu cÇu giao th«ng ®i l¹i . Chèng chÞu ® -
îc ¸p lùc cña c¸c luång xe ch¹y liªn tôc ngµy ®ªm, ®¶m b¶o ®îc lu th«ng an
toµn , kinh tÕ hiÖu qu¶ vµ c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh ë níc ta : m-
a , giã , n¾ng ,b·o ………
ChÝnh v× vËy mµ vÊn ®Ò thiÕt kÕ vµ ®¶m b¶o vËt liÖu thi c«ng trong ®iÒu
kiÖn cho phÐp hiÖn nay ®ãng mét vai trß quan träng . Tuú thuéc tõng lo¹i ® -
êng mµ kÕt cÊu , vËt liÖu vµ kh¶ n¨ng thi c«ng cã thÓ kh¸c nhau.
Tuy míi ®îc ¸p dông vµo ngµnh giao th«ng tõ ThÕ Kû 19 nhng Bitum
dÇu má ®· trë thµnh mét ngµnh nguyªn liÖu quan träng hµng ®Çu trong c«ng
nghÖ lµm ®êng v× nã ®¸p øng ®îc mäi yªu cÇu vÒ kü thuËt , còng nh kinh tÕ .
Trong c¸c c«ng tr×nh giao th«ng th× Bitum ®îc sö dông theo hai d¹ng
sau :
- C«ng nghÖ nhùa nãng : Tríc ®©y c«ng nghÖ nµy lµ chñ ®¹o , khi
thi c«ng cÇn ®un nãng nhùa lªn nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó lµm chóng ch¶y láng råi
míi thi c«ng ®îc .
- C«ng nghÖ nhùa nguéi : Sö dông nhùa ®êng d¹ng nhò t¬ng lµ
nhùa ®êng ë tr¹ng th¸i ph©n t¸n cao trong níc ®îc æn ®Þnh bëi chÊt nhò ho¸
lµm cho nhùa ®êng vÉn ë tr¹ng th¸i láng ngay ë ®iÒu kiÖn b×nh thêng . V× vËy
khi thi c«ng nhùa ®êng ë d¹ng nhò t¬ng th× kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng ,
Nhng víi nh÷ng ®Æc tÝnh u viÖt cña m×nh mµ ngµy nay c«ng nghÖ nhùa
nguéi ®· chiÕm u thÕ hoµn toµn vµ dÇn dÇn lÊn ¸t c«ng nghÖ nhùa nãng . Vµ
nã ®îc gäi díi mét c¸i tªn lµ “nhò t¬ng bitum”
Ban ®Çu vµo n¨m 1906 , Schade van Westrum ®· ph¸t minh vµ nhËn
®îc b»ng s¸ng chÕ vÒ nhò t¬ng . Nã trë nªn phæ biÕn cho ®Õn ngµy nay bëi
kh¶ n¨ng b¸m dÝnh víi nhiÒu lo¹i bÒ mÆt r¾n kh¸c nhau cña chóng.
Nhò t¬ng Bitum ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc nh duy tu b¶o dìng ,
söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt , líp b¸m dÝnh vµ líp b¶o dìng chèng thÊm nhËp .
Còng nh tíi thÊm nhùa , gia cè vµ cÊp phèi ë d¹ng trén nguéi , vµ r¶i nguéi.
Khi sö dông nhò t¬ng bitum th× viÖc thi c«ng c¸c c«ng tr×nh giao
th«ng sÏ rÊt dÔ dµng ,thuËn tiÖn. Kh«ng cÇn ®un nãng , kh«ng g©y « nhiÔm
m«i trêng, an toµn cho c«ng nh©n vµ ngêi ®i ®êng . Cã thÓ cho phÐp tiÕn hµnh
thi c«ng trªn mÆt ®êng Èm ít vµo mïa ma . TiÕt kiÓm ®îc tõ 15-30% so víi
c«ng nghÖ nhùa nãng .Trong nhò t¬ng bitum cã chøa níc nªn kh¶ n¨ng lÌn
chÆt mÆt ®êng ®îc dÔ dµng h¬n . ViÖc nghiªn cøu vµ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum
tai ViÖt Nam lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó ®¸p øng ®ßi hái , yªu cÇu hiÖn nay.
Trong ®å ¸n nµy , em xin tr×nh bµy phÇn tæng quan lý thuyÕt vÒ nhò t-
¬ng bitum vµ c¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu chÕ t¹o æn ®Þnh nhò t¬ng bitum, sau
khi ®· nghiªn cøu kü c¸c tµi liÖu ®îc c«ng bè trªn thÕ giíi ®Ò phï hîp víi
hoµn c¶nh níc ta trong b¶n luËn v¨n nµy .
Ch¬ng 1 : Tæng quan vÒ dÇu thùc vËt t¹i ViÖt Nam
B¶ng kh¶o s¸t vÒ thµnh phÇn cña mét sè dÇu thùc vËt ViÖt Nam th«ng dông
DÇu Axit Axit Axit no Axit Axit Axit
Palmitc Steric Kh¸c Oleic Linoleic Linolenic
(C16:2) (C18:0) (C18:2) (C18:2) (C18:3)
ThÇu dÇu 0,2-2 0,2-2 40-85 3-4 2-2,5
B«ng(h¹t) 20-25 1-2 0.5-2,5 25-35 40-50
L¹c 80-1 4,5-6 5-7 45-65 18-33
§Ëu nµnh 6-10 2-5 0,5-1 25-32 50-60 4-8
Dõa 6-11 2-4 73-86 5-8 1-2,5
C¸m 12-18 1-3 0,4-1 40-48 30-40
Së 13-15 0,3-0,4 74-87 10-14
Võng 8-9 43-4,7 0,4-0,8 37-49 37-47
Ng« 8-13 2-4 0,5-2 26-29 42-59
Däc 55 44 2-3
Híng du¬ng 6-9 2-6 1 25-35 55-65
¤ liu 7-14 2-4 0,1-0,3 10-84 4-12
Cä(cïi) 32-43 2-6 1-2 40-52 10-14
Cä (nh©n) 7-9 1-7 69-82 4-18 1-2
H¹t c¶i 1-5 1-3 5-6 17-32 15-22 1-3
H¹t cao su 9-12 5-12 19-30 35-45 15-25
Lanh 6-6,3 2,5-4 0,2-0,7 15-25 15-25 45-55
Gai 5,8-9,1 1,7-5,6 6-16 36-50 15-28
TrÈu 3,7-4,2 1,2-2,5 75-82 5-10 10,3-11
1/ Thµnh phÇn
Triglyxerit lµ thµnh phÇn chiÕm chñ yÕu chiÕm 95 ¸ 98% cña lipit vµ
h¹t dÇu. VÒ cÊu t¹o ho¸ häc chóng lµ este cña axit bÐo víi rîu ba chøc
glyxerin.
