Đồ án tốt nghiệp: Bitum dầu mỏ

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Đồ án môn học Bitum dầu mỏ

1 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN !

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo.TS. Lê Văn Hiếu, Cô Giáo.PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền cùng toàn thể các Thầy, Cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Hữu Cơ - Hoá Dầu đã hết lòng giúp đỡ, tận tình chỉ bảo cho em về kiến thức khoa học và phương pháp nghiên cứu để em hoàn thành bản đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ. Nguyễn Hàn Long, Kỹ Sư. Hoàng Hữu Hiệp, Thạc sĩ .Lê Anh Vũ, Kỹ Sư. Nguyễn Hà Hạnh và các Anh, Chị phòng thí nghiệm hữu- cơ hoá dầu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình em làm nghiên cứu tại phòng.

Xin chân thành cảm ơn Bạn Khúc Quang Trung đã làm cùng đề tài với tôi, và tất cả các bạn sinh viên trong lớp hoá dầu 3, các em sinh viên cao đăng đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôt trong quá trình nghiên cứu.

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè những người thân đã nuôI dưỡng, giúp đỡ tôi trưởng thành như ngày hôm nay.

Một lần nữa xin cảm ơn tất cả mọi người !

Hà Nội, Ngày 30-4-2004 Sinh Viên: Đặng Văn Hà

2 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Lời mở đầu.................................................................................................. 5

Phần 1. Tổng Quan..................................................................................... 7

Chương 1. Tổng quan về bitum dầu mỏ.................................................... 7

I. Những kiến thức chung về bitum dầu mỏ .................................................. 7

II . Các tính chất của bitum trong xây dựng và trong sản xuất ...................... 11

III. Ứng dụng của Bitum dầu mỏ .................................................................. 15

Chương 2. Nhũ tương Bitum ..................................................................... 17

I. Lý thuyết chung về nhũ tương bitum .................................................... 17

I.1. Định nghĩa ........................................................................................ 17

I.2. Phân loại nhũ tương .......................................................................... 18

I.3. Ứng dụng của nhũ tương bitum ......................................................... 19

I.4.Ưu điểm của nhũ tương bitum trong xây dựng đường ôtô .................. 21

II.Phương pháp chế tạo nhũ tương bitum ................................................. 21

II.1. Phương pháp ngưng tụ ..................................................................... 21

II.2. Phương pháp phân tán...................................................................... 22

III. Chất nhũ hoá ..................................................................................... 22

III.1. Định nghĩa ...................................................................................... 22

III.2. Phân loại ......................................................................................... 23

IV. Vấn đề ổn định nhũ tương ................................................................. 26

V. Một số chỉ tiêu quan trọng của nhũ tương bitum trong

chế tạo và kiểm định ............................................................................... 33

V.1. Độ nhớt của nhũ tương .................................................................... 33

V.2. Độ ổn định khi lưu trữ ..................................................................... 35

V.3. Tốc độ phân tách và hiệu thế Zeta ................................................... 36

V.4. Tính bám dính ................................................................................. 37

V.5. Tính đồng nhất................................................................................. 38

VI. Lựa chọn chất nhũ hoá ...................................................................... 38

VII. Công nghệ chế tạo nhũ tương bitum ................................................. 41

VII.1. Qui trình chế tạo nhũ tương bitum ................................................ 41

3 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

VII.2. Vấn đề chọn chất nhũ hoá cho phù hợp ......................................... 41

Phần II. Thực Nghiệm ........................................................................... 43

Chương 1. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá ....................................... 43

I. Quá trình thuỷ phân dầu ....................................................................... 45

I.1 Thuỷ phân dầu lạc và dầu sở .............................................................. 46

I.1.1. Ảnh hưởng của lượng Las .............................................................. 46

I.1.2. Ảnh hưởng của lượng H2SO4 ......................................................... 47

I.1.3. Ảnh hưởng của lượng H2O ............................................................. 47

I.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ ................................................................. 47

I.1.5. Ảnh hưởng của thời gian ................................................................ 47

I.1.6. Các yếu tố ảnh hưởng khác ............................................................ 48

I.2. Thuỷ phân dầu hướng dương............................................................. 48

I.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ................................................................. 49

I.2.2. Ảnh hưởng của thời gian ................................................................ 49

I.2.3. Ảnh hưởng của lượng KOH ........................................................... 50

I.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng khác ............................................................ 50

II. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá ......................................................... 50

II.2.1 . Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................... 50

II.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ axit/diethanolamin ........................................ 51

II.2.3. Ảnh hưởng của thời gian ............................................................... 51

III. Các phương pháp đánh giá quá trình thuỷ phân dầu

và tổng hợp chất nhũ hoá ......................................................................... 52

Chương 2. Quá trình chế tạo nhũ tương bitum ................................... 54

I. Chế tạo nhũ tương bitum……………………………………………..54

I.1. Ảnh hưởng của chất nhũ hoá ............................................................. 54

I.2. Ảnh hưởng của bitum ........................................................................ 54

I.3. Ảnh hưởng của độ PH ....................................................................... 55

I.4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn ................................................ 55

I.5. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn ..................................................... 56

I.6. Ảnh hưởng của lượng CaCl2 đến chất lượng nhũ .............................. 56

I.7. Ảnh hưởng của lượng dầu hoả ......................................................... 57

4 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

II. Sơ đồ chế tạo ...................................................................................... 61

III. Các phương pháp kiểm định chất lượng nhũ tương bitum ................. 62

Chương 3. Hoá chất và thiết bị thí nghiêm .......................................... 67

Phần III. Kết quả và thảo luận ............................................................. 69

I. Quá trình thuỷ phân dầu ....................................................................... 69

I.1. Kết quả thuỷ phân dầu lạc và dầu sở ................................................. 69

I.2. Kết quả thuỷ phân dầu hướng dương ................................................. 80

II. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá ......................................................... 84

III. Chế tạo nhũ tương bitum ................................................................... 86

III.1. Kết quả ảnh hưởng của chất nhũ hoá .............................................. 86

III.2. Kết quả ảnh hưởng của lượng bitum ............................................ .. 91

III.3. Kết qủa ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn .................................... ...93

III.4. Kết quả ảnh hưởng của độ PH ..................................................... ...94

III.5. Kết quả ảnh hưởng của CaCl2……………………………………...95

III.6. Kết quả ảnh hưởng của kích thước hạt ......................................... ...96

III.7. Kết quả đo độ nhớt ...................................................................... ..96

III.8. Kết quả xác định chỉ số phân tách ................................................ ..97

III.9. Kết quả chụp SEM ...................................................................... ..98

IV Kết qủa nghiên cứu đối với chất nhũ hoá của Mỹ (DF-41 ............... . 99

IV.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng chất nhũ hoá DF-41 ... 99

IV.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng Bitum ......................... 100

IV.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PH ........................................ 101

IV.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng CaCl2 ......................... 102

V. So sánh hai chất nhũ hoá ................................................................. 102

 Kết luận

 Phương hướng

5 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU

gày nay trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước,

toàn đảng, toàn dân, toàn quân ta trong mọi ngành nghề đang cố

gắng nỗ lực hết sức thi đua nhau sản xuất đưa nước ta từ một nước

N

nông nghiệp lạc hậu từng bước phấn đấu đến năm 2020 cơ bản trở thành một

nước công nghiệp phát triển, muốn vậy chúng ta phải tập trung xây dựng cơ

sở hạ tầng, vật chất kỹ thuật ngày càng khang trang hiện đại đòi hỏi sự đầu tư

tiền của, công sức của mọi ngành, mọi cấp.

Hoà cùng khí thế phát triển mạnh mẽ của nước ta trong thế kỷ mới thì Bộ

giao thông vận tải. Bộ khoa học công nghệ và môi trường đã trực tiếp chỉ đạo

phải xây dựng được một mạng lưới giao thông hoàn chỉnh, thông suốt có chất

lượng cao góp phần quan trọng thúc đẩy sự phát triển của các ngành khác như

thương mại, du lịch, vận tải hành khách,… nhằm thu hút nguồn đầu tư từ

nước ngoài. Đối với một đất nước đã phải trải qua chiến tranh, cơ sở hạ tầng

còn yếu kém như nước ta, mạng lưới giao thông vẫn chưa đáp ứng nhu cầu

cho vận tải lưu thông hàng hoá thì việc xây dựng và nâng cấp là rất cần thiết

để phù hợp với xu thế phát triển kinh tế và xã hội.

Để đạt được những chỉ tiêu trên thì khi xây dựng và phát triển chúng ta phải

đảm bảo được những yêu cầu cần thiết như : Mặt đường phải nhẵn bóng, bền

đẹp, có tính ổn định cao để đáp ứng nhu cầu giao thông đi lại, chống chịu

được áp lực của các luồng xe chạy liên tục ngày đêm, đảm bảo được lưu

thông an toàn, kinh tế hiệu quả và các điều kiện khí hậu khắc nghiệt như ở

nước ta: mưa, gió, nắng, bão…

Chính vì vậy mà vấn đề thiết kế và đảm bảo vật liệu thi công trong điều kiện

cho phép hiện nay đóng một vai trò quan trọng. Tuỳ thuộc từng loại đường

mà kết cấu, vật liệu và khả năng thi công có thể khác nhau.

6 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Tuy mới được áp dụng vào ngành giao thông từ Thế Kỷ 19 nhưng Bitum dầu

mỏ đã trở thành một ngành nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong công nghệ

làm đường vì nó đáp ứng được mọi yêu cầu về kỹ thuật, cũng như kinh tế.

Trong các công trình giao thông thì Bitum được sử dụng theo hai dạng sau

+ Công nghệ nhựa nóng: Trước đây công nghệ này là chủ đạo, khi thi công

cần đun nóng nhựa lên nhiệt độ thích hợp để làm chúng chảy lỏng rồi mới thi

công được.

+ Công nghệ nhựa nguội: Sử dụng nhựa đường dạng nhũ tương là nhựa

đường ở trạng thái phân tán cao trong nước được ổn định bởi chất nhũ hoá

làm cho nhựa đường vẫn ở trạng thái lỏng ngay ở điều kiện bình thường. Vì

vậy khi thi công nhựa đường ở dạng nhũ tương thì không cần phải đun nóng.

Nhưng với những đặc tính ưu việt của mình mà ngày nay công nghệ nhựa

nguội ngày càng được sử dụng rộng rãi. Và nó được gọi dưới một cái tên. Đó

là “nhũ tương bitum”.

Ban đầu vào năm 1906, Schade van Westrum đã phát minh và nhận được

bằng sáng chế về nhũ tương. Nó trở nên phổ biến cho đến ngày nay bởi khả

năng bám dính với nhiều loại bề mặt rắn khác nhau của chúng. Nhũ tương

Bitum được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như duy tu bảo dưỡng, sửa chữa,

rải lớp láng mặt, lớp bám dính và lớp bảo dưỡng chống thấm nhập. Cũng như

tưới thấm nhựa, gia cố và cấp phối ở dạng trộn nguội, và rải nguội.

Bởi vì khi sử dụng nhũ tương bitum thì việc thi công các công trình giao

thông sẽ rất dễ dàng, thuận tiện. Không cần đun nóng, không gây ô nhiễm môi

trường, an toàn cho công nhân và người đi đường. Có thể cho phép tiến hành

thi công trên mặt đường ẩm ướt vào mùa mưa.Tiết kiệm được từ 15-30% so

với công nghệ nhựa nóng.Trong nhũ tương bitum có chứa nước nên khả năng

lèn chặt mặt đường được dễ dàng hơn.Thế cho nên việc nghiên cứu và chế tạo

nhũ tương bitum tại việt nam là rất cần thiết để đáp ứng đòi hỏi, yêu cầu hiện

nay.

7 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Trong điều kiện của nước ta hiện nay và trong khuôn khổ bản đồ án tốt nghiệp

này, em xin trình bày phần tổng quan lý thuyết về nhũ tương bitum và các

phương pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tương bitum cation phù hợp với

hoàn cảnh nước ta.

