TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
Các khái niệm cơ bản
1.1.1 Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt, hay còn gọi là surfactant, là những hợp chất có khả năng giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa chất lỏng và chất rắn.
Ngoài ra nó có thể được sử dụng như chất tẩy rửa, chất nhũ hóa, chất làm ướt, chất tạo bọt, và chất phân tán.
Chất hoạt động bề mặt là những hợp chất có khả năng giảm sức căng bề mặt của dung môi mà chúng có mặt Chúng có xu hướng hấp phụ lên bề mặt và có độ tan tương đối thấp, nếu không sẽ dễ dàng thoát khỏi bề mặt và hòa tan vào trong chất lỏng.
Hình 1.1: Bề mặt phân chia pha lỏng – khí của một chất lỏng nguyên chất
Sức căng bề mặt là lực tác dụng trên mỗi đơn vị chiều dài của bề mặt phân chia pha, giúp làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng Đơn vị đo sức căng bề mặt thường là erg/cm² hoặc dyn/cm.
1 erg = 1 dyn/cm) Sức căng bề mặt phụ thuộc vào bản chất của chất tiếp xúc
Các tính chất của chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào sự tương quan giữa phần ái nước và phần kỵ nước Khi phần ái nước chiếm ưu thế, chất hoạt động bề mặt sẽ hòa tan tốt hơn trong nước Ngược lại, nếu phần kỵ nước mạnh hơn, chất này sẽ dễ dàng hòa tan trong các pha hữu cơ.
Chất hoạt động bề mặt được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa phần kỵ nước và ái nước Mối quan hệ này được đặc trưng bởi giá trị HLB, phản ánh sự cân bằng giữa phần ái nước và ái dầu.
HLB là thang đo tỷ lệ giữa tính ái nước và tính kỵ nước, với giá trị từ 1 đến 40 Các chất hoạt động bề mặt có HLB thấp thể hiện tính ái nước thấp, trong khi các chất có HLB cao cho thấy tính ái dầu thấp Sự gia tăng HLB có thể ảnh hưởng đến tính chất của các chất hoạt động bề mặt.
HLB tương ứng với sự gia tăng của tính ái nước.
Giá trị HLB có thể được ước lượng sơ bộ thông qua tính chất hòa tan trong nước hoặc khả năng phân tán của chất hoạt động bề mặt Mỗi mức độ phân tán tương ứng sẽ dẫn đến giá trị HLB khác nhau.
Thành phần và cấu tạo của chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt trong nước chủ yếu là các hợp chất hữu cơ như axit béo, muối của axit béo, este, rượu và alkyl sunfat Các phân tử chất hoạt động bề mặt được cấu thành từ hai phần chính, tạo nên tính chất đặc biệt của chúng trong các ứng dụng khác nhau.
Phần phân cực của chất hoạt động bề mặt thường chứa các nhóm như carboxylate, sunfonate, sulfate và amine bậc bốn Những nhóm này tạo ra ái lực mạnh mẽ với nước, khiến phân tử chất hoạt động bề mặt dễ dàng hòa tan và tương tác trong môi trường nước.
Phần không phân cực, còn gọi là kỵ nước hay ái dầu, bao gồm các gốc hydrocarbon không tan trong nước nhưng tan trong các pha hữu cơ không phân cực Những phân tử này bị đẩy vào pha không phân cực do tính chất kỵ nước của chúng.
Hình 1.2: Cấu tạo của chất hoạt động bề mặt
Phần không tan trong nước thường là một mạch hydrocarbon dài 8-21, ankyl thuộc mạch alkan, alkyl mạch thẳng hay có gắn vòng clo hay benzen…
Phần tan trong nước thường là một nhóm ion hoặc non - ionic là nhóm phân cực mạnh như Carboxyl (COO-), Hydroxyl (-OH), Amine (-NH2), Sulfate (-OSO3)…
Phân loại các chất hoạt động bề mặt
Các chất hoạt động bề mặt có thể được phân loại dựa trên cấu trúc hóa học, tính chất vật lý như độ tan trong nước hoặc dung môi, và theo ứng dụng hóa học của chúng.
Phân loại theo cấu trúc hóa học có thể phân theo:
Phân loại theo bản chất nhóm háo nước.
Phân loại theo bản chất nhóm kỵ nước.
Phân loại theo bản chất liên kết giữa nhóm háo nước và kỵ nước.
Phần ái nước (hydrophilic) Phần kỵ nước
1.3.1 Phân loại theo bản chất nhóm háo nước [1]
Các chất hoạt động bề mặt được phân loại thành bốn nhóm chính dựa trên bản chất nhóm háo nước, bao gồm: chất hoạt động bề mặt anion, cation, lưỡng tính và không ion.