Thµnh phÇn ho¸ häc c¸c axit bÐo cña triglyxerit trong dÇu thùc vËt cã
hµng lo¹t tÝnh chÊt ®Æc trng chung. C¸c axit bÐo trõ trêng hîp ®Æc biÖt, ®Òu lµ
c¸c axit bÐo mét chøc, m¹ch th¼ng vµ cã sè nguyªn tö cacbon ch½n.
Chóng ®îc ph©n chia thµnh:
Monoglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi mét ph©n tö axit bÐo
mét chøc.
CH2OH CH2OH
ê ê
CHOH CHOCOR
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Diglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi hai ph©n tö axit bÐo mét
chøc.
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOH CHOCOR
ê ê
CH2OCOR CH2OCOR
Triglyxerit lµ este cña mét ph©n tö glyxerin víi ba ph©n tö axit bÐo mét
chøc.
CH2OCOR
ê
CHOCOR’
ê
CH2OCOR”
R, R’, R” lµ c¸c gèc hydrocacbon cã thÓ gièng hoÆc kh¸c nhau vÒ
cÊu tróc
NÕu R kh¸c R’, R” th× glyxerit lµ lo¹i Triglyxerit hçn t¹p.
Nhng axit bÐo phæ biÕn trong dÇu thùc vËt lµ axit oleic.
CH2OCOR
ê
CHOCOR
ê
CH2OCOR
Qu¸ tr×nh thuû ph©n dÇu l¹c vµ dÇu së chÝnh lµ qu¸ tr×nh thuû ph©n
triglyxerit ®Ó thu ®îc axit oleic
CH3 - (CH2)7 – CH = CH - (CH2)7 – COOH
Triglyxerit d¹ng tinh khiÕt kh«ng cã mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ. Mµu
s¾c mïi vÞ kh¸c nhau cña dÇu l¹c lµ do sù cã mÆt cña c¸c chÊt kÌm theo víi
chÊt lipit tù nhiªn tho¸t ra tõ h¹t cïng víi triglyxerit.
DÇu thùc vËt do khèi lîng ph©n tö t¬ng ®èi cña c¸c triglyxerit rÊt cao
nªn kh«ng bay h¬i c¶ trong ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng. ë nhiÖt ®é trªn 200¸2500C
triglyxerit sÏ bÞ ph©n huû thµnh c¸c s¶n phÈm bay h¬i. Díi t¸c dông cña c¸c
enzim thuû ph©n, khi cã níc vµ nhiÖt ®é, triglyxerit sÏ bÞ thuû ph©n thµnh axit
bÐo tù do vµ glyxerin.
2/ TÝnh chÊt vËt lý vµ ho¸ häc
Lý tÝnh cña glyxerit:
Glyxerit lµ nh÷ng chÊt láng hoÆc r¾n, rÊt Ýt tan vµo níc l¹nh, tan
nhiÒu h¬n trong níc nãng.
Glyxerit tan trong dÇu mì vµ c¸c dung m«i h÷u c¬.
§iÓm s«i cña glyxerit thÊp h¬n rîu vµ axit cã cïng ph©n tö lîng
Glyxerit cña mét sè d¹ng láng nhít, mét sè kh¸c ë d¹ng r¾n
Ho¸ tÝnh cña glyxerit
T¸c dông víi kiÒm:
Dung dÞch kiÒm còng rÊt dÔ dµng ph©n huû c¸c liªn kÕt este cña dÇu mì
®Ó t¹o thµnh xµ phßng:
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOCOR + 3 NaOH CHOH + 3 CH3 COONa
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Ph¶n øng xµ phßng ho¸ b»ng kiÒm x¶y ra kh«ng thuËn nghÞch v× s¶n
phÈm t¹o thµnh kh«ng ph¶i lµ axit bÐo mµ lµ muèi cña axit bÐo lµ mét lo¹i hîp
chÊt kh«ng t¸c dông ®îc víi rîu ®Ó t¹o este.
Muèi kim lo¹i kiÒm cña dÇu bÐo tan tèt trong níc t¹o nhiÒu bät vµ cã
kh¶ n¨ng thÊm ít, nhng muèi cña kim lo¹i nÆng vµ kiÒm thæ kh«ng tan trong
níc. Xµ phßng t¹o thµnh ë tr¹ng th¸i r¾n hay láng ®Òu phô thuéc vµo tr¹ng
th¸i ban ®Çu r¾n hay láng cña c¸c axit bÐo. Xµ phßng Kali thêng bÒn h¬n xµ
phßng Natri. Xµ phßng khan, tinh khiÕt nãng ch¶y ë 225¸2500C nhng do
ngËm níc nªn thêng thÊp h¬n 1000C.
T¸c dông víi níc:
Glyxerit t¸c dông víi níc t¹o thµnh glyxerin vµ axit bÐo chÝnh lµ ph¶n
øng thuû ph©n dÇu l¹c
CH2OCOR CH2OH
ê ê
CHOCOR + 3H2O CHOH + 3RCOOH
ê ê
CH2OCOR CH2OH
Ph¶n øng lµ thuËn nghÞch trong thùc tÕ sù c©n b»ng cã thÓ dÞch chuyÓn
sang ph¶i nÕu sö dông mét lîng níc , nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÝch hîp (thêng lµ
cao), ph¶n øng x¶y ra nhanh h¬n khi cã mÆt xóc t¸c lµ axit hoÆc baz¬.
Ch¬ng 2 : Nhò t¬ng bitum
Trªn thÕ giíi lÇn ®Çu tiªn mÆt nhùa ®êng ®· ra ®êi vµo n¨m 1175 do
ngêi §øc thùc hiÖn , råi ngêi Ph¸p còng ®a nhùa bitum vµo ®Ó r¶i ®êng vµo
n¨m 1854 . Lo¹i nhùa ®îc dïng ®Çu tiªn lµ cÆn Gudron . Sau ®ã c«ng nghiÖp
ho¸ ngµy cµng ph¸t triÓn , Nhùa bitum , mét Ýt s¶n phÈm phô cña c«ng nghiÖp
ho¸ dÇu , víi tÝnh c«ng nghiÖp cao h¬n thÕ nhùa gudron
Ngµy 9/5/1922 mét nhµ b¸c häc ngêi Anh lµ Hugh Alan Mackay ®·
®îc cÊp b»ng s¸ng chÕ sè 202021 vÒ nhò t¬ng nhùa bitum , sö dông díi d¹ng
nhùa nguéi hoÆc Êm dÔ dµng thi c«ng cho c«ng nh©n , t¹o ra mét bíc ngoÆt
míi trong lÜnh vùc sö dông bitum dÇu má.