PHẦN I : TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ BITUM DẦU MỎ

I. Những kiến thức chung về bitum dầu mỏ

Bitum là một vật liệu xây dựng công trình được sử dụng rất rộng rãi,

song ngay đối với những người thường xuyên tham gia vào các công việc có

sử dụng Bitum, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng và bảo trì đường giao

thông, các đặc tính của nó vẫn còn là những điều bí ẩn. Tình trạng này nảy

sinh do các cơ sở giáo dục nhìn chung là không cung cấp đầy đủ các chương

trình học phù hợp trong chương trình đào tạo cả về đại cương cũng như

chuyên ngành. Hậu quả là trong thực tiễn, việc sử dụng bitum về bản chất vẫn

còn mang tính thủ công nhiều hơn là tính công nghệ.

Trong bối cảnh đó chúng ta cần có những nghiên cứu sâu hơn về bitum, để có

những kiến thức sâu sắc về chúng, để sử dụng một cách hiệu quả hơn, kinh tế

hơn.

Để tìm hiểu về bitum trước hết ta đi tìm hiểu nguồn gốc, thành phần và

phương pháp sản xuất bitum.

I.1. Nguồn gốc, xuất xứ của bitum.

Bitum là sản phẩm khá quan trọng trong các ngành công nghiệp hoá

chất nói chung và hoá dầu nói riêng.

Bitum có nhiều nguồn gốc khác nhau, có thể từ than nhưng chủ yếu vẫn là

sản phẩm của công nghệ chế biến dầu thô và hoá dầu.

8 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bitum dầu mỏ tại nhiệt độ thường ở dạng rắn, khi tăng nhiệt độ lên khoảng trên 70oC thì bắt đầu chảy mềm chuyển sang dạng nửa lỏng tuỳ theo từng loại

dầu nhiệt độ chảy mềm có thể khác nhau.

Bitum dầu mỏ không tan trong nước, thành phần bao gồm nhiều loại

cacbuahydro và các dẫn xuất lưu huỳnh, oxy, nitơ,…

Bitum dầu mỏ chủ yếu được sản xuất từ phần cặn của quá trình chưng cất

trực tiếp các loại dầu mỏ có nhiều nhựa, quá trình chưng cất chân không, cũng

có thể lấy từ các quá trình hydrocracking, cracking nhiệt, cracking xúc tác,

cốc hoá,… các quá trình khử atfan, chiết, lọc, rửa và tinh chế dầu nhờn.

I.2.Vấn đề sản xuất bitum dầu mỏ hiện nay

Có 3 phương pháp sản xuất bitum từ dầu mỏ là

+ Cô đặc các thành phần cặn từ dầu mỏ

+ Tách asphan trong quá trình khử atphan từ các thành phần dầu mỏ cô đặc.

+ Dùng không khí để oxyhoá ở nhiệt độ cao các phần cặn của quá trình chế

biến dầu mỏ như cặn gudron, các cặn chiết, asphan…

Theo phương pháp sản xuất, Bitum được chia làm 2 loại:

Bitum được chế biến theo phương pháp cô đặc và phương pháp tách được

gọi là bitum gốc.

Bitum được chế biến theo phương pháp thứ 3 được gọi là Bitum oxy hoá

Bitum gốc được sản xuất trong thiết bị chân không thông thường, ngoài ra để

tận thu các phân đoạn dầu nhờn từ trong phần cặn của dầu mỏ, người ta còn

trang bị thêm tháp cất chân không, thiết bị bốc hơi…

Bitum được sản xuất theo phương pháp này là loại sản phẩm mềm dễ nóng

chảy, có độ lún kim khá lớn.

Từ những loại Bitum nói trên, có thể chế biến thành các loại Bitum rắn hơn

bằng phương pháp oxy hoá. Quá trình oxy hoá gudron hoặc Bitum gốc được

thực hiện bằng cách thổi khí ở nhiệt độ cao khi đi qua chúng. Do kết quả các

phản ứng oxy hoá và trùng hợp xảy ra dưới tác dụng của oxy một phần

cacbuahydro dâù nhờn chuyển thành nhựa rồi sau đó trở thành asphaten. Quá

9 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

trình oxy hoá và trùng hợp càng sâu thì lượng nhựa và atphan thu được càng

nhiều.

Trong quá trình oxy hoá xảy ra phản ứng dẫn đến việc gia tăng hàm lượng các

atphan, để nâng cao nhiệt độ chảy mềm của Bitum và nhựa giúp cải thiện

được tính chất kết dính và tính dẻo của bitum thương phẩm. Hàm lượng các

thành phần dầu trong các quá trình đó cũng được giảm đi.

Loại Bitum được chế biến bằng phương pháp oxy hoá có tính đàn hồi và ổn

định nhiệt tốt hơn loại Bitum gốc.

Trong cùng một nhiệt độ như nhau, loại Bitum oxy hoá có độ mềm lớn hơn

Bitum gốc (độ lún kim cao hơn), nhưng đối với cùng một độ lún kim như

nhau thì nhiệt độ chảy mềm của Bitum oxy hoá lại tương đối cao hơn.

Nếu nhiệt độ chảy mềm và hàm lượng các chất bay hơi trong nguyên liệu gốc

bằng nhau thì loại Bitum được chế biến bằng phương pháp oxy hoá có khả

năng chịu đựng thời tiết tốt hơn và có trị số xà phòng hoá nhỏ hơn loại Bitum

gốc.

Bitum được chế biến từ phần cặn cracking thường có phẩm chất xấu hơn

Bitum chế biến từ phần cặn chưng cất dầu mỏ trực tiếp một ít. Các chất không

hoà tan như cacben và cacboit trong phần cặn cracking làm giảm sút tính kết

dính của Bitum và phá hoại tính đồng nhất của chúng. Những bitum này có độ

giãn dài thấp, có hàm lượng chất không hoà tan cao và khối lượng hao hụt

lớn, nếu gia nhiệt.

Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ thường sản xuất ra các loại Bitum

thương phẩm sau đây:

- Bitum nhựa đường.

- Bitum xây dựng.

- Bitum chuyên dùng (dùng cho các sản phẩm sơn nhuộm. Matit ắc qui, và

công nghiệp điện tử).

- Bitum có độ nóng chảy cao (dùng cho chế tạo cao su rabrac).

10 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bitum dầu mỏ được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là

đối với các nước có nền công nghiệp phát triển vì nó có các đặc tính kỹ thuật

thoả mãn được các yêu cầu trong xây dựng, giao thông, làm đường xá, cầu

cống, vật liệu cho các công trình thuỷ lợi, chống thấm cho các đường hầm,

đường ống, trong ngành sản xuất vật liệu tấm lợp, trong công nghiệp điện và

nhiều ngành công nghiệp khác.

Tuy nhiên do Bitum được dùng nhiều cho việc làm nhựa dải đường cho nên

ngày nay khi nói đến nhựa đường và thuật ngữ Bitum- Nhựa đường đã trở

thành tên gọi quen thuộc khi gọi tên Bitum.

I.3. Những thành phần hoá học của bitum dầu mỏ.

Bitum là hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon có phần tử lớn (Alkan,

naphtalen, các loại mạch vòng ), các chất nhựa atphaten, một lượng nhỏ các

chất có cấu trúc tương tự hợp chất dị vòng, và các nhóm chức năng có lưu

huỳnh, nitơ và nguyên tử oxy.

Bitum cũng chứa một lượng nhỏ các dẫn xuất kim loại như vanadi, niken, sắt,

magie,và canxi… dưới dạng muối hữu cơ, oxyt, hoặc các cấu trúc porphyrin.

Nó có màu đen, hoà tan trong benzene, clorofooc, và mội số dung môi khác.

Các phân tích thành phần nguyên tố các loại Bitum được sản xuất từ các

nguồn dầu thô khác nhau cho thấy hầu hết các loại Bitum chứa:

Cácbon : 82%-88% .

Hydro : 8%-11%

Lưu huỳnh : 0%-6%

Oxy : 0%-1%

Nitơ : 0-1%

Thành phần của bitum gồm 3 nhóm chính: Nhóm atphanten, nhóm nhựa,

nhóm dầu nhờn. Ngoài ra còn có các nhóm phụ khác là: Nhóm cacbon, nhóm

cacboit, nhóm axit atphan và các anhydrite, nhóm parafin.

11 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Nhóm atphanten đảm bảo cho bitum có độ rắn và độ chảy mềm cao. Nhựa

làm tăng tính chất kết dính và tính đàn hồi của bitum. Dầu nhờn là môi trường

pha loãng, có tác dụng hoà tan nhựa và làm trương nở atphanten.

Trong bitum, các hydrocacbon có cấu tạo rất phức tạp, dạng hỗn hợp của

mạch cacbon thẳng vòng naphten, vòng thơm, vòng ngưng tụ. Chất nhựa

atphanten cũng là những chất có cấu trúc rất phức tạp, có phân tử lượng lớn.

Một loại bitum tốt, chịu thời tiết tốt, có độ bền cao phải có thành phần như

sau: 25% nhựa, 15-18% atphanten, 52-54% dầu. Tỷ lệ dầu / nhựa vào khoảng

2/5.

Cặn dầu mỏ có chứa nhiều parafin rắn là nhiên liệu xấu nhất trong sản xuất

Bitum. Bitum sẽ có độ bền thấp, tính gắn kết kém do có nhiều hydrocacbon

không phân cực.

Ngược lại cặn dầu mỏ loại aromatic hoặc naphaten- aromatic là nguyên liệu

rất tốt để sản xuất Bitum.

Các bitum có chất lượng chưa tốt có thể biến tính để thu được Bitum có chất lượng cao hơn bằng cách oxy hoá bằng không khí ở 170-2600C.

Trong quá trình oxy hoá, một số bộ phận dầu sẽ chuyển sang nhựa, nhựa sẽ

chuyển thành atphanten, do đó có thể thay đổi được thành phần của loại

Bitum không tốt.

II. Các tính chất của Bitum trong xây dựng đường và trong sản xuất.

Do có nhiều loại Bitum khác nhau được sản xuất, nên cần phải xác định

các chỉ tiêu kỹ thuật của các phẩm cấp Bitum khác nhau. Phẩm chất của

Bitum nói chung được xác định bằng cách kết hợp các tính chất hoá lý sau

đây:

II.1.Độ quánh của Bitum

Tính quánh của Bitum được thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Nó

ảnh hưởng nhiều đến tính chất cơ học của hỗn hợp vật liệu khoáng với chất

kết dính, đồng thời quyết định công nghệ chế tạo và thi công loại vật liệu sử

dụng Bitum.

12 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Độ quánh của Bitum phụ thuộc vào hàm lượng các nhóm cấu tạo và nhiệt độ

môi trường. Khi hàm lượng nhóm atphan tăng lên và hàm lượng nhóm chất

dầu giảm, độ quánh của Bitum tăng lên. Khi nhiệt độ môI trường tăng cao,

nhóm chất nhựa sẽ bị chảy lỏng, độ quánh của Bitum giảm xuống.

Các tính chất này đảm bảo cho bitum có độ xuyên thấm cần thiết vào trong

cốt liệu, pha trộn với các khoáng chất và bao phủ hoàn toàn các hạt rắn trong

quá trình xử lý mặt đường.

Người ta dùng chỉ tiêu độ xuyên kim để đánh giá độ quánh của bitum, đơn vị

đo của độ quánh là bằng độ ( 1 độ bằng 0,1mm). Tính đồng nhất của độ lún

kim trong Bitum phân loại theo độ kim lún hay của Bitum thổi khí được xác

định bằng thí nghiệm độ xuyên kim. Trong thí nghiệm này một chiếc kim có

kích thước được sử dụng xuyên vào một mẫu Bitum, dưới một trọng lượng xác định (100g) ở một nhiệt độ xác định (250C) và trong một thời gian xác

định (5 giây). Độ sâu của chiếc kim đâm vào mẫu nhựa đường gọi là độ kim

lún.