Trong đó, anionic và non - ionic là hai loại chủ yếu dùng trong chất tẩy rửa bề mặt kim loại [6]
Hoạt chất khi hòa tan trong nước sẽ phân ly thành ion âm, với nhóm ưa nước kết nối với nhóm kỵ nước qua liên kết cộng hóa trị Điều này mang lại khả năng làm sạch bề mặt mạnh mẽ, khả năng lấy dầu cao và tạo bọt nhiều Đây là loại chất hoạt động bề mặt phổ biến nhất trong các sản phẩm tẩy rửa.
Non - ionic (NI) (không phân ly)
Các chất hoạt động bề mặt không ion hóa trong dung dịch nước có nhóm phân cực, với phần ưa nước chứa nguyên tử oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh Sự hòa tan của chúng diễn ra nhờ các liên kết hydro với nước, trong khi phần kỵ nước là mạch hydrocarbon dài, không tích điện Điều này giúp hoạt chất ít bị ảnh hưởng bởi nước cứng và pH môi trường, nhưng đồng thời cũng hạn chế khả năng lấy dầu và tạo bọt.
1.3.2 Phân loại theo bản chất nhóm kỵ nước [1]
Gốc alkyl mạch ngắn C3 - C12 gắn vào nhân thơm.
Hydrocarbon mạch dài thu được từ phản ứng CO và H2.
1.3.3 Phân loại theo bản chất liên kết nhóm kỵ nước và ái nước [1]
• Nhóm háo nước liên kết trực tiếp nhóm kỵ nước:
RCOONa, ROSO3Na, RC6H4SO3Na
• Nhóm háo nước liên kết nhóm kỵ nước thông qua các liên kết trung gian: Liên kết ester: RCOO-CH2CHOHCH2-OSO3Na
Liên kết amide: R-NHCOCH2SO3Na
Liên kết ether: ROC2H4OSO3Na
Chọn và sử dụng chất hoạt động bề mặt phù hợp với mục đích sử dụng
Quá trình làm sạch tóc hoặc da là một quá trình phức tạp, bao gồm việc thấm ướt bề mặt Khi các chất cần loại bỏ là dạng rắn và dính mỡ, quá trình tẩy rửa sẽ liên quan đến việc nhũ tương hóa các chất dầu, giúp loại bỏ chúng một cách hiệu quả và bền vững.
Việc làm sạch tóc là một quá trình phức tạp, trong đó thể tích bọt đóng vai trò quan trọng SLES, một thành phần phổ biến trong xà phòng gội đầu, thường được kết hợp với alkanolamide để tăng cường khả năng tạo bọt Ngoài ra, các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính cũng được sử dụng trong các loại xà phòng gội đầu chuyên biệt.
Sự tẩy rửa bao gồm:
Lấy đi các vết bẩn khỏi các bề mặt rắn (vật dụng, vải vóc).
Giữ các vết bẩn đã lấy đi đang lơ lửng để tránh cho chúng khỏi bám lại trên các quần áo (hiện tượng chống tái bám).
Vết bẩn được nghiên cứu bao gồm vết bẩn không phân cực, như vết bẩn dầu mỡ, và vết bẩn dạng hạt, bao gồm các hạt mịn Những loại vết bẩn này có thể xuất hiện độc lập hoặc kết hợp với nhau.
Vết bẩn chất béo xuất phát từ bã nhờn của con người và các chất béo trong môi trường như thức ăn, mỹ phẩm, hay dầu máy Trong khi đó, vết bẩn dạng hạt bao gồm oxid kim loại, đất, và hợp chất carbon Để hiểu rõ hơn về quá trình tẩy rửa, người ta phân loại hai loại vết bẩn này một cách riêng biệt.
1.4.1.2 Tẩy các vết bẩn có chất béo a) Thuyết nhiệt động – phương pháp Lanza
Hình 1.3: Chất béo trên bề mặt sợi trước khi tẩy và sau khi tẩy
Khi thêm chất hoạt động bề mặt vào nước, sự hấp phụ của chúng trên sợi và vết bẩn giúp giảm sức căng bề mặt, cho đến khi tổng sức căng của chúng nhỏ hơn sức căng bề mặt tại giao diện sợi/vết bẩn, dẫn đến việc vết bẩn tự tẩy đi Cơ chế này được gọi là cơ chế Lanza Một cơ chế khác là cơ chế cuốn đi (rolling-up), trong đó vết bẩn được cuốn đi nhờ vào sự tác động của chất hoạt động bề mặt.