Nhò t¬ng Bitum lµ mét hÖ ph©n t¸n láng – láng trong ®ã pha ph©n t¸n
lµ nhùa bitum ®îc ph©n t¸n thµnh c¸c h¹t nhá mÞn vµo pha níc díi t¸c dông c¬
häc vµ ®îc æn ®Þnh b»ng chÊt nhò ho¸.
MÆc dï trªn thÕ giíi c«ng nghÖ chÕ t¹o nhò t¬ng bitum ®· rÊt ph¸t triÓn
nhng ë ViÖt Nam chóng ta , thuËt ng÷ “nhò t¬ng bitum “ vÉn cßn míi vµ
chÝnh v× vËy c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum
cßn Ýt , hÇu hÕt cßn dõng ë møc ®é lý thuyÕt , cha ®îc ¸p dông vµo trong thùc
tÕ. Trong ®Ò tµi cña m×nh , em muèn ®i s©u nghiªn cøu vÒ nhò t¬ng bitum ®Ó
cã thÓ ¸p dông vµo trong thùc tiÔn
I.Lý thuyÕt vÒ nhò t¬ng
1. §Þnh nghÜa
Nhò t¬ng hçn hîp cña 2 chÊt láng kh«ng tan lÉn vµo nhau. Trong ®ã
cã mét chÊt láng ph©n t¸n vµo chÊt láng kia díi d¹ng nh÷ng h¹t nhá li ti , vµ
®îc gäi lµ pha ph©n t¸n , cßn chÊt láng kia ®îc gäi lµ m«i trêng ph©n t¸n .
KÝch thø¬c cña c¸c giät láng ®îc biÕn ®æi trong ph¹m vi rÊt réng
§Ó nhò t¬ng cã tÝnh æn ®Þnh ngêi ta cho thªm vµo mét chÊt gäi lµ chÊt
nhò ho¸ . ChÊt nhò ho¸ sÏ hÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c giät bitum lµm gi¶m søc
c¨ng bÒ mÆt ë mÆt ph©n chia pha gi÷a bitum vµ níc . §ång thêi nã t¹o ra trªn
bÒ mÆt c¸c giät bitum mét líp mµng máng kÕt cÊu bÒn v÷ng , cã t¸c dông
ng¨n c¶n sù kÕt tô cña chóng lµm cho nhò t¬ng ®îc æn ®Þnh
2 Ph©n lo¹i nhò t¬ng
Cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó ngêi ta ph©n lo¹i nhò t¬ng bitum , mçi mét níc
hay h·ng s¶n xuÊt l¹i cã c¸ch ph©n lo¹i kh¸c nhau , Cã thÓ ph©n lo¹i theo
c¸c c¸ch : lo¹i nhò t¬ng theo kiÓu vµ lo¹i , theo tèc ®é ph©n t¸ch , theo
hµm lîng nhùa chøa trong nhò t¬ng
2.1 Ph©n lo¹i theo pha ph©n t¸n vµ m«i trêng ph©n t¸n
Chñ yÕu lµ hai lo¹i
- Nhò t¬ng thuËn : pha ph©n t¸n lµ Bitum , m«i trêng ph©n
t¸n lµ níc
- Nhò t¬ng nghÞch : pha ph©n t¸n lµ níc , m«i trêng ph©n t¸n
lµ bitum
2.2 Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
Chñ yÕu lµ 2 lo¹i sau
- Nhò t¬ng cation ho¹t tÝnh
+ §é pH cña nhò t¬ng 1-6
+ C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ muèi alkylamin , muèi amoni bËc
4 , c¸c muèi amin axit
- Nhò t¬ng Amin ho¹t tÝnh
+ §é pH cña nhò t¬ng 8-12
+ C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ c¸c muèi cña c¸c axit bÐo , c¸c
muèi sufua
-Nhò t¬ng kh«ng ion
- Nhò t¬ng lo¹i bét nh·o
2.3 Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng ph©n t¸ch – theo ASTM D997-86
§îc ph©n theo 3 loai chÝnh , trong mçi lo¹i cã c¸c m¸c t¬ng øng
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch nhanh :RS
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch trung b×nh :MS
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm :SS
2.4 Ph©n lo¹i theo Ph¸p NF T66-16
§îc ph©n ra phô thuéc vµo lo¹i ho¹t tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
(Cation ho¹t tÝnh ho¹c amin ho¹t tÝnh ) vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhò t¬ng
- Nhò t¬ng Cation ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ C
- Nhò t¬ng Anion ho¹t tÝnh , kÝ hiÖu lµ A
Cã 4 lo¹i nhò t¬ng nh sau
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm : EAL,ECL
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch nhanh : EAR,ECR
- Nhò t¬ng ph©n t¸ch trung b×nh : ECM
- Nhò t¬ng siªu æn ®Þnh : EAS ,ECS
2.5. Ph©n lo¹i theo kh¶ n¨ng thi c«ng – theo Caltex:
- Premix grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng cã ®é æn ®Þnh lín h¬n
so víi lo¹i spray grade , thÝch hîp ®Ó trén víi vËt liÖu ®¸ cã ®êng kÝnh danh
nghÜa lín h¬n hoÆc b»ng 3mm
- Raped setting grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng thÝch hîp ®Ó
trén víi c¸c h¹t kho¸ng mÞn , hçn hîp ë d¹ng v÷a vµ tèc ®é ph©n t¸ch nhanh .
- Spray grade : Lµ mét c«ng thøc nhò t¬ng thÝch hîp víi thiÕt bÞ
phun c¬ häc dïng ®Ó xö lý bÒ mÆt ®êng (l¸ng mÆt , lµm líp dÝnh b¸m …) vµ
kh«ng ®¹t yªu cÇu trén víi vËt liÖu ®¸ .
- Stable mix grade : Lµ mét c«ng nhò t¬ng thÝch hîp ®Ó trén víi
c¸c h¹t kho¸ng mÞn , c¸t nghiÒn . Hçn hîp ë d¹ng mÞn vµ cã tèc ®é ph©n t¸ch
chËm .
3. øng dông cña nhò t¬ng Bitum
§îc ph¸t minh ra ë ch©u ¢u tõ c¸ch ®©y h¬n 60 n¨m , ngµy nay
nhò t¬ng nhùa bitum ®îc s¶n xuÊt vµ r¶i ra trªn toµn thÕ giíi.