II.2. Độ giãn dài

Độ giãn dài biểu thị khả năng dính, dẻo, đàn hồi của Bitum và nó còn

cho biết tỷ lệ giữa các thành phần Bitum. Hay còn qui định là độ giãn dài hay

tính dẻo.Tính dẻo đặc trưng cho khả năng biến dạng dưới tác dụng của nhiệt

độ và ngoại lực. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần của nhóm. Khi

nhiệt độ tăng thì tính dẻo cũng tăng và ngược lại.Trong trường hợp đó, Bitum

dùng làm mặt đường hay trong kết cấu khác có thể bị nứt. Những loại Bitum

được coi là tốt nếu có khả năng giãn dài lớn

Tính dẻo của bitum được tính bằng cm khi kéo căng một mẫu có tiết diện qui định ở 250C với tốc độ kéo là 5cm/phút. Độ kéo dài càng lớn thì tính dẻo của

Bitum càng cao.

II.3. Thành phần cất phân đoạn

Thành phần cất phân đoạn biểu thị tỷ lệ các phân đoạn sôi trong một nhiệt độ

cụ thể nào đó và xác định tốc độ đông đặc của Bitum.

13 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

II.4. Độ bền đối với nước.

Độ bền đối với nước hay khả năng chịu nước của Bitum được xác định qua

hàm lượng các hợp chất tan trong nước.

II.5. Nhiệt độ chảy mềm

Nhiệt độ chảy mềm biểu thị khả năng chịu nhiệt của Bitum, là nhiệt độ

mà tại đó mẫu Bitum tiêu chuẩn sẽ chảy và biến dạng.

Nhiệt độ chảy mềm càng cao thì Bitum càng chứa nhiều atphanten và khả

năng chịu nhiệt càng tốt.

II.6.Nhiệt độ chớp cháy của Bitum

Nhiệt độ chớp cháy của Bitum là nhiệt độ mà tại đó các chất dầu nhẹ

trong Bitum bốc hơi bão hoà lẫn vào môi trường xung quanh tạo nên một hỗn

hợp dễ cháy, khi ta đưa ngọn lửa lại gần thì ngọn lửa bùng cháy và lan nhanh

khắp mặt Bitum.

Nhiệt độ chớp cháy của Bitum biểu thị mức độ an toàn phòng cháy của nó.

II.7. Tính ổn nhiệt.

Khi nhiệt độ thay đổi tính cứng và tính dẻo của Bitum thay đổi, sự thay

đổi càng nhỏ thì Bitum có tính ổn nhiệt càng cao.

Tính ổn nhiệt của Bitum phụ thuộc vào thành phần hoá học của nó. Khi hàm

lượng atphanten tăng lên thì tính ổn nhiệt của Bitum tăng lên và hàm lượng

nhóm atphanten giảm thì tính chất này giảm.

Khi Bitum chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái quánh rồi trạng thái lỏng

và ngược lại trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Do đó tính ổn định nhiệt độ

của Bitum có thể biểu thị bằng khoảng nhiệt độ đó.

II.8. Tính già hoá của Bitum

Do ảnh hưởng của thời tiết mà tính chất và thành phần hoá học của

Bitum bị thay đổi. Người ta gọi sự thay đổi đó là sự già hoá của Bitum.

Nguyên nhân là do thành phần nhóm atphanten tăng lên. Sự bay hơi của nhóm

14 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

dầu cũng làm tính quánh và tính giòn của Bitum tăng lên, làm thay đổi lớp cấu

tạo phân tử tạo thành nên các hợp chất mới. Quá trình già hoá Bitum sẽ dẫn

đến quá trình già hoá của bêtông atphan. Độ giòn cao của Bitum làm cho mặt

đường xuất hiện các vết nứt, tăng quá trình phá hoại do ăn mòn.

II.9.Tính ổn định khi gia nhiệt

Khi dùng Bitum người ta thường phải đun nóng nó lên cao khoảng 1600C trong thời gian khá lâu do đó các thành phần dầu nhẹ có thể bị bốc hơi

làm thay đổi tính chất của Bitum.

Các loại Bitum dầu mỏ loại quánh sau thí nghiệm này phải có hao hụt về

trọng lượng không được lớn hơn 1%, độ xuyên kim và độ giãn dài thay đổi

không được lớn hơn 40% khối lượng so với trị giá ban đầu.

II.10. Tính thấm ướt vật liệu khoáng

Tính thấm ướt vật liệu khoáng của Bitum phụ thuộc vào hàm lượng các

chất hoạt tính bề mặt có cực và tính chất của vật liệu khoáng.

tính thấm ướt được đặc trưng bằng góc thấm ướt. Đó là góc giữa bề mặt vật

liệu khoáng và tiếp tuyến với bề mặt giọt chất kết dính tại ranh giới tiếp xúc

với vật liệu. Nếu góc thấm ướt càng nhọn thì tính thấm ướt càng tốt. Khi đó

lực hút giữa các phân tử giữa chất kết dính và bề mặt vật liệu khoáng gần

bằng lực hút phân tử bên trong chất kết dính. Nếu như góc thấm ướt lớn thì

tính thấm ướt kém, lực hút phân tử với bề mặt vật liệu khoáng yếu. Do đó chất

kết dính càng thấm ướt tốt vật liệu khoáng thì lực hút phân tử trong chúng

càng yếu và lực bám dính giữa chất kết dính với bề mặt vật liệu khoáng càng

mạnh.

Những vật liệu khoáng kị nước là những vật liệu dính bám chất kết dính hữu

cơ tốt.

II.11. Tính liên kết của Bitum với bề mặt vật liệu khoáng

Sự liên kết của bitum với bề mặt vật liệu khoáng có liên quan đến quá

trình thay đổi lý hoá khi hai chất tiếp xúc tương tác với nhau. Sự liên kết này

15 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên cường độ và tính ổn định với nước,

với nhiệt độ của hỗn hợp Bitum và vật liệu khoáng.

Khi nhào trộn Bitum với vật liệu khoáng, các hạt khoáng được thấm ướt bằng

Bitum và tạo thành một lớp hấp phụ, khi đó các phân tử Bitum ở trong lớp

hấp phụ sẽ tương tác với các phân tử của vật liệu khoáng ở lớp bề mặt. Tương

tác đó có thể là tương tác hoá học hoặc lý học.

Lực liên kết hoá học lớn hơn nhiều so với lực liên kết lý học, do đó khi bitum

tương tác hoá học với các vật liệu khoáng thì cường độ liên kết sẽ lớn nhất.

Liên kết của bitum với vật liệu khoáng trước tiên phụ thuộc vào tính chất của

bitum. Bitum có sức căng bề mặt ngoài càng lớn nghĩa là có độ phân cực càng

lớn thì liên kết với vật liệu càng tốt. Độ phân cực của bitum phụ thuộc vào

hàm lượng của nhóm chất nhựa, đặc biệt là nhựa axit. Bitum chứa nhóm chất

nhựa càng nhiều thì sự liên kết của nó với vật liệu khoáng càng tốt.

Liên kết của bitum với vật liệu khoáng còn phụ thuộc vào tính chất của vật

liệu khoáng. Các loại đá bazơ liên kết với bitum tốt hơn các loại đá axit vì có

thể xảy ra liên kết hoá học.

Trường hợp độ hoạt tính của bitum thấp , sự liên kết của nó với bề mặt vật

liệu khoáng kém thì cần cho thêm vào bitum chất phụ gia hoạt động bề mặt để

bitum có độ hoạt tính cần thiết.

III. Ứng dụng của bitum dầu mỏ.

III.1. Ứng dụng

+ Trong nông nghiệp: Làm chất chống thấm và bảo vệ các đập nước, các công

trình kiến trúc, chất khử trùng, sơn phủ các hàng rào, làm chất phủ bảo vệ,

làm giấy lợp, phủ sân kho, chuồng gia súc, bảo vệ bồn nước, chậu vạt, quét

lên cây, các lớp giữ ẩm, giữ nước, phòng chống rửa trôi đất do gió mưa gây

ra.

+ Trong các công trình xây dựng:

16 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Sàn: Làm chất chống thấm và chống ẩm, các hỗn hợp phủ sàn, sơn phủ

bảo vệ, các loại giấy vải được phủ bằng bitum có tác dụng bảo ôn, phủ lên

trên các bậc lên xuống.

- Lợp : các loại giấy xây dựng, các tấm lợp, các chất phủ chống thấm trên bề

mặt…

+ Kiểm soát rửa trôi và trong xây dựng các công trình thuỷ lợi : vật liệu chống

thấm bảo vệ các con kênh, vùng lưu vực, vùng tụ nước. Vữa lỏng chát hồ

chứa nước, bảo vệ đê, bờ bao kè đá …

+ Trong công nghiệp :

- Hợp chất tráng nhôm có sử dụng bitum. Vải, ống cách điện, hợp chất sơn,

vách cách nhiệt, sơn phủ ống.

-Trong công nghiệp sản xuất ôtô, hợp chất chống rỉ, cách điện, chống ồn,

mặt hộp số…

- Trong công nghiệp sản xuất vật liệu điện : Lõi cácbon, vòng, vỏ ắcqui,

than, hợp chất che nối dây điện…

+ Trong vui chơi, giải trí : Rải bề mặt cho sàn nhảy, sân chơi, sân trường, sân

thể thao, đường đua, đường chạy, bể bơi lội, sân tenis. Làm nền cho đường

chạy, bãi tập nhân tạo…

III.2. Cách sử dụng: Bitum có tính quánh (nhớt) càng cao thì càng tốt, nhưng

khi nhớt càng cao thì Bitum càng đặc và do đó bitum sẽ giòn , khó thi công.

Vì vậy khi chọn mác bitum cần phải căn cứ vào phương pháp thi công, điều

kiện khí hậu để cho phù hợp

Dưới đây là một số ứng dụng của bitum trong công nghệ làm đường:

+ Làm lớp tráng mặt sử dụng cuả bitum mác 200/300

+ Gia cố đất, làm lớp tráng mặt, làm lớp thâm nhập khi vật liệu đá yếu , chế

tạo bê tông atphan làm bề mặt đường ôtô ở vùng khí hậu ôn hoà sử dụng

bitum mác 130/200.

17 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

+ Làm lớp thâm nhập của mặt đường đá dăm sỏi, chế tạo bê tông asphan xây

dựng bề mặt đường ôtô cho xe nặng chạy ở vùng khí hậu lục địa thì sử dụng

bitum mác 90/130.

+ Chế tạo bê tông asphan xây dựng mặt đường ở những xứ nóng, chế tạo vật

liệu và cách nước sử dụng mác 60/90.

+ Chế tạo bê tông asphan xây dựng mặt đường ôtô ở xứ nóng cho xe nặng

chạy sử dụng bitum mác 40/60.

18 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2 : NHŨ TƯƠNG BITUM

+Tình hình thế giới : Trên thế giới lần đầu tiên mặt nhựa đường đã ra đời vào

năm 1175 do người Đức thực hiện, rồi người Pháp cũng đưa nhựa bitum

vào để rải đường vào năm 1854. Loại nhựa được dùng đầu tiên là cặn Gudron.

Sau đó công nghiệp hoá ngày càng phát triển, Nhựa bitum, một ít sản phẩm

phụ của công nghiệp hoá dầu, với tính công nghiệp cao hơn thế nhựa gudron.

Ngày 9/5/1922 một nhà bác học người Anh là Hugh Alan Mackay đã được

cấp bằng sáng chế sổ 202021 về nhũ tương nhựa bitum, sử dụng dưới dạng

nhựa nguội hoặc ấm dễ dàng thi công cho công nhân, tạo ra một bước ngoặt

mới trong lĩnh vực sử dụng bitum dầu mỏ.

Nhũ tương Bitum là một hệ phân tán lỏng – lỏng trong đó pha phân tán là

nhựa bitum được phân tán thành các hạt nhỏ mịn vào pha nước dưới tác dụng

cơ học và được ổn định bằng chất nhũ hoá.

+ Tình hình tại Việt Nam: Mặc dù trên thế giới công nghệ chế tạo nhũ tương

bitum đã rất phát triển, nhưng ở việt nam chúng ta, thuật ngữ “nhũ tương

bitum” vẫn còn mới mẻ và chính vì vậy các công trình nghiên cứu về phương

pháp chế tạo nhũ tương bitum còn ít, hầu hết còn dừng ở mức độ lý thuyết, ít

được áp dụng vào trong thực tế. Chính vì thế trong đề tài của mình, em muốn

đi sâu nghiên cứu về nhũ tương bitum cation để có thể áp dụng vào trong thực

tiễn dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước.