Thuyết Rolling up của Stevenson đề nghị vào năm 1953 như sau:
Hình 1.4: Thuyết Rolling – up của Stevenson Để tẩy đi vết bẩn θ phải bằng 180 o hay cos θ = -1 hay σBS = σNS +σBN.
Chất hoạt động bề mặt hấp phụ lên sợi và vết bẩn, giúp giảm sức căng giao diện giữa sợi/nước và bẩn/nước Khi đó, màng dầu sẽ cuốn lại và tách khỏi sợi nhờ lực cơ học như chà xát, cho phép quá trình giặt hiệu quả hơn Cơ chế hòa tan này đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch.
Cơ chế rolling up chủ yếu áp dụng cho vết bẩn dạng lỏng có chứa chất béo, nhờ vào sự hoạt động của chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng giao diện Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt vượt quá giá trị CMC, hiệu ứng rolling up không còn gia tăng, nhưng quá trình tẩy giặt vẫn tiếp tục cải thiện Do đó, cần tìm kiếm một cơ chế giải thích bổ sung cho hiện tượng này.
Cơ chế hòa tan được Mc Bam đề xuất vào năm 1942 và phát triển bởi Ginn, Brown và Harris vào năm 1961, cho thấy các phân tử chất hoạt động bề mặt kết hợp trong dung dịch để tạo thành micell ở nồng độ CMC Nhiều hợp chất không tan trong nước như acid béo, rượu béo, triglyceride và hydrocarbon có thể hòa tan bên trong các micell khi nồng độ chất hoạt động bề mặt vượt quá CMC.
Để đạt hiệu quả tẩy rửa tối ưu, cần giảm sức căng bề mặt và tăng nồng độ hoạt chất để hình thành micelle Số lượng micelle cần thiết phụ thuộc vào lượng vết bẩn béo có trong dung dịch giặt rửa.
Kết luận: Cơ chế tẩy rửa các vết bẩn dầu mỡ nói chung bằng các dung dịch tẩy rửa bao gồm các bước sau:
Khi thêm chất hoạt động bề mặt vào dung dịch tẩy rửa, sức căng bề mặt giảm, giúp dung dịch dễ thấm ướt vải sợi và các bề mặt rắn khác Nước không có chất hoạt động bề mặt không thể thấm vào mao quản của vải bẩn do sức căng bề mặt cao Trước khi có chất hoạt động bề mặt, góc thấm ướt lớn hơn 90 độ, nhưng việc thêm chất tẩy rửa sẽ giảm góc thấm ướt xuống gần 0 độ, cho phép thấm ướt hoàn toàn xảy ra.
Khi dung dịch thấm vào vải, phần kỵ nước của chất hoạt động bề mặt sẽ bám vào các hạt dầu mỡ, trong khi phần ái nước sẽ hướng ra ngoài dung dịch nước.
Sự định hướng của phân tử chất hoạt động bề mặt tạo ra áp suất giúp tách các vết bẩn dầu mỡ khỏi vải, đưa chúng vào dung dịch tẩy rửa.
Các chất hoạt động bề mặt giúp phân tán vết bẩn dầu mỡ thành nhũ tương và ngăn ngừa tái bám trên bề mặt đã được tẩy rửa Sự ngăn chặn này xảy ra khi các hạt dầu mỡ được hấp phụ bởi lớp chất hoạt động bề mặt (thường là anion), trong khi các phân tử chất hoạt động bề mặt cũng bám vào bề mặt vải, với đầu ưa nước hướng ra ngoài Điều này tạo ra lực đẩy giữa hạt bẩn và bề mặt vải do cùng dấu điện tích Hơn nữa, đầu phân cực của chất hoạt động bề mặt có khả năng hydrat hóa mạnh, giúp các hạt bẩn đã tách ra không thể tái bám vào bề mặt vải sạch Đặc biệt, bề mặt vải và hạt thường tích điện âm, vì vậy chất hoạt động bề mặt anion và không ion sẽ hiệu quả hơn so với chất hoạt động bề mặt cation.
Các dung dịch tẩy rửa có khả năng tạo bọt cao giúp tách chất bẩn ra khỏi bề mặt, đặc biệt là những hạt bẩn ít thấm ướt, nhờ vào hiện tượng bọt dính vào chúng Quá trình này tương tự như phương pháp tuyển nổi trong làm giàu quặng.