Níc Ph¸p lµ níc tÝch cùc nhÊt trong viÖc ph¸t triÓn lo¹i chÊt kÕt dÝnh
nµy vµ nghiªn cøu hoµn chØnh c¸c kü thuËt thi c«ng . Tõ tríc ®Õn nay níc
Ph¸p vÉn lµ níc ®øng ®Çu trong danh s¸ch nh÷ng níc s¶n xuÊt nhò t¬ng nhùa
bitum trªn thÕ giíi , dï lµ tÝnh vÒ sè lîng so víi sè d©n , khèi lîng so víi diÖn
tÝch hay sè lîng so víi tæng lîng nhùa bitum dïng trªn mÆt ®êng «t«
Bªn c¹nh níc Ph¸p , níc Anh , Nga , Mü vµ rÊt nhiÒu níc kh¸c trªn
thÕ giíi còng ®· ®a vµo s¶n xuÊt vµ ngµy cµng hoµn thiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o
nhò t¬ng nhùa bitum
Së dÜ bitum nhò t¬ng ®îc c¸c níc s¶n xuÊt vµ sö dông m¹nh mÏ nh
vËy lµ v× nã cã nh÷ng øng dông hÕt søc to lín vµo c¸c môc ®Ýnh sau:
- Duy tr× b¶o dìng , söa ch÷a , r¶i líp l¸ng mÆt cña ®êng «t« vµ trong trêng
hîp nµy ta dïng lo¹i nhò t¬ng cã ®é ph©n t¸ch nhanh , nhÊt lµ nhò t¬ng
Cation ho¹t tÝnh.
- R¶i líp thµnh mÆt hoÆc trén ®¸ t¹i n¬i thi c«ng , thêng dïng lo¹i
nhò t¬ng cã ®é ph©n t¸ch thêng .
- Trén hçn hîp cÊp ®¸ nhò t¬ng ë tr¹m trén , thêng sö dông nhò
t¬ng ph©n t¸ch chËm.
- C«ng nghÖ v÷a nhùa h¹t th« r¶i nguéi ®Ó kh«i phôc mÆt ®êng cò
, thêng sö dông nhò t¬ng ph©n t¸ch chËm hoÆc siªu æn ®Þnh.
- Lµm dÝnh b¸m gi÷a hai líp mãng vµ mÆt , lµm líp t¹o mµng b¶o
dìng bªt«ng xim¨ng. Sö dông gia cè ®Êt nÒn , líp bÒ mÆt míi ®¾p ë ®êng
®ª bao hay ®Êt n«ng nghiÖp ®îc cµy xíi rÊt dÔ bÞ röa tr«i bÒ mÆt hoÆc sôt lë .
Do ®ã cÇn lµm cho bÒ mÆt ®Êt æn ®Þnh b»ng chÊt liªn kÕt hoÆc lµ t¹o sù æn
®Þnh cña nÒn ®Êt b»ng c¸ch tr«ng thªm c©y. Nhò t¬ng ®îc phun lªn bÒ mÆt
®Êt sÏ kÕt dÝnh líp ®Êt mÆt l¹i víi nhau vµ gióp cho h¹t nÈy mÇm thuËn lîi
h¬n.
- C«ng nghÖ chèng thÊm ®îc sö dông ®Ó t¹o ra mµng chèng thÊm
gi÷a c¸c líp mãng bªt«ng vµ phÇn kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn c«ng tr×nh x©y
dùng , môc ®Ých lµ gi÷ ®é ch¾c cña líp bª t«ng ®ang ®îc thi c«ng ë phÝa trªn
c«ng tr×nh , ng¨n kh«ng cho níc ë kÕt cÊu bªt«ng phÝa trªn thÊm xuèng kÕt
cÊu mãng phÝa díi . Líp nhò t¬ng ng¨n kh«ng cho mãng vµ kÕt cÊu bªt«ng
phÝa trªn ®«ng kÕt liÒn nhau , v× ®©y lµ hai líp bªt«ng cã tuæi kh¸c nhau , cêng
®é kh¸c nhau , vµ qua ®ã ng¨n ngõa ®îc t×nh tr¹ng bªt«ng ph¶i chÞu nh÷ng
t¶i träng bªn trong kÕt cÊu .
- Líp phñ b¶o vÖ c¸c c«ng tr×nh bªt«ng , ®êng èng vµ c¸c kÕt cÊu
kim lo¹i ch«n ngÇm díi ®Êt . §Ó n©ng cao tÝnh b¸m dÝnh cña líp chÊt liªn kÕt
máng d¹ng cong , ngêi ta sö dông nhò t¬ng c¶I tiÕn b»ng mñ cao su .
- Tr¸m khe hë vµ thÊm nhËp , nhò t¬ng Bitum thêng sö dông c¸c
lo¹i cã chøa mñ cao su lµ lo¹i vËt liÖu rÎ tiÒn vµ cã hiÖu qu¶ ®Ó chÌn c¸c khe
hë trong c¸c vËt liÖu gia cè Bitum ®Ó ng¨n níc x©m nhËp vµo bªn trong c¸c
líp cÊu tróc mÆt ®êng.
4.Nh÷ng u ®iÓm vît tréi cña nhò t¬ng Bitum trong x©y dùng ®êng
«t« .
- Khi thi c«ng , sö dông kh«ng cÇn ph¶i ®un nãng gia nhiÖt do ®ã
®ì tèn kÐm h¬n.
- Kh«ng g©y nguy hiÓm cho c«ng nh©n , kh«ng g©y ®éc h¹i cho
nh÷ng ngêi c«ng nh©n trùc tiÕp d¶i ®êng , ngêi ®i ®êng , ngêi d©n sèng quanh
n¬i thi c«ng c«ng tr×nh vµ còng kh«ng g©y « nhiÔm m«i trêng , gãp phÇn lµm
xanh ,s¹ch , ®Ñp m«i trêng vµ gióp m«i trêng bÒn v÷ng h¬n.
- Sau khi d¶i ®êng c¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña nhùa ®êng l¹i ®îc
nhanh chãng håi phôc , ®¶m b¶o nhanh chãng tr¶ l¹i mÆt ®êng l¸ng mît th«ng
tho¸ng cho c¸c ph¬ng tiÖn tham gia giao th«ng trªn ®êng.
- Cã kh¶ n¨ng thi c«ng trªn mäi ®Þa h×nh , trong mäi ®iÒu kiÖn thêi
tiÕt bÊt lîi vµ khÝ hËu kh¾c nghiÖt nh ma , b·o , gi«ng tè thÊt thêng, gióp cho
tiÕn ®é thi c«ng lu«n ®îc ®¶m b¶o hoµn thµnh theo ®óng dù ¸n kÕ ho¹ch ban
®Çu mµ kh«ng ph¶i phô thuéc vµo bÊt cø yÕu tè nµo.
- ViÖc dù tr÷ , vËn chuyÓn nhò t¬ng nhùa bitum tõ n¬i s¶n xuÊt ®Õn
n¬i thi c«ng còng ®Æc biÖt thuËn lîi v× cã thÓ tËp kÕt ë kho gÇn , do ®ã gi¶m ®-
îc tèi ®a chi phÝ vËn chuyÓn , mang l¹i lîi nhuËn cao h¬n .