I. LÝ THUYẾT VỀ NHŨ TƯƠNG

I.1. Định nghĩa

Nhũ tương là hỗn hợp của 2 chất lỏng không tan lẫn vào nhau. Trong

đó có một chất lỏng phân tán vào chất lỏng kia dưới dạng những hạt nhỏ li ti,

và được gọi là pha phân tán, còn chất lỏng kia được gọi là môi trường phân

tán. Kích thứơc của các giọt lỏng được biến đổi trong phạm vi rất rộng.

Để nhũ tương có tính ổn định người ta cho thêm vào một chất gọi là chất nhũ

hoá. Chất nhũ hoá sẽ hấp phụ trên bề mặt các giọt bitum làm giảm sức căng

bề mặt ở mặt phân chia pha giữa bitum và nước. Đồng thời nó tạo ra trên bề

19 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

mặt các giọt bitum một lớp màng mỏng kết cấu bề vững, có tác dụng ngăn cản

sự kết tụ của chúng làm cho nhũ tương được ổn định.

I.2. Phân loại nhũ tương

Có rất nhiều cách để người ta phân loại nhũ tương bitum, mỗi một

nước, hay hãng sản xuất lại có cách phân loại khác nhau, nhưng tựu lại có thể

phân loại theo các cách: Phân loại nhũ tương theo kiểu và loại, theo tốc độ

phân tách, theo hàm lượng nhựa chứa trong nhũ tương

I.2.1. Phân loại theo pha phân tán và môi trường phân tán

Chủ yếu là hai loại

- Nhũ tương thuận: Pha phân tán là Bitum, môi trường phân tán là nước.

- Nhũ tương nghịch: Pha phân tán là nước, môi trường phân tán là bitum.

I.2.2 Phân loại theo tính chất hoạt động bề mặt

Chủ yếu là các loại sau

- Nhũ tương cation hoạt tính.

+ Độ pH của nhũ tương 1-6

+ Các chất hoạt động bề mặt là muối alkylamin, muối amoni bậc 4, các muối

amin ôxit

- Nhũ tương Anion hoạt tính

+ Độ pH của nhũ tương 8-12

+ Các chất hoạt động bề mặt là các muối của các axit béo, các muối sufua

- Nhũ tương không sinh ion

- Nhũ tương loại bột nhão

I.2.3. Phân loại theo khả năng phân tách – theo ASTM D997-86

Được phân theo 3 loai chính, trong mỗi loại có các mác tương ứng

- Nhũ tương phân tách nhanh.

- Nhũ tương phân tách trung bình.

- Nhũ tương phân tách chậm.

I.2.4 Phân loại theo Pháp NF T66-16

20 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Được phân ra phụ thuộc vào loại hoạt tính chất hoạt động bề mặt (Cation hoạt

tính hoặc anion hoạt tính ) và tốc độ phân tách nhũ tương

- Nhũ tương Cation hoạt tính, kí hiệu là C

- Nhũ tương Anion hoạt tính, kí hiệu là A

Có 4 loại nhũ tương như sau

- Nhũ tương phân tách chậm.

- Nhũ tương phân tách nhanh.

- Nhũ tương phân tách trung bình.

- Nhũ tương siêu ổn định.

I.2.5. Phân loại theo khả năng thi công – theo Caltex

- Premix grade : Là một công thức nhũ tương có độ ổn định lớn hơn so với

loại spray grade, thích hợp để trộn với vật liệu đá có đường kính danh nghĩa

lớn hơn hoặc bằng 3mm.

- Raped setting grade: Là một công thức nhũ tương thích hợp để trộn với các

hạt khoáng mịn, hỗn hợp ở dạng vữa và tốc độ phân tách nhanh.

- Spray grade: là một công thức nhũ tương thích hợp với thiết bị phun cơ học

dùng để xử lý bề mặt đường (láng mặt, làm lớp dính bám …) và không đạt

yêu cầu trộn với vật liệu đá.

- Stable mix grade: Là một công nhũ tương thích hợp để trộn với các hạt

khoáng mịn, cát nghiền. Hỗn hợp ở dạng mịn và có tốc độ phân tách chậm.

I.3. Ứng dụng của nhũ tương Bitum

Được phát minh ra ở châu âu từ cách đây hơn 60 năm, ngày nay nhũ

tương nhựa bitum được sản xuất và rải ra trên toàn thế giới.

Nước pháp là nước tích cực nhất trong việc phát triển loại chất kết dính này

và nghiên cứu hoàn chỉnh các kỹ thuật thi công. Từ trước đến nay nước Pháp

vẫn là nước đứng đầu trong danh sách những nước sản xuất nhũ tương nhựa

bitum trên thế giới, dù là tính về số lượng so với số dân, khối lượng so với

diện tích hay số lượng so với tổng lượng nhựa bitum dùng trên mặt đường

ôtô.

21 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bên cạnh nước Pháp, Anh, Nga, Mỹ và rất nhiều nước khác trên thế giới cũng

đã đưa vào sản xuất và ngày càng hoàn thiện công nghệ chế tạo nhũ tương

nhựa bitum.

Sở dĩ bitum nhũ tương được các nước sản xuất và sử dụng mạnh mẽ như vậy

là vì nó có những ứng dụng hết sức to lớn vào các mục đính sau:

- Duy trì bảo dưỡng, sửa chữa, rải lớp láng mặt của đường ôtô và trong trường

hợp này ta dùng loại nhũ tương có độ phân tách nhanh, nhất là nhũ tương

Cation hoạt tính.

- Rải lớp thành mặt hoặc trộn đá tại nơi thi công, thường dùng loại nhũ tương

có độ phân tách thường.

- Trộn hỗn hợp cấp đá nhũ tương ở trạm trộn, thường sử dụng nhũ tương

phân tách chậm.

- Công nghệ vữa nhựa hạt thô rải nguội để khôi phục mặt đường cũ, thường

sử dụng nhũ tương phân tách chậm hoặc siêu ổn định.

- Làm dính bám giữa hai lớp móng và mặt, làm lớp tạo màng bảo dưỡng

bêtông ximăng. Sử dụng gia cố đất nền, lớp bề mặt mới đắp ở đường đê bao

hay đất nông nghiệp được cày xới rất dễ bị rửa trôi bề mặt hoặc sụt lở. Do đó

cần làm cho bề mặt đất ổn định bằng chất liên kết hoặc là tạo sự ổn định của

nền đất bằng cách trông thêm cây. Nhũ tương được phun lên bề mặt đất sẽ

kết dính lớp đất mặt lại với nhau và giúp cho hạt nẩy mầm thuận lợi hơn.

- Công nghệ chống thấm được sử dụng để tạo ra màng chống thấm giữa các

lớp móng bêtông và phần kết cấu bêtông phía trên công trình xây dựng, mục

đích là giữ độ chắc của lớp bê tông đang được thi công ở phía trên công trình,

ngăn không cho nước ở kết cấu bê tông phía trên thấm xuống kết cấu móng

phía dưới. Lớp nhũ tương ngăn không cho móng và kết cấu bêtông phía trên

đông kết liền nhau, vì đây là hai lớp bêtông có tuổi khác nhau, cường độ khác

nhau, và qua đó ngăn ngừa được tình trạng bêtông phải chịu những tải trọng

bên trong kết cấu.

22 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Lớp phủ bảo vệ các công trình bê tông, đường ống và các kết cấu kim loại

chôn ngầm dưới đất. Để nâng cao tính bám dính của lớp chất liên kết mỏng dạng

cong, người ta sử dụng nhũ tương cải tiến bằng mủ cao su.

- Trám khe hở và thấm nhập, nhũ tương Bitum thường sử dụng các loại có

chứa mủ cao su là loại vật liệu rẻ tiền và có hiệu quả để chèn các khe hở trong

các vật liệu gia cố Bitum để ngăn nước xâm nhập vào bên trong các lớp cấu

trúc mặt đường.

I.4. Những ưu điểm vượt trội của nhũ tương Bitum trong xây dựng

đường ôtô.

- Khi thi công, sử dụng không cần phải đun nóng gia nhiệt do đó đỡ tốn kém

hơn.

- Không gây nguy hiểm cho công nhân, không gây độc hại cho những người

công nhân trực tiếp dải đường, người đi đường, người dân sống quanh nơi thi

công công trình và cũng không gây ô nhiễm môi trường, góp phần làm xanh,

sạch, đẹp môi trường và giúp môi trường bền vững hơn.

- Sau khi dải đường các tính chất cơ bản của nhựa đường lại được nhanh

chóng hồi phục, đảm bảo nhanh chóng trả lại mặt đường láng mượt thông

thoáng cho các phương tiện tham gia giao thông trên đường.

- Có khả năng thi công trên mọi địa hình, trong mọi điều kiện thời tiết bất lợi

và khí hậu khặc nghiệt như mưa, bão, giông tố thất thường, giúp cho tiến độ

thi công luôn được đảm bảo hoàn thành theo đúng dự án kế hoạch ban đầu mà

không phải phụ thuộc vào bất cứ yếu tố nào.

- Việc dự trữ, vận chuyển nhũ tương nhựa bitum từ nơi sản xuất đến nơi thi

công cũng đặc biệt thuận lợi vì có thể tập kết ở kho gần, do đó giảm được tối

đa chi phí vận chuyển, mang lại lợi nhuận cao hơn.

- Thành phần dung môi thấp nên khá rẻ tiền lại không gây độc hại gì cho môi

trường, thật là hết sức thuận lợi.

II. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM.

23 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Có hai phương pháp chế tạo nhũ tương bitum : Phương pháp ngưng tụ và

phương pháp phân tán.

II.1. Phương pháp ngưng tụ

Khi chất lỏng M được hoà tan vào chất lỏng N ở trạng thái quá bão

hoà, nếu trạng thái quá bão hoà bị vỡ sẽ tạo thành nhũ tương. Có thể phá vỡ

trạng thái quá bão hoà bằng cách hạ thấp nhiệt độ của dung dịch hoặc thay đổi

nồng độ của dung dịch để giảm độ hoà tan.

Phương pháp này ít được sử dụng trong công nghiệp so với phương pháp

phân tán.

II.2. Phương pháp phân tán

Phương pháp phân tán để chế tạo nhũ tương bitum gồm hai dạng. Quá

trình nhũ hoá xảy ra một cách tự nhiên với dầu có khả năng nhũ hoá hay hoà

tan, hoặc quá trình nhũ hoá xaỷ ra do có lực tác dụng bằng thiết bị nhũ hoá để

phân tán một pha lỏng thành những hạt nhỏ vào pha lỏng kia.

III. CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Có nhiều cách định nghĩa chất hoạt động bề mặt, về bản chất có thể

định nghĩa chất hoạt động bề mặt như sau

III.1. Định nghĩa : Chất hoạt động bề mặt là hợp chất hoá học, khi hoà tan

trong một chất lỏng sẽ làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng ấy hoặc lực

căng ở mặt tiếp xúc của nó với một chất lỏng khác do quá trình hấp phụ vào

chất này hay chất kia ở bề mặt tiếp xúc.

Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm hai phần có hai ái lực trái ngược nhau

- Phần thứ nhất có một ái lực được tạo ra bởi nhóm có cực, làm cho phân tử

có những tính chất háo nước (nhóm ưa nước).

- Phần thứ hai có một ái lực được tạo ra bởi một nhóm không có cực, làm cho

phân tử có những tính chất háo dầu (nhóm kị nước). Nhóm này thường là các

hydrocarbon mạch dài từ 14 đến 20 nguyên tử Carbon.

24 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt rất thấp, phân tử của nó phân bố rải rác

trong dung dịch. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt tăng sẽ dẫn đến hiện

tượng tạo các mixen bao gồm vài chục phân tử chất hoạt động bề mặt kết hợp

lại với nhau. Trong mỗi mixen, nhóm kị nước sẽ định hướng vào bên trong

giọt bitum, còn nhóm ưa nước sẽ định hướng ra bên ngoài.