1.4.1.3 Tẩy các vết bẩn dạng hạt
Thuyết nhiệt động học và điện học (Duiaguin-Landau-vervey và Overbeck
Xét mô hình bề mặt sợi S và một hạt rắn P:
Hình 1.5: Mô hình bề mặt sợi S và hạt rắn P Ở khoảng cách δ cho trước, S và P đều chịu lực hút (Van der Waals) hay lực đẩy (tĩnh điện).
Khi hạt P được tách ra khỏi bề mặt S với khoảng cách δ, lực đẩy giữa chúng trở nên quan trọng hơn do cùng phân cực cùng dấu Sự hấp phụ của chất hoạt động bề mặt lên hạt và bề mặt gia tăng lực đẩy, từ đó làm cho quá trình tẩy trở nên dễ dàng hơn.
1.4.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tẩy rửa [3]
Khả năng tẩy rửa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: bản chất chất hoạt động bề mặt sử dụng, pH, phụ gia, nhiệt độ
Như đã nói ở trên, để tạo thể tích bọt lớn và bền, người ta thường sử dụngSLES tăng cường với các alkanolamide.
1.4.2.1 Độ bền vững của tập hợp bọt
TỔNG QUAN VỀ SODIUM LAURYL ETHER SULFATE (SLES)
Nguồn gốc và thực trạng
SLES, một hợp chất hóa học tổng hợp từ dầu mỏ, dầu cọ hoặc dầu dừa, thường xuất hiện trong nhiều sản phẩm như nước giặt cho trẻ em, sữa tắm dạng bọt, dầu gội và dầu xả.
SLES, hay Sodium Laureth Sulfate, là một trong những loại chất hoạt động bề mặt phổ biến nhất thuộc nhóm Sulfate Natri và Amoni Alkyl Với tính năng tạo bọt tốt, SLES được biết đến như một chất tẩy rửa hiệu quả và có giá thành thấp, chủ yếu được sử dụng trong các sản phẩm xà phòng tổng hợp.
Sản phẩm thương mại chứa 30 - 70% trọng lượng Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES) có đặc tính tương tự như Natri Lauryl Sulfate (SLS) Cả hai loại đều được ứng dụng phổ biến trong các chất tẩy rửa gia dụng, công nghiệp và sản phẩm chăm sóc cá nhân.
SLES có thể chứa 1,4-dioxane, một chất nghi ngờ gây ung thư, do quy trình sản xuất ethoxylation Tuy nhiên, với việc áp dụng các biện pháp giám sát nghiêm ngặt và nghiên cứu hiện đại, các nhà sản xuất đang nỗ lực loại bỏ các sản phẩm phụ này khỏi sản phẩm chăm sóc cá nhân.
SLES có thể gây kích ứng da, tùy thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc Một đánh giá năm 2010 của hội đồng Đánh giá Thành phần Mỹ phẩm cho thấy rằng mặc dù một số người dùng có thể gặp kích ứng, nhưng SLES vẫn được xem xét là an toàn.
Các thành phần mỹ phẩm hiện nay được bào chế với nồng độ an toàn, đảm bảo không gây dị ứng cho người sử dụng Bộ Y Tế và NICNAS của Úc đã xác nhận điều này.
SLES an toàn với liều lượng cho phép và không làm biến đổi AND [8]
Hiện nay, Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES) đã thay thế hầu hết cho SLS, mặc dù có nhiều lo ngại về tính an toàn của SLES từ các nhà khoa học và nhóm nghiên cứu Tuy nhiên, SLES vẫn được ưa chuộng bởi các nhà sản xuất sản phẩm gia dụng nhờ vào chi phí thấp và hiệu quả làm sạch tốt Chất này tạo ra bọt lâu dài, dẫn đến quan niệm sai lầm rằng nhiều bọt hơn đồng nghĩa với khả năng làm sạch tốt hơn, do đó SLES được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm, từ nước rửa chén đến dầu gội đầu.
Định nghĩa
Sodium Laureth Sulfate (SLES) is a chemical closely related to Sodium Lauryl Sulfate (SLS) SLES is derived from SLS through a process known as ethoxylation.
Ethoxyl hóa là quá trình kết hợp ethylene oxide với các hóa chất nhằm giảm tính khắc nghiệt, thường được áp dụng trong sản xuất chất hoạt động bề mặt Quá trình này rất phổ biến trong ngành mỹ phẩm và được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân như xà phòng, dầu gội, sữa tắm, nước rửa tay, nước giặt và kem đánh răng.
Etylen oxid là một khí không màu với mùi ngọt, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất hóa chất như SLES và chất chống đông Ngoài ra, nó còn được ứng dụng làm thuốc trừ sâu và khử trùng nhờ khả năng làm hỏng DNA, dẫn đến việc nó được liệt vào danh sách các chất gây ung thư.