- Thµnh phÇn dung m«i thÊp , l¹i lµ dung m«i níc , nªn kh¸ rÎ tiÒn
l¹i kh«ng g©y ®éc h¹i g× cho m«i trêng , hÕt søc thuËn lîi.
II. Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum.
Cã hai ph¬ng ph¸p chÕ t¹o nhò t¬ng bitum : ph¬ng ph¸p ngng tô vµ ph-
¬ng ph¸p ph©n t¸n .
1. Ph¬ng ph¸p ngng tô
Khi chÊt láng M ®îc hoµ tan vµo chÊt láng N ë tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ
nÕu tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ bÞ vì sÏ t¹o thµnh nhò t¬ng . Cã thÓ ph¸ vì tr¹ng
th¸i qu¸ b·o hoµ b»ng c¸ch h¹ thÊp nhiÖt ®é cña dung dÞch hoÆc thay ®æi
nång ®é cña dung dÞch ®Ó gi¶m ®é hoµ tan .
Ph¬ng ph¸p nµy Ýt ®îc sö dông trong c«ng nghiÖp so víi ph¬ng ph¸p
ph©n t¸n .
2.Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n :
Ph¬ng ph¸p ph©n t¸n ®Ó chÕ t¹o nhò t¬ng bitum gåm hai d¹ng . Qu¸
tr×nh nhò ho¸ x¶y ra mét c¸ch tù nhiªn víi dÇu cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ hay hoµ
tan , hoÆc qu¸ tr×nh nhò ho¸ xaû ra do cã lùc t¸c dông b»ng thiÕt bÞ nhò ho¸ ®Ó
ph©n t¸n mét pha láng thµnh nh÷ng h¹t nhá vµo pha láng kia.
I. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
1. §Þnh nghÜa
Cã nhiÒu c¸ch ®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , vÒ b¶n chÊt cã thÓ
®Þnh nghÜa chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nh sau
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ hîp chÊt ho¸ häc, khi hoµ tan trong mét chÊt
láng sÏ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng Êy hoÆc lùc c¨ng ë mÆt tiÕp
xóc cña nã víi mét chÊt láng kh¸c do qu¸ tr×nh hÊp phô vµo chÊt nµy hay chÊt
kia ë bÒ mÆt tiÕp xóc.
Ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt gåm hai phÇn cã hai ¸i lùc tr¸i ngîc nhau:
- PhÇn thø nhÊt cã mét ¸i lùc ®îc t¹o ra bëi nhãm cã cùc, lµm cho ph©n
tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o níc (nhãm a níc).
- PhÇn thø hai cã mét ¸i lùc ®îc t¹o ra bëi mét nhãm kh«ng cã cùc, lµm
cho ph©n tö cã nh÷ng tÝnh chÊt h¸o dÇu (nhãm kÞ níc). Nhãm nµy thêng lµ
c¸c hydrocarbon m¹ch dµi tõ 14 ®Õn 20 nguyªn tö Carbon.
Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt rÊt thÊp, ph©n tö cña nã ph©n bè r¶i
r¸c trong dung dÞch. Khi nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng sÏ dÉn ®Õn hiÖn
tîng t¹o c¸c mixen bao gåm vµi chôc ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kÕt hîp
l¹i víi nhau. Trong mçi mixen, nhãm kÞ níc sÏ ®Þnh híng vµo bªn trong giät
bitum, cßn nhãm a níc sÏ ®Þnh híng ra bªn ngoµi.
Mét øng dông quan träng cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ sö dông lµm
chÊt nhò ho¸. Nhò t¬ng lµ mét hÖ kh«ng æn ®Þnh vÒ mÆt nhiÖt ®éng. §Ó nhò t-
¬ng æn ®Þnh h¬n ph¶i pha vµo hÖ mét cÊu tö thø ba, môc ®Ých lµm gi¶m n¨ng
lîng bÒ mÆt. CÊu tö thø ba nµy lµ chÊt nhò ho¸. ChÊt nhò ho¸ cßn ng¨n c¶n xu
híng keo tô ph¸ vì hÖ nhò t¬ng.
2. Ph©n lo¹i chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®îc chia thµnh bèn lo¹i chÝnh dùa theo tÝnh chÊt
®iÖn tÝch:
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch ©m (anionic).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn tÝch d¬ng (cationic).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn (ampholyte).
- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng mang dÊu ®iÖn (nonionque).
2.1. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Anion.
§©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt khi ®îc hoµ tan trong níc sÏ cung
cÊp nh÷ng ion mang ®iÖn tÝch ©m vµ nh÷ng ion nµy lµ nguyªn nh©n cña ho¹t
tÝnh bÒ mÆt. Bao gåm :
- C¸c muèi cña nh÷ng axit bÐo, gäi chung lµ xµ phßng nh muèi kiÒm
cña axit bÐo, muèi kim lo¹i cña axit bÐo, muèi gèc h÷u c¬ cña c¸c axit bÐo.
- C¸c muèi sulfat cña nh÷ng axit bÐo: §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ
mÆt ®· ®îc sö dông tõ l©u vµ ®îc dïng réng r·i ®Ó lµm gèc chÕ t¹o c¸c lo¹i n-
íc géi ®Çu, c¸c chÊt s¸p t¹o nhò ho¸, c¸c chÊt tÈy röa.
- C¸c dÉn xuÊt sulfon: C¸c chÊt sulfonat cña dÇu ho¶, c¸c chÊt
lignosulfat, c¸c chÊt alkylarylsulfonat.
- C¸c chÊt h÷u c¬ photpho: C«ng thøc cña nh÷ng chÊt nµy hiÖn nay cã
nhiÒu øng dông trong c«ng nghiÖp. C¸c lo¹i alkylphotphat lµ nh÷ng chÊt ®îc
øng dông nhiÒu nhÊt lµm chÊt nhò ho¸, ®Æc biÖt ®Ó chÕ t¹o vi nhò t¬ng.
Khi sö dông chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt anion, ta sÏ cã nhò t¬ng anion. C«ng
thøc chung cña c¸c lo¹i xµ phßng anion lµ: RCOONa hoÆc RCOOK. Víi R lµ
m¹ch hydrocarbon ®Æc trng cña axit bÐo vµ cã tÝnh h¸o dÇu. Nhãm –COONa
lµ phÇn cã cùc vµ h¸o níc. Khi hoµ tan vµo níc, lµ dung m«i ph©n cùc th× c¸c
ph©n tö xµ phßng trë nªn mang ®iÖn, c¸c ion Na +, K+ lµ nh÷ng ion mang dÊu
®iÖn d¬ng, bÞ hÊp thô vµo níc, cßn c¸c ion RCOO – mang dÊu ®iÖn ©m th× bÞ
hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti.
2.2. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation.
§©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tù ion ho¸ khi pha trong níc ®Ó
cung cÊp nh÷ng ion h÷u c¬ mang ®iÖn tÝch d¬ng vµ chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ ho¹t
tÝnh bÒ mÆt.