Một ứng dụng quan trọng của chất hoạt động bề mặt là sử dụng làm chất nhũ

hoá. Nhũ tương là một hệ không ổn định về mặt nhiệt động. Để nhũ tương ổn

định hơn phải pha vào hệ một cấu tử thứ ba, mục đích làm giảm năng lượng

bề mặt. Cấu tử thứ ba này là chất nhũ hoá. Chất nhũ hoá còn ngăn cản xu

hướng keo tụ phá vỡ hệ nhũ tương.

III.2. Phân loại chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt được chia thành bốn loại chính dựa theo tính

chất điện tích:

- Chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm (anionic).

- Chất hoạt động bề mặt mang điện tích dương (cationic).

- Chất hoạt động bề mặt mang cả hai dấu điện (ampholyte).

- Chất hoạt động bề mặt không mang dấu điện (nonionque).

III.2.1. Chất hoạt động bề mặt Anion.

Đây là những chất hoạt động bề mặt khi được hoà tan trong nước sẽ

cung cấp những ion mang điện tích âm và những ion này là nguyên nhân của

hoạt tính bề mặt. Bao gồm :

Các muối của những axit béo, gọi chung là xà phòng như muối kiềm của axit

béo, muối kim loại của axit béo, muối gốc hữu cơ của các axit béo.

- Các muối sulfat của những axit béo: Đây là những chất hoạt động bề mặt đã

được sử dụng từ lâu và được dùng rộng rãi để làm gốc chế tạo các loại nước

gội đầu, các chất sáp tạo nhũ hoá, các chất tẩy rửa.

- Các dẫn xuất sulfon: Các chất sulfonat của dầu hoả, các chất lignosulfat, các

chất alkylarylsulfonat.

25 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Các chất hữu cơ photpho: Công thức của những chất này hiện nay có nhiều

ứng dụng trong công nghiệp. Các loại alkylphotphat là những chất được ứng

dụng nhiều nhất làm chất nhũ hoá, đặc biệt để chế tạo vi nhũ tương.

Khi sử dụng chất hoạt động bề mặt anion, ta sẽ có nhũ tương anion. Công

thức chung của các loại xà phòng anion là: RCOONa hoặc RCOOK. Với R là

mạch hydrocarbon đặc trưng của axit béo và có tính háo dầu. Nhóm –COONa

là phần có cực và háo nước. Khi hoà tan vào nước, là dung môi phân cực thì các phân tử xà phòng trở nên mang điện, các ion Na+, K+ là những ion mang dấu điện dương, bị hấp thụ vào nước, còn các ion RCOO – mang dấu điện âm

thì bị hấp thụ vào các hạt nhựa nhỏ li ti.

III.2.2 Chất hoạt động bề mặt Cation.

Đây là những chất hoạt động bề mặt tự ion hoá khi pha trong nước để

cung cấp những ion hữu cơ mang điện tích dương và chịu trách nhiệm về hoạt

tính bề mặt.Tuy chất hoạt động bề mặt Cation đã được điều chế từ lâu nhưng

chỉ mới phát triển mạnh từ sau chiến tranh thế giới thứ hai. Ngày nay, chúng

được phát triển mạnh trong những lĩnh vực như chống ăn mòn, tác nhân tuyển

quặng, dùng làm chất nhũ hoá và nhất là làm chất là mềm sợi vải.

Lĩnh vực sử dụng của chúng đặc biệt là trên các vật liệu mang điện tích âm.

Ngoài một gốc hydrocarbon, phần lớn các phân tử này chứa một nguyên tử

Nitơ mang điện tích dương, có thể là những chất hữu cơ hoặc là mạch hở hoặc

là những vòng phức tạp. Sự khác biệt này thường dùng làm một chỉ tiêu phân

loại.

Với những đặc tính như dễ sử dụng trên nhiều bề mặt cốt liệu, khả năng tạo

nhũ cao, bám dính tốt nên hiện nay, các chất nhũ hoá cation được tâp trung

nghiên cứu và được ứng dụng rộng rãi

Các chất hoạt động thường gặp là:

- Các muối alkylamin: Các chất này được dùng nhiều nhất để làm mềm sợi

vải.

26 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Các muối amoni bậc 4 alkyl: Các phân tử này có khả năng diệt khuẩn rất

cao, vì vậy mà một số được sử dụng làm chất sát trùng.

- Các muối amoni bậc 4 có cấu hình phức tạp: Trong nhóm này có thể kể làm

ví dụ như các chất setylpyridin bromua và setylpyridin clorua.

- Các dẫn xuất của hoá dầu.

- Các amin oxit: Các chất này được dùng chủ yếu làm mỹ phẩm.

- Các dẫn xuất không có Nitơ. Các chất hoạt động bề mặt Cation có công thức chung là R’N+H3Cl -. Khi một

nhũ tương được tạo ra với một muối amin, cation tích điện dương định vị bám trên bề mặt giọt bitum, các ion Cl – tích điện âm được hút vào bề mặt tích điện dương và cùng với nước tạo ra một lớp điện tích kép. Tức là gốc R’N+H3 bị

hấp thụ vào các hạt nhựa nhỏ li ti, gốc –R’ là phần háo dầu chui vào bên trong các hạt nhựa, còn nhóm N+H3 quay mặt tiếp xúc ra bên ngoài, tạo hệ bitum -

nước. Các ion âm bị hấp thụ và hoà tan trong nước.

Chất hoạt động bề mặt Cation được tạo ra như sau:

RNH2 + HCl RN+H3Cl –

III.2.3. Các chất hoạt động bề mặt mang cả hai dấu điện

Các hợp chất này cũng tương tự như các oxyt, vừa có hiệu ứng kiềm

vừa có hiệu ứng axit. Đây là những chất hoạt động bề mặt có hai hoặc nhiều

nhóm chức năng và tuỳ theo điều kiện của dung môi có thể ion hoá trong

dung dịch nước và tạo cho hợp chất này biểu hiện tính ion của mình tuỳ theo

độ pH, là ion khi ở điểm cân bằng điện.

Ngoài những chất tổng hợp bằng phương pháp hoá học, trong nhóm này còn

có các axit của các axit amin hay các protein thực vật (như chất lestin của đậu

tương) hoặc động vật (như casein trong sữa)

Khi đó tính anion trong môi trường kiềm như sau:

COO-M+

R M+ có thể là Na+ hoặc K+.

27 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

NH2

Còn tính chất cation trong môi trường axit sẽ có dạng:

COOH R M’ – có thể là Cl -. N+H3M’ -

Loại chất hoạt động này bao gồm:

- Các dẫn xuất từ benzen như alkylbetan, alkylaminobetan có khả năng làm

ướt, gây bọt vầ tẩy rửa, ít độc hại và có khả năng tự huỷ, không gây ô nhiễm

môi trường. Các chất này chủ yếu dùng làm đồ mỹ phẩm.

- Các dẫn xuất từ imidazolin: Những chất này có khả năng nhũ hoá rất mạnh.

- Các dẫn xuất của các axit amin: Các chất hoạt động bề mặt này được dùng

để gây bọt và diệt khuẩn.

III.2.4. Các chất hoạt động bề mặt không ion

Các chất này có thể hoà tan được trong nước là do thành phần cuả

chúng có những nhóm hoạt động rất háo nứơc, ở bất kì pH nào, chúng đều có

thể tác dụng với các chất hoạt động bề mặt ion. Có thể phân loại theo kiểu

liên kết giữa các nhóm háo nước và háo dầu:

- Liên kết kiểu este: Este glycol, glycol, este poly glycol, este

polyetylenglycol, este đường sorbitol, este của các axit béo, dùng chủ yếu làm

dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm.

- Liên kết kiểu ete: Thường dùng để chế tạo nhũ tương dùng cho công nghiệp

sơn và công nghiệp mỹ phẩm.

- Liên kết kiểu amit: Dùng trong công nghiệp mỹ phẩm và bột giặt.

- Các chất khác: Còn một số chất hoạt động bề mặt không ion nữa như nhựa

đa phân tử alkylen oxyt, mercaptan và polyoxyety

IV. VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH NHŨ TUƠNG

IV.1. Sức căng bề mặt của dung dịch chất nhũ hoá

28 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Giữa các phân tử chất lỏng hay chất rắn luôn có lực liên kết. Các phân

tử nằm bên trong chất lỏng có lực liên kết về mọi phía của phân tử. Các phân

tử chất lỏng nằm trên bề mặt có một phía không liên kết với các phân tử lỏng

khác, do đó có năng lượng cao hơn. Chất lỏng có su hướng tạo thành hình cầu

sao cho diện tích tiếp súc nhỏ nhất, để có năng lượng thấp nhất.

Sức căng bề mặt là khái niệm dùng để mô phỏng lực liên kết giữa các phân tử

tại bề mặt.Sức căng bề mặt của một pha là do các phân tử ở bề mặt pha có

năng lượng cao hơn pha kia. Lực liên kết giữa các phân tử của pha nào lớn

hơn sẽ có sức căng bề mặt lớn hơn.

Khi hai chất lỏng A và B tiếp xúc nhau, giữa các phân tử của chúng cũng có

lực liên kết. Giả sử sức căng bề mặt của chất lỏng A là A, của chất lỏng B là

B , sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng AB là AB thì

AB = A + B -2AB

AB là lực liên kết giữa phân tử Avà B

Khi lực liên kết giữa phân tử A và B rất lớn, sức căng bề mặt giữa chúng nhỏ.

Điều này nghĩa là năng lượng của chúng giảm do có sự tiếp xúc giữa 2 pha.

Do 2 chất lỏng dần bị phân tán vào nhau nhằm tăng diện tích tiếp xúc. Giới

hạn của quá trình phân tán này là 2 chất lỏng trộn lẫn vào nhau tạo thành dung

dịch A và B

Có thể giải thích cơ chế sức căng bề mặt giữa pha dầu và pha nước dưới tác

dụng của chất nhũ hoá như sau: Trong dung dịch chất nhũ hoá, các phân tử

chất hoạt động bề mặt tập chung và bị hấp thụ ở bề mặt dung dịch, các nhóm

kị nước hướng vào không khí, bề mặt dung dịch được bao phủ bởi các nhóm

kị nước. Do lực liên kết giữa các hydrocacbon nhỏ hơn giữa các phân tử nước

nên sức căng bề mặt của dung dịch nước ( bị bao phủ bởi nhóm kị nước ) sẽ

nhỏ hơn sức căng bề mặt của nứơc. Nghĩa là dưới tác dụng của chất hoạt động

bề mặt, sức căng bề mặt của nước giảm.

Khi một chất hoạt động bề mặt được hấp thụ vào bề mặt dầu nước, các phân

tử dầu và nước không tiếp xúc trực tiếp với nhau mà qua phân tử chất hoạt

29 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

động bề mặt. Các nhóm kị nước hướng vào dầu, các nhóm ưa nước hướng vào

nước. Lực liên kết giữa dầu và nhóm kị nước cũng như lực liên kết giữa nhóm

ưa nước và nước thường lớn. Do đó chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng

bề mặt của dầu và nước .Như vậy sự cân bằng giữa nhóm ưa nước và nhóm kị

nước của chất nhũ hoá là một yếu tố quyết định sự hấp thụ của nó ở bề mặt

lỏng – lỏng. Khi sự cân bằng giữa nhóm ưa nước và nhóm kị nước thích hợp,

chất hoạt động bề mặt hoạt động bề mặt hoạt động có hiệu quả và chỉ có một

lượng nhỏ dầu tiếp xúc trực tiếp với nước, sức căng bề mặt giảm

Qua việc nghiên cứu sức căng bề mặt của hệ nhũ tương bitum –nước có thể

đánh giá độ bền và độ ổn định của hệ. Sức căng bề mặt giữa 2 pha bị ảnh

hưởng bởi hàm lượng chất hoạt động bề mặt, nhiệt độ và sự có mặt của các

muối.

Bằng con đường nhiệt động học, ta có phương trình mô tả sự phụ thuộc sức



 



1

2l r

căng bề mặt vào kích thước giọt lỏng.