SLES (Sodium Lauryl Ether Sulfate) là một chất hoạt động bề mặt anion phổ biến, thường được sử dụng làm chất tẩy rửa chính nhờ vào khả năng làm sạch hiệu quả và tạo bọt tốt Đây là thành phần chủ yếu trong nhiều sản phẩm tẩy rửa và có khả năng tương thích với hầu hết các chất hoạt động bề mặt, ngoại trừ các chất cation.
Tên gọi
Danh pháp quốc tế: Sodium Laureth Sulfate. Ở đây “Laureth” không phải là một thuật ngữ hóa học Nó là cách viết tắt của
“Lauryl Ether” trong tên chính thức hơn của nó, Sodium Lauryl Ether Sulfate, hoặc
Lauryl, một thuật ngữ ban đầu, hiện được biết đến như nhóm Dodecyl Alkyl (n-C12H25) Ether trong SLES có nghĩa là các nhóm ethylene oxide được chèn giữa các nguyên tố Sulfate và Lauryl SLES là một oligomer chứa một số liên kết ethylene oxide, với số lượng trung bình khoảng 3 (n=3).
Tên thường gọi: Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Laureth Sulphate,
Sodium Lauryl Ether Sulphate, SLES.
Tên gọi khác: Chất tạo bọt, AES, SLES AES, Lauryl, Natri Lauryl Ether
Sulfates such as Sodium Laureth Sulfate, Dodecyl Sodium Sulfate Ethoxyeth, and Polyethylene Glycol Lauryl Ether Sulfate are commonly used in various formulations Other notable compounds include Rhodapex ESB-70/MF, Alcohol Ethoxylate Sulfated Sodium Salt, and Lauryl Ether Sodium Sulfate, with Texapon N70 also being a significant ingredient in many personal care products (Robinson et al., 2010).
Công thức hóa học
Công thức hóa học của sản phẩm là CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)n OSO3Na, trong đó n thường được xác định là giá trị trung bình, thường là 3 cho các sản phẩm thương mại Số lượng nhóm etoxi có thể khác nhau giữa các chất, và đôi khi giá trị của n được ghi rõ trong tên gọi, chẳng hạn như laureth-2-sulfate.
Tính chất hóa lý
Ngoại quan: dạng bán rắn đặc sánh, có độ nhớt cao, có màu trắng hơi trong suốt hoặc có màu vàng nhạt, không mùi.
Hình 2.2: SLES có màu trắng và màu vàng nhạt
Khối lượng phân tử: 288,372 g/mol.
Khối lượng mol: khoảng 420 g/mol. Độ hòa tan trong nước: hòa tan trong nước. Độ pH: 7,0 - 9,5.
Tác chất hoạt động (%): tối thiểu 70
Chất phi lưu huỳnh (%): tối đa 2,5
Hàm lượng Natri Sulfate (%): tối đa 1,0
Màu sắc, Klet, 5% Am.aq.sol: tối đa 20
Bảng 2.1: Tính chất hóa lý của SLES 70% và SLES 28% [24] Đặc điểm kỹ thuật SLES 70% SLES 28%
Trạng thái đặc trưng Hỗn hợp sệt màu trắng hoặc vàng nhạt
Chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt Mùi vị Không có mùi đặc trưng Không có mùi đặc trưng
Dầu tự do (%) Tối đa 3,5 Tối đa 1,5
Hàm lượng Natri sulfate (%) Tối đa 1,5 Tối đa 1,0
Màu sắc (klett 5% am.aq.sol)
Chất phi lưu huỳnh (%) Tối đa 2,0 Tối đa 2,0 Độ tạo bọt:
Bọt dai, lâu tan, phồng và mịn, bền, độ tẩy rửa cao
Bọt có hoạt tính thấp, không thấm qua da hay xâm nhập vào mang nước nên rất thân thiện với người dùng.
Bọt nhỏ và bền hơn LAS, bọt mịn hơn, nhuyễn hơn. Độ tạo đặc: SLES khi gặp muối (natri) tạo đặc tốt hơn SLS.
Phạm vi ứng dụng
SLES là thành phần phổ biến trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân và gia đình, bao gồm dầu gội, sữa tắm, sữa rửa mặt, nước rửa bát, chất tẩy rửa dạng lỏng, bột giặt và nước rửa tay Ngoài ra, SLES cũng có mặt trong các chất tẩy rửa công nghiệp với nồng độ cao, chẳng hạn như nước lau sàn, chất tẩy rửa ô tô và động cơ.