Tuy chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®· ®îc ®iÒu chÕ tõ l©u nhng chØ míi
ph¸t triÓn m¹nh tõ sau chiÕn tranh thÕ giíi thø hai.
Ngµy nay, chóng ®îc ph¸t triÓn m¹nh trong nh÷ng lÜnh vùc nh chèng ¨n
mßn, t¸c nh©n tuyÓn quÆng, dïng lµm chÊt nhò ho¸ vµ chÊt lµm mÒm sîi v¶i.
LÜnh vùc sö dông cña chóng ®Æc biÖt lµ trªn c¸c vËt liÖu mang ®iÖn tÝch
©m. Ngoµi mét gèc hydrocarbon, phÇn lín c¸c ph©n tö nµy chøa mét nguyªn
tö Nit¬ mang ®iÖn tÝch d¬ng, cã thÓ lµ nh÷ng chÊt h÷u c¬ hoÆc lµ m¹ch hë
hoÆc lµ nh÷ng vßng phøc t¹p. Sù kh¸c biÖt nµy thêng dïng lµm mét chØ tiªu
ph©n lo¹i.
Víi nh÷ng ®Æc tÝnh nh dÔ sö dông trªn nhiÒu bÒ mÆt cèt liÖu, kh¶ n¨ng
t¹o nhò cao, b¸m dÝnh tèt nªn hiÖn nay, c¸c chÊt nhò ho¸ cation ®îc tËp trung
nghiªn cøu vµ ®îc øng dông réng r·i
C¸c chÊt ho¹t ®éng thêng gÆp lµ:
- C¸c muèi alkylamin: C¸c chÊt nµy ®îc dïng nhiÒu nhÊt ®Ó lµm mÒm
sîi v¶i.
- C¸c muèi amoni bËc 4 alkyl: C¸c ph©n tö nµy cã khÈ n¨ng diÖt khuÈn
rÊt cao, v× vËy mµ mét sè ®îc sö dông lµm chÊt s¸t trïng.
- C¸c muèi amoni bËc 4 cã cÊu h×nh phøc t¹p: Trong nhãm nµy cã thÓ
kÓ lµm vÝ dô nh c¸c chÊt setylpyridin bromua vµ setylpyridin clorua.
- C¸c dÉn xuÊt cña ho¸ dÇu.
- C¸c amin oxit: C¸c chÊt nµy ®îc dïng chñ yÕu lµm mü phÈm.
- C¸c dÉn xuÊt kh«ng cã Nit¬.
C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation cã c«ng thøc chung lµ R’N +H3Cl -.
Khi mét nhò t¬ng ®îc t¹o ra víi mét muèi amin, cation tÝch ®iÖn d¬ng ®Þnh vÞ
b¸m trªn bÒ mÆt giät bitum, c¸c ion Cl – tÝch ®iÖn ©m ®îc hót vµo bÒ mÆt tÝch
®iÖn d¬ng vµ cïng víi níc t¹o ra mét líp ®iÖn tÝch kÐp. Tøc lµ gèc R’N +H3 bÞ
hÊp thô vµo c¸c h¹t nhùa nhá li ti, gèc –R’ lµ phÇn h¸o dÇu chui vµo bªn
trong c¸c h¹t nhùa, cßn nhãm N+H3 quay mÆt tiÕp xóc ra bªn ngoµi, t¹o hÖ
bitum níc. C¸c ion ©m bÞ hÊp thô vµ hoµ tan trong níc.
ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt Cation ®îc t¹o ra nh sau:
RNH2 + HCl RN+H3Cl –
2.3. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang c¶ hai dÊu ®iÖn:
C¸c hîp chÊt nµy còng t¬ng tù nh c¸c oxyt, võa cã hiÖu øng kiÒm võa
cã hiÖu øng axit. §©y lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã hai hoÆc nhiÒu nhãm
chøc n¨ng vµ tuú theo ®iÒu kiÖn cña dung m«i cã thÓ ion ho¸ trong dung dÞch
níc vµ t¹o cho hîp chÊt nµy biÓu hiÖn tÝnh ion cña m×nh tuú theo ®é pH, lµ ion
khi ë ®iÓm c©n b»ng ®iÖn.
Ngoµi nh÷ng chÊt tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc, trong nhãm nµy
cßn cã c¸c axit cña c¸c axit amin hay c¸c protein thùc vËt (nh chÊt lestin cña
®Ëu t¬ng) hoÆc ®éng vËt (nh casein trong s÷a)
Khi ®ã tÝnh anion trong m«i trêng kiÒm nh sau:
COO-M+
R M+ cã thÓ lµ Na+ hoÆc K+.
NH2
Cßn tÝnh chÊt cation trong m«i trêng axit sÏ cã d¹ng:
COOH
R M’ – cã thÓ lµ Cl -.
N+H3M’ -
Lo¹i chÊt ho¹t ®éng nµy bao gåm:
- C¸c dÉn xuÊt tõ benzen nh alkylbetan, alkylaminobetan cã kh¶ n¨ng
lµm ít, g©y bät vÇ tÈy röa, Ýt ®éc h¹i vµ cã kh¶ n¨ng tù huû, kh«ng g©y «
nhiÔm m«i trêng. C¸c chÊt nµy chñ yÕu dïng lµm ®å mü phÈm.
- C¸c dÉn xuÊt tõ imidazolin: Nh÷ng chÊt nµy cã kh¶ n¨ng nhò ho¸ rÊt
m¹nh.
- C¸c dÉn xuÊt cña c¸c axit amin: C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt nµy ®îc
dïng ®Ó g©y bät vµ diÖt khuÈn.
2.4. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion:
C¸c chÊt nµy cã thÓ hoµ tan ®îc trong níc lµ do thµnh phÇn cu¶ chóng
cã nh÷ng nhãm ho¹t ®éng rÊt h¸o nø¬c, ë bÊt k× pH nµo, chóng ®Òu cã thÓ t¸c
dông víi c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ion. Cã thÓ ph©n lo¹i theo kiÓu liªn kÕt
gi÷a c¸c nhãm h¸o níc vµ h¸o dÇu:
- Liªn kÕt kiÓu este: este glycol, glycol, este poly glycol, este
polyetylenglycol, este ®êng sorbitol, este cña c¸c axit bÐo, dïng chñ yÕu lµm
dîc phÈm, mü phÈm vµ thùc phÈm.
- Liªn kÕt kiÓu ete: Thêng dïng ®Ó chÕ t¹o nhò t¬ng dïng cho c«ng
nghiÖp s¬n vµ c«ng nghiÖp mü phÈm.
- Liªn kÕt kiÓu amit: Dïng trong c«ng nghiÖp mü phÈm vµ bét giÆt.