ở đây  : là sức căng bề mặt của giọt lỏng hình cầu có bán kính r

: là sức căng bề mặt của chất lỏng phẳng r=

l : là đường kính phân tử

IV.2. Cấu tạo lớp điện tích kép

Các chất hoạt động bề mặt hấp phụ lên bề mặt giọt nhũ, nhóm kị nước

hướng ra pha dầu, nhóm ưa nước hướng vào pha nước tạo nên một lớp màng

giữa hai pha. Nhũ tương sẽ ổn định hơn khi lớp màng ở bề mặt phân chia giữa

hai pha tích điện. Lớp điện tích này có thể tạo được thành từ 3 cách :

+ Do quá trình oxy hoá

+ Do quá trình hấp phụ

+ Do sự tiếp xúc

30 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Khi các chất nhũ hoá hấp phụ lên bề mặt các giọt nhũ thì các nhóm có khả

năng hoà tan trong nước bị ion hoá tạo thành lớp điện tích kép bao bọc quanh

giọt nhũ .

Đối với nhũ tương được ổn định bằng các hợp chất không ion thì lớp điện tích

tại bề mặt giọt nhũ sẽ không phải do sự hấp phụ các ion từ môi trường phân

tán mà do ma sát khi tiếp xúc với nhau hay tiếp xúc với môi trường phân tán

mà do ma sát khi các giọt tiếp xúc với nhau hay tiếp xúc với môi trường phân

tán. Điều này đã được nhiều tác giả nghiên cứu và chứng minh bằng thực

nghiệm. Một chất có hằng số điện môi cao sẽ tích điện khi tiếp xúc với một

chất có hằng số điện môi thấp hơn. Như vậy, do nước có hằng số điện môi cao

nên phần lớn nhũ tương dầu nước có điện tích âm còn nhũ tương nước dầu lại

có điện tích dương.

Hình vẽ 1.1. Biểu diễn lớp điện tích kép bao quanh giọt bitum

Lớp điện tích trên bề mặt giọt rất phức tạp. Khi các ion mang điện bao quanh

các giọt nhũ, các ion trái dấu sẽ nằm song song, tiếp xúc với lớp ion trên tạo

thành lớp điện tích kép.

Nước Dầu

31 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hình vẽ 1.2 : Lớp điện tích kép ở bề mặt phân chia dầu – nước

Lớp điện tích kép gồm 2 phần: một phần cố định nằm sát bề mặt, phần khác

phân tán tạo thành lớp phân tán. Mật độ điện của các điện tích ở lớp phân tán

giảm mạnh theo qui luật hàm số mũ,

Khi không có mặt chất nhũ hoá, sự phân bố thế của lớp thế của lớp điện tích

kép được trình bày như hình a, hệ nhũ tương có xu hướng keo tụ mạnh

Khi có mặt chất nhũ hoá, có sự thay đổi thế của lớp điện tích kép (hình b), thế

Zeta đủ lớp để ổn định nhũ tương. Giới hạn để ổn định nhũ tương là thế

Zeta=10

Dầu Nước Dầu Nước Dầu Nước

V x



(a) (b) (c)

Hình vẽ 1.3 : Lớp điện tích kép ở trên bề mặt phân chia pha dầu / nước

(a) : Không có chất hoạt động bề mặt .

(b): Có chất hoạt động bề mặt .

(c): Hàm lượng chất hoạt động bề mặt tăng và có mặt chất điện ly trong pha

nước.

32 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Khi thêm chất điện ly vào pha nước, có sự thay đổi rõ ràng trong đường cong

thế. Bán kính lớp phân tán sẽ giảm do sự tăng nồng độ ion ngược dấu và sự

nén điện tích kép.

Lớp điện tích kép bao quanh giọt nhũ ý nghĩa rất lớn đối với sự ổn định của

hạt nhũ tương, do nó ngăn cản các giọt nhũ tiến lại gần nhau, kết tụ và phá vỡ

nhũ tương.

IV.3. Ổn định nhũ tương

Để ổn định nhũ tương một cách hiệu quả thì yêu cầu nhũ tương được

tạo ra phải có một độ bền tương đối cao, do vậy sau khi nhũ tương được chế

tạo thì cần phải có thêm một công đoạn quan trọng nữa là làm bền nó. Độ ổn

định của nhũ tương phụ thuộc vào bản chất của chất nhũ hoá, chất làm bền,

nhiệt độ, tốc độ khuâý trộn, thời gian khuấy trộn…

33 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

IV.4. Hiện tượng tách nhũ

Để nhũ tương có độ ổn định cao, kích thước hạt nhũ phải nhỏ, sự phân bố

L¾ng ®äng

TËp hîp c¸c h¹t

(Giät nhò)

T¸ch nhò

Nhò t­¬ng

KÕt tô

L¾ng ®éng

TËp hîp c¸c giät nhò

kích thước giọt hẹp. Quá trình phá vỡ sự ổn định của nhũ tương xảy ra như sau:

Ban đầu do có sự khác nhau về tỉ trọng giữa pha phân tan và môi trường phân

tán, nhũ tương bị phân tán làm 2 phần có nồng độ chất phân tán khác nhau.



d



2



u

 2 2gr d 1  9 2

Tốc độ lắng của nhũ được tính theo phương trình stocke

Trong đó

u : Tốc độ lắng

r: Bán kính giọt nhũ

d1,d2 Tỷ trọng của chát phân và môi trường phân tán

2 : Độ nhớt của môi trường phân tán

g: gia tốc trọng trường

Từ phương trình Stoke có thể thấy rằng để làm giảm quá trình lắng các

giọt nhũ, nhũ tương phải có phân bố kích thước giọt hẹp, kích thước của các

giọt nhỏ, hoặc tỷ trọng giữa các pha tạo nên nhũ tương phải xấp xỉ nhau, điều

này rất khó thực hiện được trong một số trường hợp cụ thể.

quá trình lắng đọng có thể trở lại dạng nhũ tương ban đầu nhờ tác dụng khuấy

trộn mạnh.

Quá trình phá nhũ hoàn toàn xảy ra khi các giọt bitum kết hợp lại với nhau

thành các giọt bitum lớn hơn làm giảm số lượng giọt trong nhũ tương. Quá

34 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

trình kết hợp này xảy ra liên tục, đến một lúc nào đó nhũ tương bị phân tách

thành hai quá trình riêng biệt.

Quá trình kết tụ xảy ra theo hai bước: Ban đầu các giọt nhũ có xu hướng tập

hợp lại, tạo thành một tập hợp giọt. Trong mỗi tập hợp giọt các giọt nhũ tiếp

xúc trực tiếp với nhau khi phân tử chất nhũ hoá trên bề mặt giọt nhũ tương bị

khử hấp phụ. Do đó mà chúng kết hợp lại tạo thành các giọt có kích thước lớn

hơn. Lúc này nhũ tương bị lắng đọng và phân tách nhanh chóng. Như vậy lực

hấp thụ của chất nhũ hoá đối với pha phân tán có vai trò rất quan trọng trong

quá trình ổn định nhũ tương, ngăn cản quá trình kết tụ của các giọt nhũ lại với

nhau.

IV.5. Hiện tượng bị đảo tướng

Sự đảo tướng trong nhũ tương là hiện tượng là một hiện tượng phổ biến

vốn tồn tại lâu nay trong tất cả các hệ nhũ. Khi ta đưa chất nhũ hoá vào nhũ

tương, vừa đưa, vừa khuấy mạnh một lượng thừa chất hoạt động bề mặt sẽ

cho nhũ tương ngược lại với nhũ tương ban đầu. Nghĩa là pha phân tán

(bitum) lúc này đã trở thành môi trường phân tán và ngược lại môi trường

phân tán (nước) đã trở thành pha phân tán.

Ngoài ra hiện tượng đảo tướng còn xảy ra do tác dụng cơ học lâu dài trong

một số điều kiện nhất định

Khi quan sát bằng kính hiển vi người ta thấy rằng trong quá trình đảo tướng

sẽ bắt đầu bằng việc các giọt của pha phân tán bị kéo dài ra, chuyển thành

màng, rồi sau đó các màng mới được tạo thành này bao bọc lấy môi trường

phân tán của nhũ tương ban đầu, dần dần đã biến môi trường phân tán trỏ

thành pha phân tán. Một điều lý thú là do sự phân tán không đồng đều chất

nhũ hoá trong các khu vực nhỏ khác nhau của hệ mà trong sự đảo tướng có

thể suất hiện cái gọi là đa nhũ tương, tức là các gịot dầu của nhũ tương dầu /

nước lại có thể chứa những giọt nước vô cùng nhỏ trong nó.

35 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

V. Những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình chế tạo và kiểm tra

chất lượng nhũ tương bitum

V.1. Độ nhớt của nhũ tương bitum

Độ nhớt của bitum là một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng

trong quá trình chế tạo nhũ tương bitum.

Yếu tố trội của độ nhớt là độ đậm đặc của pha bị phân tán. Một số tác giả đã

đưa ra một số phương trình để biểu thị tương quan giữa độ nhớt và độ đậm

đặc cuả pha phân tán.

Nhiều yếu tố đã ảnh hưởng đến độ nhớt. Đặc biệt phải kể đến tính chất của

của pha bị phân tán: Lai nguyên của nhựa Bitum, loại Bitum( độ kim lún ), có

hay không có chất pha lỏng ( dầu hoả, dầu pha loãng ).

Tính chất của pha liên tục, loại và số lượng của chất hoạt tính bề mặt.

Sự phân bố kết cỡ hạt : Tầm vóc của các tiểu cầu, phương pháp chế tạo (

Thiết bị phân tán cơ học ).

Độ nhớt của nhũ tương bitum được xác định bằng nhớt kế kỹ thuật. Độ nhớt

đặc trưng cho khả năng dùng nhũ tương bitum ở những mặt đường khác nhau.

Tính chất này cơ bản phụ thuộc vào nồng độ chất kết dính trong nhũ tương.

Hàm lượng bitum càng lớn thì độ nhớt cuả nhũ tương càng cao và tăng theo

hàm số mũ.

Ví dụ với những nhũ tương chứa lượng chất kết dính bitum trong khoảng 50-

65% thì độ nhớt tăng không lớn khi tăng nồng độ bitum. Ngược lại khi hàm

lượng Bitum lớn hơn 65% thì chỉ cần thay đổi một lượng nhỏ bitum cũng làm

thay đổi đáng kể độ nhớt của nhũ tương(hình 1.4).

36 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ nhớt vào lượng bitum

Độ nhớt của nhũ tương thay đổi theo nhiệt độ. Hiện tượng này gọi là sự

mẫn cảm với nhiệt độ. Đối với mọi loại chất kết dính trong đó kể cả nhũ

tương bitum, sự mẫn cảm với nhiệt độ không phải lúc nào cũng như nhau, ở

nhiệt độ nào cũng thế. Nói một cách khác giá trị của đạo hàm ở tại một điểm

nào đó trên đường cong quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ phụ thuộc vào gía

trị của nhiệt độ tại điểm đó. Thực vậy trên một khoảng hẹp nhiệt độ, có thể

viết phương trình của sự mẫn cảm với nhiệt độ như sau:

log = a. + b (I-1)

trong đó :  là độ nhớt (0E);

 là nhiệt độ (0C)

a và b là những hằng số phụ thuộc vào tính chât nhũ tương.

khi dùng nguội thì độ nhớt của nhũ tương không được thay đổi quá 30% nếu nhiệt độ hạ xuống 20-100C hoặc tăng lên từ 20-400C

37 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

10C - 20C < 

20C - 20C < 

Điều kiện công nghệ cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nhũ tương nhũ tương

bitum . Sự thay đổi vận tốc dòng vào thùng khuấy sẽ làm thay đổi sự phân bố

kích thước hạt nhũ tương, nếu thành phần của bitum không vượt quá 65% về

khối lượng thì độ nhớt của nhũ tương bitum ít phụ thuộc vào vận tốc dòng,

nhưng khi thành phần của bitum không vượt quá 65% về khối lượng thì độ

nhớt của nhũ tương ít phụ thuộc vào vận tốc dòng, nhưng khi thành phần của

bitum vượt quá 65% về khối lượng thì sẽ làm thay đổi sự phân bố kích thước hạt

và do đó làm thay đổi đáng kể độ nhớt của nhũ tương bitum(hình 1.5)

Hình 1.5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ nhớt vào lưu lượng dòng vào

Một yếu tố cũng rất quan trọng tác động đến độ nhớt của nhũ tương bitum là

độ nhớt của bitum. Nếu độ nhớt của bitum trong thùng khuấy thấp thì kích

thước hạt của nhũ tương sẽ giảm đi và có khuynh hướng làm tăng độ nhớt của

nhũ tương. Điều này có thể khắc phục bằng cách thêm vào nó một lượng nhỏ

(2-4% khối lượng) dung môi (thường là dầu hoả ) để pha loãng bitum

V.2 . Độ ổn định của nhũ tương bitum trong quá trình lưu giữ , bảo quản

38 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Nhũ tương nhựa bitum cũng tuân theo những qui định chung cho mọi

loại nhũ tương.