SLES, một chất hoạt động bề mặt anion, thường được sử dụng trong sản xuất dầu gội đầu, xà phòng và kem đánh răng nhờ vào đặc tính nhũ hóa và làm sạch hiệu quả của nó.
Trong các sản phẩm dành cho tóc, SLES sử dụng để sản xuất các sản phẩm trị gàu, gel dưỡng tóc, thuốc xịt dưỡng tóc và dầu xả [12]
Trong các sản phẩm chăm sóc răng miệng, SLES được sử dụng để sản xuất nước súc miệng, kem đánh răng và các sản phẩm làm trắng răng [12]
SLES là thành phần phổ biến trong nhiều sản phẩm làm đẹp, bao gồm tẩy trang, dưỡng môi, kem nền, kem che khuyết điểm, sữa rửa mặt, kem cạo râu, gel rửa mặt, xà phòng rửa tay dạng lỏng và chất tẩy tế bào chết.
Chất này được ứng dụng rộng rãi trong ngành in và nhuộm, dầu mỏ, cũng như trong công nghiệp da, với vai trò là chất bôi trơn, chất nhuộm, chất tẩy rửa, chất tạo bọt và chất tẩy dầu mỡ.
Ngoài ra, SLES còn được dùng để sản xuất các loại bọt chữa cháy Trong trường hợp này, tỷ lệ sử dụng của chất này là dưới 5%.
Ưu điểm, nhược điểm
SLES có độ kích ứng da thấp, dễ dàng hòa tan và không bị ảnh hưởng bởi nước cứng, khiến nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho nhiều sản phẩm Với những đặc tính vượt trội, giá thành phải chăng và tính sẵn có cao, SLES luôn được các nhà sản xuất ưu tiên sử dụng trong quy trình sản xuất.
SLES là một chất tạo bọt hiệu quả và kinh tế, đáp ứng các tiêu chí về hương thơm và màu sắc Đặc biệt, SLES an toàn hơn khi không chứa cồn Ethyl hoặc Isopropyl, giúp loại bỏ nguy cơ hỏa hoạn so với các Sulfate Ether hoạt tính mạnh khác.
SLES là nguyên nhân chính gây khô da, đau mắt sau khi gội đầu và lở loét khi vệ sinh răng miệng Để đảm bảo an toàn khi sử dụng sản phẩm có chứa SLES, việc tìm hiểu và cung cấp bằng chứng về mức độ an toàn của nó là rất cần thiết.
2.8.2.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe
SLES có khả năng gây kích ứng cho mắt, da và phổi, đặc biệt khi sử dụng trong thời gian dài Hơn nữa, SLES có thể bị ô nhiễm bởi 1,4-dioxane, một chất đã được xác định có thể gây ung thư ở động vật thí nghiệm, và sự ô nhiễm này thường xảy ra trong quá trình sản xuất.
2.8.2.2 Ảnh hưởng đến môi trường
Dầu cọ đang gây ra nhiều tranh cãi do việc phá hủy rừng mưa nhiệt đới để trồng cây cọ, dẫn đến những tác động tiêu cực đến môi trường Ngoài ra, các sản phẩm chứa sulfate khi bị thải ra có thể gây hại cho động vật thủy sinh Do đó, nhiều người tiêu dùng và nhà sản xuất đang tìm kiếm các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường hơn.
Việc sản xuất SLES từ dầu mỏ gây ra những tranh cãi về tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt trong ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm Điều này đã thúc đẩy nhu cầu nghiên cứu và phát triển các hóa chất thân thiện và bền vững hơn với môi trường Do đó, không có gì ngạc nhiên khi người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến việc lựa chọn sản phẩm bảo vệ môi trường.
2.8.2.3 Ảnh hưởng đến động vật
Nhiều sản phẩm chứa Sulfate, như SLES, đã được thử nghiệm trên động vật nhằm đánh giá mức độ kích ứng đối với da, phổi và mắt của con người Do đó, việc sử dụng các sản phẩm tiêu dùng có chứa SLES gặp phải sự phản đối từ nhiều người.
Lợi ích của việc sử dụng SLES
Sản phẩm này nổi bật với khả năng tẩy rửa hiệu quả, chịu nước cứng tốt và phân hủy sinh học cao, giúp dễ dàng trong quá trình xây dựng và sản xuất Đặc biệt, nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo độ đặc cho công thức sản phẩm cuối cùng Trong ngành skincare, SLES thường được ưa chuộng nhờ khả năng tạo bọt khi tiếp xúc với nước và cũng có thể được sử dụng như một chất làm nhũ hóa.