- C¸c chÊt kh¸c: Cßn mét sè chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion n÷a nh
nhùa ®a ph©n tö alkylen oxyt, mercaptan vµ polyoxyety
IV. vÊn ®Ò æn ®Þnh nhò tu¬ng
1. Søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt nhò ho¸
Gi÷a c¸c ph©n tö chÊt láng hay chÊt r¾n lu«n cã lùc liªn kÕt . C¸c ph©n
tö n»m bªn trong chÊt láng cã lùc liªn kÕt vÒ mäi phÝa cña ph©n tö . C¸c ph©n
tö chÊt láng n»m trªn bÒ mÆt cã mét phÝa kh«ng liªn kÕt víi c¸c ph©n tö láng
kh¸c , do ®ã cã n¨ng lîng cao h¬n . ChÊt láng cã xu híng t¹o thµnh h×nh cÇu
sao cho diÖn tÝch tiÕp sóc nhá nhÊt , ®Ó cã n¨ng lîng thÊp nhÊt .
Søc c¨ng bÒ mÆt lµ kh¸i niÖm dïng ®Ó m« pháng lùc liªn kÕt gi÷a c¸c
ph©n tö t¹i bÒ mÆt . Søc c¨ng bÒ mÆt cña mét pha lµ do c¸c ph©n tö ë bÒ mÆt
pha cã n¨ng lîng cao h¬n pha kia . Lùc liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö cña pha nµo
lín h¬n sÏ cã søc c¨ng bÒ mÆt lín h¬n
Khi hai chÊt láng A vµ B tiÕp xóc nhau , gi÷a c¸c ph©n tö cña chóng
còng cã lùc liªn kÕt .Gi¶ sö søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng A lµ A, cña chÊt
láng B lµ B , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a hai chÊt láng AB lµ AB th×
AB = A + B -2AB
AB lµ lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö Avµ B
Khi lùc liªn kÕt gi÷a ph©n tö A vµ B rÊt lín , søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a
chóng nhá . §iÒu nµy nghÜa lµ n¨ng lîng cña chóng gi¶m do cã sù tiÕp xóc
gi÷a 2 pha . Do 2 chÊt láng dÇn bÞ ph©n t¸n vµo nhau nh»m t¨ng diÖn tÝch tiÕp
xóc .Giíi h¹n cña qu¸ tr×nh ph©n t¸n nµy lµ 2 chÊt láng trén lÉn vµo nhau t¹o
thµnh dung dÞch A vµ B
Cã thÓ gi¶i thÝch c¬ chÕ søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a pha dÇu vµ pha níc díi
t¸c dông cña chÊt nhò ho¸ nh sau : Trong dung dÞch chÊt nhò ho¸ , c¸c ph©n tö
chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt tËp trung vµ bÞ hÊp thô ë bÒ mÆt dung dÞch , c¸c nhãm
kÞ níc híng vµo kh«ng khÝ , bÒ mÆt dung dÞch ®îc bao phñ bëi c¸c nhãm kÞ n-
íc. Do lùc liªn kÕt gi÷a c¸c hydrocacbon nhá h¬n gi÷a c¸c ph©n tö níc nªn
søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch níc ( bÞ bao phñ bëi nhãm kÞ níc ) sÏ nhá h¬n
søc c¨ng bÒ mÆt cña nø¬c. NghÜa lµ díi t¸c dông cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ,
søc c¨ng bÒ mÆt cña níc gi¶m
Khi mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®îc hÊp thô vµo bÒ mÆt dÇu níc , c¸c
ph©n tö dÇu vµ níc kh«ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau mµ qua ph©n tö chÊt ho¹t
®éng bÒ mÆt. C¸c nhãm kÞ níc híng vµo dÇu,c¸c nhãm a níc híng vµo níc.
Lùc liªn kÕt gi÷a dÇu vµ nhãm kÞ níc còng nh lùc liªn kÕt gi÷a nhãm a níc vµ
níc thêng lín . Do ®ã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña
dÇu vµ níc .Nh vËy sù c©n b»ng gi÷a nhãm a níc vµ nhãm kÞ níc cña chÊt nhò
ho¸ lµ mét yÕu tè quyÕt ®Þnh sù hÊp thô cña nã ë bÒ mÆt láng – láng .Khi sù
c©n b»ng gi÷a nhãm a níc vµ nhãm kÞ níc thÝch hîp , chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt
ho¹t ®éng bÒ mÆt ho¹t ®éng cã hiÖu qu¶ vµ chØ cã mét lîng nhá dÇu tiÕp xóc
trùc tiÕp víi níc , søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m
Qua viÖc nghiªn cøu søc c¨ng bÒ mÆt cña hÖ nhò t¬ng bitum –níc
cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh cña hÖ . Søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a 2 pha bÞ
¶nh hëng bëi hµm lîng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt , nhiÖt ®é vµ sù cã mÆt cña c¸c
muèi
B»ng con ®êng nhiÖt ®éng häc , ta cã ph¬ng tr×nh m« t¶ sù phô thuéc
søc c¨ng bÒ mÆt vµo kÝch thíc giät láng
=
1+ 2l
r
ë ®©y Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña giät láng h×nh cÇu cã b¸n kÝnh r
Lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng ph¼ng r=
l: Lµ ®êng kÝnh ph©n tö
2. CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp
C¸c ch©t ho¹t ®éng bÒ mÆt hÊp phô lªn bÒ mÆt giät nhò , nhãm kÞ níc
híng ra pha dÇu , nhãm a níc híng vµo pha níc t¹o nªn mét líp mµng gi÷a
hai pha . Nhò t¬ng sÏ æn ®Þnh h¬n khi líp mµng ë bÒ mÆt ph©n chia gi÷a hai
pha tÝch ®iÖn . Líp ®iÖn tÝch nµy cã thÓ t¹o ®îc thµnh tõ 3 c¸ch :
+ Do qu¸ tr×nh oxy ho¸
+ Do qu¸ tr×nh hÊp phô
+ Do sù tiÕp xóc
Khi c¸c chÊt nhò ho¸ hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c giät nhò th× c¸c nhãm cã
kh¶ n¨ng hoµ tan trong níc bÞ ion ho¸ t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp bao bäc
quanh giät nhò .
§èi víi nhò t¬ng ®îc æn ®Þnh b»ng c¸c hîp chÊt kh«ng ion th× líp ®iÖn
tÝch t¹i bÒ mÆt giät nhò sÏ kh«ng ph¶i do sù hÊp phô c¸c ion tõ m«i trêng ph©n
t¸n mµ do ma s¸t khi tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i trêng ph©n t¸n mµ
do ma s¸t khi c¸c giät tiÕp xóc víi nhau hay tiÕp xóc víi m«i trêng ph©n t¸n .
§iÒu nµy ®· ®îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu vµ chøng minh b»ng thùc nghiÖm .