Bản chất của nhũ tương là hệ phân tán pha lỏng, không ổn định về nhiệt động

lực học. Sự ổn định này bắt nguồn từ xu hướng của hệ thống, theo thời gian

giảm bớt năng lượng bề mặt tự do, biểu hiện trong thực tế bằng sự giảm dần

bề mặt tiếp giáp giữa nhựa bitum và alkyletanolamin làm chất nhũ hóa. Giai

đoạn cuối cùng của sự biểu diễn này là sự phân chia các thành phần hai pha

riêng biệt không hoà tan được vào nhau. Dấu hiệu đầu tiên là hiện tượng lắng

xuống: Pha bị phân tán hoặc là bị tập hợp ở phía duới hoặc nổi lên thành kem

dạng bọt, yếu tố quyết định của hiện tượng này là sự chênh lệch tỉ trọng của

hai pha và tốc độ chìm lắng tuân theo định luật Stokes.

Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn kết tủa: Đây là một trạng thái có thể đảo

ngược lại vì một tiểu cầu vẫn được giữ được màng bảo vệ của chất hoạt tính

bề mặt.

Giai đoạn cuối cùng là các tiểu cầu trộn lại với nhau vì sự phá vỡ các màng

bảo vệ của chất hoạt tính bề mặt, lúc này không thể đảo ngược được. Quá

trình này giống quá trình lắng keo trong các dung dịch keo.

Một số yếu tố ảnh hưởng quyết định đến độ ổn định khi lưu trữ là thành phần

hạt của nhũ tương và thành phần hạt này bản thân lại phụ thuộc vào nhiều

thuộc tính số : Tính chất và số lượng nhũ hoá, độ pH của pha “nước”, lai nguyên

và loại nhựa bitum, nhiệt độ của mỗi pha, đặc biệt là nhiệt độ của nhựa bitum khi

chế tạo nhũ tương bitum, kiểu và loại sản xuất nhũ tương bitum.

V.3. Tốc độ phân tách và hiệu số Zeta

+ Tính ổn định của nhũ tương nhựa bitum đối với đá là một tính chất cơ bản

có nhiều công trình được công bố : Y.BELLANGER vào năm 1953, J.C.Vogt

vào năm 1964, M Bossel và C.Chambu vào năm 1984, và được giải thích

bằng nhiều lý thuyết khoa học.

+ Hiện tượng phân tách : Đây là sự xảy ra các quá trình nối tiếp:

- Lắng biểu thị bằng sự chìm lắng, hoặc nổi lên thành kem.

39 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Kết tủa biểu sự xích lại gần nhau của các tiểu cầu nhựa là phân tán,

Thành một hệ thống hở hoặc một số hệ thống lỏng dẻo.

- Đông đặc: Cũng có một hình thức biểu thị như trên nhưng đậm hơn.

Khác với giai đoạn kết tủa nó hình thành ra một sự trộn lại và có một

khối đông đặc tách hẳn ra.

+ Ninh kết : Là hiện tượng xảy ra khi nhũ tương tiếp xúc với mặt đá. Quá

trình này bắt đầu bằng hiện tượng nhũ tương bị phân tách và nước chảy đi.

+ Màng nhựa trở nên có hiệu lực : Đây là sự tiếp nối và sự kết thúc của hiện

tượng ninh kết trên này. Màng nhựa trở nên có hiệu lực khi nhựa đã tách ra

khỏi nước và chỉ còn lại một bộ phận dễ bay hơi của loại dầu trước đã dùng

để pha loãng nhựa bitum dùng làm nguyên liệu sản xuất nhũ tương.

+ Hiệu số Zeta : Lý thuyết của sự tạo nên nhũ tương đòi hỏi rằng các tiểu cầu

nhựa bitum phải bao quanh hai vòng ảnh hưởng, hay còn gọi là một lớp kép

bao gồm : Một vùng tác động của lực hút phân tử, đây là phần cố định dính

bám chặt vào nhựa và một vùng không rõ ràng sức đẩy tĩnh điện này mà các

tiểu cầu có thể di động dễ dàng trong một môi trường điện lực. Có một hiệu

thế giữa bề mặt ngăn cách phần động và phần tĩnh với phần chất lỏng, đây là

hiệu điện thế Zeta rất hấp dẫn trong việc nghiên cứu về hiệu chỉnh các công

thức chế tạo nhũ tương.

V.4. Tính bám dính

Tính bám dính của nhũ tương bitum cũng là một đề tài nghiên cứu

trọng tâm của nhiều tác giả, chưa có một lý thuyết nào tỏ ra là hoàn toàn tối

ưu, vì có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất này như : Mối liên quan

giữa nhựa và đá, ảnh hưởng của nhiệt độ và độ nhớt, độ ẩm có không khí

xung quanh và độ ẩm của mặt đất đá, bụi…

Khi mặt đá mang điện tích dương (đá vôi, đá bazan,..)

+ Phản ứng giữa bề mặt đá vôi và các chất tan trong nhũ tương, kết tủa hình

thành một chất amin cacbonat không hoà tan sẽ gây dính bám giữa bề mặt

nhựa và mặt đá.

40 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

+ Mặt đá hút các tiểu cầu nhựa bitum mang điên tích âm và hình thành một

loại xà phòng canxi không hoà tan gây bám dính.

Khi mặt đá mang điện tích âm (đá silic, quarzit, granit, porphya):

+ Mặt đá hút các tiểu cầu nhựa mang điện tích dương và hình thành một amin

silicat không hoà tan gây bám dính.

không có lực hút nào, và cũng không có phản ứng nào, không có dính bám

(trường hợp nhũ tương anion),

V.5. Tính đồng nhất

Tính đồng nhất của nhũ tương bitum được đặc trưng bằng hàm lượng

giọt chất kết dính có kích thước nhỏ, xác định bằng hàm lượng nhũ tương lọt

qua sàng, có kích thước lỗ sàng bằng 0,14 mm. Khi đó lượng sót lại trên sàng

không được vượt quá 0,5% trọng lượng. Nhũ tương không đồng nhất sẽ gây

trở ngại cho quá trình thi công, đồng thời còn đẩy nhanh quá trình kết tụ sa

lắng , gây hiện tượng phá nhũ.

VI. LỰA CHỌN CHẤT NHŨ HOÁ

Trong quá trình chế tạo nhũ tương luôn có sự tạo thành cả hai dạng nhũ

tương dầu- nước và nước dầu. Chỉ do sự bền vững cao mà một trong hai nhũ tương

mới có thể tồn tại, đó là nhũ tương ứng với bản chất chất nhũ hoá đem dùng.

Như vậy việc lựa chọn chất nhũ hoá là hết sức quan trọng, nó quyết định

phẩm chất và tính hiệu quả của nhũ tương chế tạo sau này. Để cho sự hấp phụ

các ion hữu cơ xảy ra được tốt thì ion phải khá hoạt động bề mặt và có mạch

hydrocacbon tương đối dài, số C từ 17-22. Đó phải là các hợp chất cao phân

tử hay các oligome. Tuy nhiên các chất hoạt động bề mặt quá mạnh cũng

không phải là chất nhũ hoá tốt, một chất nhũ hoá tốt thì phải có độ tạo bọt

tương đối thôi và có kích thước nhỏ. Các chất nhũ hoá chỉ có tác dụng ngăn

cản sự kết dính giữa các hạt khi nó có mặt trên bề mặt các hạt, nghĩa là nó tan

tốt trong môi trường phân tán nhưng lại không tan trong pha phân tán. Điều

này được đảm bảo nhờ sự cân bằng giữa phần phân cực và không phân cực

của chất nhũ hoá (HLB). Các chất nhũ hoá mà trong phân tử của chúng có

41 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

phần phân cực có tác dụng trội hơn phần không phân cực sẽ có xu hướng tạo

nên nhũ tương loại dầu – nước.Thuộc loại này có các hợp chất amin, các alcol

hay các muối kim loại kiềm của các axit béo, các muối sufonat…

Ngược lại phân tử của chất nhũ hoá có phần không phân cực tác dụng trội

hơn phần có cực thì xu hướng tạo ra nhũ tương loại nước –dầu.

Phương pháp tính HLB lần đầu tiên được Griffin nghiên cứu và áp dụng.

Phần lớn các phương pháp tính HLB hiện nay đều dựa trên cơ sở của phương

pháp này.

Bảng sau là các khoảng HLB thích hợp cho từng hệ

Khoảng HLB ứng dụng

4-6 Chất nhũ hoá dầu / nước

7-9 Tác nhân thấm ướt

8-18 Chất nhũ hoá nước / dầu

13-15 Chất tẩy rửa

15-18 Chất hoà tan

Như vậy chỉ số HLB trong khoảng 4-6 là phù hợp để chế tạo nhũ tương dầu/

nước. Các hợp chất có chỉ số HLB nằm ngoài khoảng mặc dù có tính chất

hoạt động bề mặt nhưng không được sử dụng làm chất nhũ hoá dầu /nước .

Các phương pháp xác định HLB dựa trên nhiều quá trình thực nghiệm. Đối

với phần lớn các este béo, HLB được tính như sau:

HLB = 20(1-S/A) (I.2.1)

ở đây S là chỉ số xà phòng hoá, A là chỉ số axit của axit.

ví dụ: đối với glyxerin monosterat có S =161 và A=198 từ phương trình trên

ta tính được HLB=3,8.

Có rất nhiều este, thật khó để xác định chính xác chỉ số xà phòng hoá, ví dụ

các este có mạch dài như sáp, lanolin. Do vậy giffin đă đưa ra công thức:

HLB = ( E+P )/5 (I.22)

42 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

E: Nồng độ phần trăm khối lượng của nhóm oxietylen , p là nồng độ phần

trăm khối lượng của nhóm rượu.

Các phương trình này không thể sử dụng cho các chất hoạt động bề mặt

không ion bao gồm oxit butylen, nitơ, lưu huỳnh …Trong các trường hợp này

phải dùng phương pháp thực nghiệm.

Độ ổn định của nhũ tương liên quan đến độ phân tán giữa các pha trong nhũ

tương. Không thể chỉ sử dụng chỉ số HLB để đánh giá độ ổn định của nhũ

tương. Việc xác định các giá trị HLB có ý nghĩa hơn khi đặt nó trong mối

quan hệ với các yếu tố khác như tính chất của chất nhũ hoá, cấu trúc của phân

tử chất hoạt động bề mặt.

Đối với chất hoạt động bề mặt có cấu trúc xác định, có thể xác định HLB như

sau:

HLB = 7 + ( số nhóm ưa nước ) - (số nhóm kỵ nước )

(số nhóm kị nước ) thường bằng 0,475n, n là số nhóm –CH2-

Độ ổn định của nhũ tương liên quan đến độ phân tán giữa các pha trong nhũ

tương.

43 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

44 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

VII.CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG

VII.1. Qui trình chế tạo nhũ tương bitum

Chất pha loãng Chất nhũ hoá Nước

Asphan

Pha liên tục Pha phân tán

Máy khuấy

Nhũ Tương

VII.2. Vấn đề chọn chất nhũ hoá cho phù hợp.

Trên thế giới vấn đề lựa chọn chất nhũ hoá hiện nay đã được giải quyết

tốt. Tuy nhiên ở Việt nam vẫn còn chưa được đàu tư nghiên cứu sâu. Việc lựa

chọn chất hoạt động bề mặt như thế nào để phù hợp với chất phân tán là

asphan còn có nhiều khó khăn

Chất hoạt động bề mặt Anion thường được sử dụng trong chế tạo bitum

nhũ tương hiện nay là các muối sulfonat. Chất hoạt động bề mặt Cation

thương là các hợp chất amin dạng Oligome. Ở Việt Nam chất nhũ hoá loại

amin được sử dụng khi xây dựng đường 5.