Cách điều chế SLES
SLES is produced through the ethoxylation of dodecanol, where the resulting ethoxylate is converted into a half-ester of sulfuric acid and subsequently neutralized to form sodium salt.
Natri Lauryl Sulfate (SLS) hay Natri Dodecyl Sulfate là một chất hoạt động bề mặt tương tự được điều chế tương tự như SLES, nhưng không trải qua bước etoxyl hóa SLS và Amoni Lauryl Sulfate (ALS) thường được sử dụng để thay thế SLES trong các sản phẩm tiêu dùng.
Độc tính
Theo các nhà khoa học, SLES không phải là chất gây ung thư khi sử dụng riêng lẻ Tuy nhiên, khi kết hợp với Triethanolamine (TEA) và Nitrosamines, nó có thể tạo ra nồng độ thấp của 1,4-Dioxane và 1,4-Dioxin, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
Lành tính
Nhiều tin đồn cho rằng SLES có khả năng gây kích ứng và ăn mòn các chất béo, protein trong cơ thể Thậm chí, một số người còn cho rằng SLES có thể thẩm thấu vào các mô và ảnh hưởng đến mắt, não và tim.
Các chuyên gia trong ngành đã xác nhận rằng SLES là hợp chất an toàn cho người sử dụng, và cho đến nay, chưa có bằng chứng nào cho thấy chất này có thể gây ung thư, trực tiếp hoặc gián tiếp.
Các thí nghiệm liên quan đến SLES đều khẳng định nó hoàn toàn lành tính, an toàn nếu sử dụng nó với nồng độ và tần suất thích hợp.
Mặc dù tiếp xúc lâu dài với SLES có thể gây kích ứng da, nhưng mức độ an toàn của hợp chất này vẫn được xác nhận qua các nghiên cứu từ các Hiệp hội tại nhiều quốc gia.
Các cơ quan, tổ chức thẩm định về SLES
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã miễn các yêu cầu giảm nồng độ SLS trong các sản phẩm rửa thực phẩm, khẳng định rằng hợp chất này an toàn cho người sử dụng.
Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA): Cho phép bổ sung
SLES, hợp chất an toàn đối với sức khỏe vào thành phần phụ gia trong thực phẩm.
Tổ chức hợp tác kinh tế và phát triển của 30 quốc gia: Kết luận SLES không có bất kỳ nguy cơ nào đối với sức khỏe con người.
Ban chuyên gia Đánh giá Thành phần Mỹ phẩm (CIR) đã phân tích dữ liệu từ các thử nghiệm độc tính trên Natri Laureth Sulfate (SLES) và kết luận rằng SLES không gây ra các phản ứng bất lợi như độc tính cấp tính qua đường miệng, độc tính sinh sản và phát triển, cũng như khả năng gây ung thư Mặc dù SLES có thể gây kích ứng mắt hoặc da trong một số thử nghiệm, mức độ nghiêm trọng của kích ứng thường phụ thuộc vào nồng độ của nó trong sản phẩm cụ thể (Robinson và cộng sự, 2010).
SLES không được chứng minh là gây hại khi tiếp xúc trực tiếp với da, nhưng có thể gây kích ứng cho những người nhạy cảm Do đó, người tiêu dùng nên tìm hiểu kỹ và tuân theo hướng dẫn sử dụng khi sử dụng sản phẩm.
Một số lưu ý
Khả năng kích ứng của SLES đối với da vẫn còn gây tranh cãi, đặc biệt là ở những người có làn da nhạy cảm hoặc đang mắc bệnh chàm eczema Thêm vào đó, việc sử dụng sản phẩm chứa SLES cùng với nước gội đầu cũng có thể ảnh hưởng đến tình trạng da.
Nguy cơ kích ứng từ SLES trong dầu gội có thể tăng lên tùy thuộc vào nồng độ của thành phần này Dù một số sản phẩm chỉ chứa SLES ở mức thấp, chúng vẫn có thể khiến tóc trở nên khô và rối Để cải thiện tình trạng này, cần bổ sung các thành phần dưỡng ẩm như dầu và bơ, giúp tóc trở nên mượt mà và óng ả hơn Tuy SLES không gây độc hại, nhưng không phải ai cũng phù hợp với sản phẩm chứa thành phần này Đặc biệt, những bạn gái có tóc dài, khô hoặc xoăn có thể gặp tình trạng tóc khô, nhám sau khi sử dụng dầu gội có SLES.