Mét chÊt cã h»ng sè ®iÖn m«i cao sÏ tÝch ®iÖn khi tiÕp xóc víi mét chÊt cã
h»ng sè ®iÖn m«i thÊp h¬n . Nh vËy , do níc cã h»ng sè ®iÖn m«i cao nªn
phÇn lín nhò t¬ng dÇu níc cã ®iÖn tÝch ©m cßn nhò t¬ng níc dÇu l¹i cã ®iÖn
tÝch d¬ng
H×nh 1 : CÊu t¹o líp diÖn tÝch kÐp
Líp ®iÖn tÝch trªn bÒ mÆt giät rÊt phøc t¹p . Khi c¸c ion mang ®iÖn bao
quanh c¸c giät nhò , c¸c ion tr¸i dÊu sÏ n»m song song , tiÕp xóc víi líp ion
trªn t¹o thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp .
DÇu Níc
H×nh 2: Líp ®iÖn tÝch kÐp ë bÒ mÆt ph©n chia dÇu – níc
Líp ®iÖn tÝch kÐp gåm 2 phÇn : mét phÇn cè ®Þnh n»m s¸t bÒ
mÆt , phÇn kh¸c ph©n t¸n t¹o thµnh líp ph©n t¸n . MËt ®é ®iÖn cña c¸c
®iÖn tÝch ë líp ph©n t¸n gi¶m m¹nh theo qui luËt hµm sè mò
Khi kh«ng cã mÆt chÊt nhò ho¸ , sù ph©n bè thÕ cña líp thÕ cña
líp ®iÖn tÝch kÐp ®îc tr×nh bµy nh h×nh a , hÖ nhò t¬ng cã xu híng keo
tô m¹nh
Khi cã mÆt chÊt nhò ho¸ , cã sù thay ®æi thÕ cña líp ®iÖn tÝch kÐp
(h×nh b) , thÕ Zeta ®ñ líp ®Ó æn ®Þnh nhò t¬ng . Giíi h¹n ®Ó æn ®Þnh nhò
t¬ng lµ thÕ Zeta=100V
DÇu Níc DÇu Níc DÇu Níc
V x
(a) (b) (c)
h×nh vÏ 3: líp ®iÖn tÝch kÐp ë trªn bÒ mÆt ph©n chia pha dÇu / níc
(a) : kh«ng cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt .
(b): cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt .
(c): hµm lîng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt t¨ng vµ cã mÆt chÊt ®iÖn ly trong
pha níc.
Khi thªm chÊt ®iÖn ly vµo pha níc, cã sù thay ®æi râ rµng trong ®êng
cong thÕ . B¸n kÝnh líp ph©n t¸n sÏ gi¶m do sù t¨ng nång ®é ion ngîc dÊu vµ
sù nÐn ®iÖn tÝch kÐp.
Líp ®iÖn tÝch kÐp bao quanh giät nhò ý nghÜa rÊt lín ®èi víi sù æn ®Þnh
cña h¹t nhò t¬ng , do nã ng¨n c¶n c¸c giät nhò tiÕn l¹i gÇn nhau kÕt tô vµ ph¸
vì nhò t¬ng.
3. æn ®Þnh nhò t¬ng
§Ó æn ®Þnh nhò t¬ng mét c¸ch hiÖu qu¶ th× yªu cÇu nhò t¬ng ®îc t¹o ra
ph¶i cã mét ®é bÒn t¬ng ®èi cao , do vËy sau khi nhò t¬ng ®îc chÕ t¹o th× cÇn
ph¶i cã thªm mét c«ng ®o¹n quan träng n÷a lµ lµm bÒn nã . §é æn ®Þnh cña
nhò t¬ng phô thuéc vµo b¶n chÊt cña chÊt nhò ho¸ , chÊt lµm bÒn ,nhiÖt ®é ,
tèc ®é khu©ý trén , thêi gian khuÊy trén..
4.HiÖn tîng t¸ch nhò
§Ó nhò t¬ng cã ®é æn ®Þnh cao , kÝch thíc h¹t nhò ph¶i nhá , sù ph©n bè
kÝch thíc giät hÑp .Qu¸ tr×nh ph¸ vì sù æn ®Þnh cña nhò t¬ng x¶y ra nh sau :
L¾ng ®äng TËp hîp c¸c
giät nhò
Nhò t¬ng KÕt tô T¸ch nhò
Ban ®Çu doTËp hîpkh¸c
cã sù L¾nggi÷a
c¸c nhau vÒ tØ träng ®éngpha ph©n tan vµ m«i trêng
giät nhò
ph©n t¸n , nhò t¬ng bÞ ph©n t¸n lµm 2 phÇn cã nång ®é chÊt ph©n t¸n kh¸c
nhau . Tèc ®é l¾ng cña nhò ®îc tÝnh theo ph¬ng tr×nh stocke
2gr2(d1-d2)
U=
92
Trong ®ã: u : Tèc ®é l¾ng
r : B¸n kÝnh giät nhò
d1,d2: Tû träng cña ch¸t ph©n vµ m«i trêng ph©n t¸n
2 : ::§é nhít cña m«i trêng ph©n t¸n
g : gia tèc träng trêng
Tõ ph¬ng tr×nh Stoke cã thÓ thÊy r»ng ®Ó lµm gi¶m qu¸ tr×nh l¾ng c¸c
giät nhò , nhò t¬ng ph¶i cã ph©n bè kÝch thíc giät hÑp , kÝch thíc cña c¸c giät
nhá , hoÆc tû träng gi÷a c¸c pha t¹o nªn nhò t¬ng ph¶i xÊp xØ nhau , ®iÒu nµy
rÊt khã thùc hiÖn ®îc trong mét sè trêng hîp cô thÓ .
Qu¸ tr×nh l¾ng ®äng cã thÓ trë l¹i d¹ng nhò t¬ng ban ®Çu nhê t¸c dông
khuÊy trén m¹nh .
Qu¸ tr×nh ph¸ nhò hoµn toµn x¶y ra khi c¸c giät bitum kÕt hîp l¹i víi
nhau thµnh c¸c giät bitum lín h¬n lµm gi¶m sè lîng giät trong nhò t¬ng . Qu¸
tr×nh kÕt hîp nµy x¶y ra liªn tôc , ®Õn mét lóc nµo ®ã nhò t¬ng bÞ ph©n t¸ch
thµnh hai qu¸ tr×nh riªng biÖt .
Qu¸ tr×nh kÕt tô x¶y ra theo hai bíc : Ban ®Çu c¸c giät nhò cã xu
híng tËp hîp l¹i , t¹o thµnh mét tËp hîp giät . Trong mçi tËp hîp giät c¸c giät
nhò tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau khi ph©n tö chÊt nhò ho¸ trªn bÒ mÆt giät nhò