SLES có thể gây kích thích da khi nồng độ vượt quá 40 mg/m³ Việc tiếp xúc lâu dài với SLES 0,5% có thể là yếu tố khởi đầu cho bệnh ung thư da.
ỨNG DỤNG CỦA SLES TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA
Nồng độ sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa
Mức độ sử dụng thông thường 3 - 20%.
SLES là một thành phần quan trọng trong mỹ phẩm và sản phẩm làm sạch nhờ vào đặc tính nhũ hóa và tạo bọt của nó, với nồng độ sử dụng từ 0,1% đến 50% Trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân, SLES được áp dụng với tỷ lệ từ 0,1% đến 0,3% trong mascara và lên đến 47% trong xà phòng và chất tẩy rửa Sự phổ biến của SLES đến từ giá thành sản xuất thấp và tính an toàn với da và mắt, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm dành cho trẻ em với nồng độ từ 5% đến 25% (Robinson và cộng sự, 2010).
Các sản phẩm tẩy rửa chăm sóc cá nhân
Xà phòng chứa SLES là thành phần phổ biến trong nhiều sản phẩm xà phòng giá rẻ tại siêu thị và hiệu thuốc Được chiết xuất chủ yếu từ dầu cọ, SLES có khả năng làm sạch hiệu quả, nhưng có thể gây khô da nếu sử dụng với tỷ lệ trên 40% trong sản phẩm.
Sữa tắm chủ yếu chứa chất hoạt động bề mặt, bao gồm nước, chất hoạt động bề mặt, chất tạo màu và hương liệu SLES không chỉ là một thành phần mà còn đóng vai trò quan trọng như chất nhũ hóa, giúp nước và dầu dễ dàng hòa trộn với nhau.
Bubble Bath là sản phẩm nổi bật với khả năng tạo bọt và nhũ hóa dầu thơm, thường được trẻ em ưa chuộng Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy sản phẩm này có thể gây hại cho mắt.
Kem đánh răng là sản phẩm giúp tạo bọt và nhũ hóa các thành phần Nghiên cứu cho thấy SLES có thể gây kích ứng và loét miệng.
Hình 3.1: Sản phẩm kem đánh răng 3.2.6 Dầu gội đầu
Dầu gội đầu là một sản phẩm chứa SLES, giúp làm sạch tóc hiệu quả, nhưng cũng có khả năng loại bỏ các dầu tự nhiên cần thiết cho sức khỏe và độ chắc của tóc.
Một số loại "dầu gội không chứa Sulfate" thực chất vẫn chứa các chất hoạt động bề mặt thay thế như Natri Olefin Sulfonate Mặc dù không phải là sulfate, nhưng chúng vẫn là những chất hoạt động bề mặt hóa học Các công ty lớn đang thay thế các chất hoạt động bề mặt có tên tuổi xấu như SLS bằng những thành phần mà người tiêu dùng có thể chưa quen thuộc, nhưng chúng vẫn có tác dụng tương tự.
Hình 3.2: Sản phầm dầu gội đầu 3.2.7 Bọt cạo râu
Bọt cạo râu chứa SLES, một chất tẩy rửa quan trọng với khả năng tạo bọt phong phú Đặc tính này khiến SLES trở thành thành phần lý tưởng cho sản phẩm bọt cạo râu, đồng thời nó cũng giúp nhũ hóa dầu thơm vào nước, tạo nên trải nghiệm cạo râu hiệu quả và dễ chịu.
Các sản phẩm tẩy rửa sinh hoạt hằng ngày
Chất hoạt động bề mặt là một trong những thành phần chính của chất tẩy rửa.
Chất hoạt động bề mặt đóng vai trò là chất làm sạch hoặc tạo bọt
Chất hoạt động bề mặt là thành phần thiết yếu trong các sản phẩm tẩy rửa gia đình, giúp loại bỏ bụi bẩn trên quần áo, làn da và bát đĩa Các nhà sản xuất ưu tiên sử dụng chất hoạt động bề mặt chất lượng và an toàn để đảm bảo vệ sinh cho không gian sống Hơn nữa, sản phẩm cần đáp ứng các tiêu chí nghiêm ngặt về khả năng phân hủy sinh học trước khi được đưa ra thị trường.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các chất hoạt động bề mặt hiện nay không gây nguy hiểm cho môi trường, với SLES là một trong những chất đã được chứng minh về độ an toàn Tuy nhiên, việc tiếp xúc lâu dài với các chất này có thể dẫn đến kích ứng da Các thương hiệu đang nỗ lực cải thiện tình trạng này để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.
Hình 3.3: Các sản phẩm tẩy rửa sinh hoạt hằng ngày