Tuy nhiên các trường hợp này thường độc hại và khó kiếm. Mặt khác

khi chuyển giao công nghệ, các chất nhũ hoá thường được cung cấp dưới

45 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

dạng tên thương mại. Công nghệ chế tạo cũng như bản chất của chúng còn

chưa được các nhà sản xuất đầu tư đề cập đến.

Ngoài ra như đã trình bày trong các phần trên, nhũ tương được ổn định

nhờ lớp điện tích kép bao quanh giọt nhũ. Vậy có thể sử dụng thêm các chất

sẵn có và rẻ tiền để làm tăng thêm độ ổn định của nhũ tương bitum như các

muối vô cơ (CaCl2 chẳng hạn), các axit .

Để giải quyết những khó khăn trên về vấn đề lựa chọn chất nhũ hoá

trong bản luận văn này em xin trình bày nghiên cứu của mình về tổng hợp

chất nhũ hoá từ nguyên liệu dầu thực vật việt nam, để chủ động nguồn nguyên

liệu. Độ ổn định của nhũ được đánh giá qua khả năng phân tách và phân bố

tập hợp giọt.

46 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

PHẦN II . THỰC NGHIỆM VÀ HOÁ CHẤT

CHƯƠNG 1. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP CHẤT NHŨ HOÁ

Trong quá trình tạo nhũ luôn luôn có sự tạo thành cả hai dạng nhũ

tương Dầu – Nước và Nước – Dầu. Chỉ do sự bền vững cao mà chỉ một trong

hai dạng nhũ tương có thể tồn tại, đó là nhũ tương ứng với bản chất nhũ hoá

đem dùng.

Các chất nhũ hoá chỉ có tác dụng ngăn cản sự kết dính giữa các hạt khi nó có

mặt trên bề mặt các hạt, nghĩa là nó tan tốt trong môi trường phân tán nhưng

lại không tan trong pha liên tục. Điều này được đảm bảo nhờ sự cân bằng

giữa phần phân cực và không phân cực của các phân tử chất nhũ hoá (HLB).

Các chất nhũ hoá mà trong phân tử của chúng phần phân cực có tác dụng tạo

nên nhũ tương loại dầu nước. Thuộc loại này có các hợp chất amin, các alcol

hay muối kim loại kiềm của các axit béo, các muối sulfonat…

Do vậy để có chất nhũ hoá tốt thì chúng ta trước tiên phải lựa chọn loại dầu có

thành phần và tính chất phù hợp với bản chất nhũ hoá ta đang cần tìm. Muốn

vậy trước tiên ta cần khảo sát một số thành phần của một số loại dầu thực vật

thông dụng.

47 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2.3 Thành phần một số dầu thực vật việt nam

Dầu

Axit palmitc 0,2-2 20-25 1-80 6-10 6-11 12-18 13-15 8-9 8-13 6-9 7-14 32-43 7-9 1-5 9-12 6-6,3 5,8-9,9 3,7-4,2 Axit Stearic 0,2-2 1-2 4,5-6 2-5 2-4 1-3 0,3-0,4 4,3-4,7 2-4 2-6 2-4 2-6 1-7 1-3 5-12 2,5-4 1,7-5,6 1,2-2,5 Axit no khác 40-85 0,5-2,5 5-7 0,5-1 73-86 0,4-1 0,4-0,8 0,5-2 1 0,1-0,3 1-2 69-82 5-6 0,2-0,7 75-82 Axit oleic 3-4 25-35 45-65 25-32 5-8 40-48 74-87 37-49 26-29 44 25-35 70-84 40-52 4-18 17-32 19-30 15-25 6-16 5-10 Axit linoleic 2-2,5 44-50 18-33 50-60 1-2,5 30-40 10-14 37-47 42-59 2-3 55-65 4-12 10-14 1-2 15-22 35-45 15-25 36-50 10,3-11 Axit linolenic 4,8 1-3 15-25 45-55 15-28

Thầu dầu Dầu bông Dầu lạc đậu nành DầuDừa Dầu cám Dầu sở Dầu vừng Ngô(phôi) Dầu dọc Hướng dương ô lưu Cọ cùi Cọ nhân Hạt cải Cao xu Lanh Gai Trẩu

Từ bảng trên ta thấy

+ Dầu ôlưu có nhiều axit oleic nhất nhưng loại dầu này khá đắt tiền, tiếp theo

là dầu sở (hàm lượng axit oleic là 74-87% ) và dầu lạc (hàm lượng axit oleic

là 45-65%). Các loại dầu này khá rẻ và cũng phổ biến nên ta sẽ chọn 2 loại

dầu này để thuỷ phân theo phương pháp thuỷ phân với nước.

+ Dầu hướng dương là dầu chứa nhiều axit linoleic (hàm lượng axit linoleic là

55-65%) nhất nên ta sẽ sử dụng loại dầu này để thuỷ phân theo phương pháp

thuỷ phân với kiềm.

Như vậy ta có các phương hướng sau để nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá

Một là : Nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá đi từ axit oleic thu được trong quá

trình thuỷ phân dầu lạc và dầu sở.

48 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hai là : Nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá đi từ axit linoleic thu được trong

quá trình thuỷ phân dầu hướng dương.

I. QUÁ TRÌNH THUỶ PHÂN DẦU

- Cách xác định chỉ số xà phòng hoá của dầu thực vật

+ Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng xà phòng hoá các este có trong dầu

thực vật, mỡ động vật …bằng dung dịch KOH 0,5N

+ Cách xác định: Cân (0,5-1)g mẫu dầu cần phân tích (với độ chính xác

0,0001g) cho vào bình tam giác có thể tích 250ml, đổ tiếp vào bình tam giác

trên 10 ml dung dịch KOH O,5 N trong rượu. Đun sôi hỗn hợp mẫu với kiềm

trong 1 giờ. Sau đó làm lạnh, chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,5N với chỉ thị

phenolphtalein cho đến khi mất màu hồng, thể tích HCl O,5 N tiêu hao trong

phép chuẩn độ này là b ml.

Cũng làm một thí nghiệm tương tự như trên nhưng không cần mẫu

phân tích (gọi là mẫu đối chứng ). Dùng HCl để chuẩn độ, thể tích HCl 0,5N

dùng trong phép chuẩn độ này là a ml.

+ Công thức tính trị số xà phòng hoá

Trị số xà phòng hoá tính bằng mg KOH/1 gam dầu

Ao=T.(a-b)/m , mgKOH/gam

Trong đó

a: thể tích dung dịch HCl 0,5N chuẩn độ mẫu đối chứng, ml

b: thể tích dung dịch HCl 0,5N chuẩn độ với mẫu phân tích, ml

m: khối lượng mẫu đem phân tích.

T: Độ chuẩn của dung dịch KOH 0,5 N.

- Cách xác định chỉ số axit

+ Nguyên tắc: Là dựa vào phản ứng trung hoà giữa axit béo và kiềm

trong môi trường hỗn hợp gồm rượu etylic và ete etylic

+ Cách xác định: Cân chính xác 3-5 g dầu cho vào bình nón, thêm

khoảng 20 ml C2H5-OH cho vào, để hoà tan mẫu, sau đó, rồi cho 2-3 giọt chất

49 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

chỉ thị thymolphtalein rồi chuẩn bằng dung dịch KOH 0,1 N cho đến khi dung

dịch xuất hiện màu hồng nhạt và không mất đi sau 30 giây.

+ Công thức tính trị số axit

Dựa vào công thức sau đây để xác định chỉ số axit

A=56,11.v.N/w

Trong đó

A: chỉ số axit của dầu, mgKOH/1kg dầu

V:số ml KOH 0,1 N dùng để chuẩn độ

N: nồng độ dung dịch KOH

W: khối lượng mẫu tính bằng(g)

I.1.Thuỷ phân dầu sở và dầu lạc

+ Phương trình phản ứng thuỷ phân với H2O

Glyxerit tác dụng với nước tạo thành glyxerin và axit béo chính là phản

ứng thuỷ phân dầu lạc

+ CHOH + 3RCOOH CH2OH  3H2O 

CH2OCOR  CHOCOR  CH2OCOR  CH2OH

Phản ứng là thuận nghịch trong thực tế sự cân bằng có thể dịch chuyển sang

phải nếu sử dụng một lượng dư nước, nhiệt độ và áp suất thích hợp (thường là

cao), phản ứng xảy ra nhanh hơn khi có mặt xúc tác là axit hoặc bazơ.

+ Tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố: Lượng LAS, lượng xúc

tác axít, lượng H2O, nhiệt độ, tới độ chuyển hoá của dầu.

I.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng LAS

LAS là chất hoạt tính bề mặt rất mạnh cho nên khi ta tiến hành thuỷ

phân dầu thực vật bằng nước với sự tham gia của LAS sẽ làm giảm lớn sức

căng bề mặt của nước và dầu, làm cho diện tích tiếp xúc giữa dầu và nước

tăng lên rất nhiều chính vì vậy LAS là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến

50 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

hiệu suất của quá trình thuỷ phân dầu. Khi tăng lượng LAS lên thì độ chuyển

hoá của quá trình thuỷ phân cũng tăng lên tuy vậy khi tăng tới một lượng nhất

định LAS thì độ chuyển hoá của dầu cũng không tăng lên được nữa, mà lại

tốn kémcho nên ta phải tìm lượng LAS thích hợp trong khoảng từ 1-10g bằng

cách cố định các thông số khác như : Lượng dầu =200g, lượng nước = 60g, lượng xúc tác axit H2SO4 = 5g, T0 =1000C.

I.1.2. Thuỷ phân lần 2

Sau khi đã tiến hành thuỷ phân lần 1 độ chuyển hoá chưa cao nên ta

tiến hành thuỷ phân lần 2 bằng cách lấy mẫu thuỷ phân lần 1. Đem đi lọc rửa

tách glixerin, chiết lấy phần axit và dầu còn dư sau đó thuỷ phân tiếp lần 2

I.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của xúc tác H2SO4

Lượng xúc tác axit có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thuỷ phân dầu

bằng nước. Nếu không có axit xúc tác phản ứng diễn ra sẽ rất chậm vì vậy sẽ

mang lại hiệu suất rất thấp. Tuy vậy lượng xúc tác cũng phải phù hợp nếu

lượng H2SO4 quá nhiều sẽ không tốt cho quá trình thuỷ phân vì có thể gây ra

các phản ứng phụ không mong muốn. Mặt khác khi tăng lượng xúc tác lên mà

không làm tăng thêm độ chuyển hoá của dầu thì chỉ gây tốn kém, do đó phải

tìm lượng H2SO4 cho phù hợp trong khoảng từ 1-10g bằng cách cố định các

thông số khác như: Lượng dầu =200g, lượng nước = 60g, lượng LAS = 5g, và nhiệt độ = 1000C.

I.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng H2O

Nước là yếu tố ảnh hưởng quan trọng và trực tiếp đến quá trình thuỷ

phân dầu. Về lý thuyết phản ứng thuỷ phân của dầu với nước là phản ứng

thuận nghịch cho nên lượng nước càng tăng thì độ chuyển hoá của dầu càng

tăng. Dù vậy khi ta tăng lượng nước đến một lượng nhất định thì độ chuyển

hoá cũng không tăng là mấy. Khống chế các yếu tố: Nhiệt độ, lượng dầu,

lượng LAS, lượng xúc tác ta sẽ tìm được lượng nước tối ưu trong khoảng từ

30-100g.

I.1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ

51 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất của quá trình thuỷ phân dầu là

rất rõ ràng. Khi nhiệt độ quá thấp thì tốc độ phản ứng thuỷ phân chắc chắn là

sẽ thấp dẫn đến độ chuyển hoá không cao, còn khi nhiệt độ quá cao, nếu lớn hơn 1000C thì sẽ làm bay hơi nước và nếu quá trình thuỷ phân giữ nước

không tốt sẽ làm cho phản ứng thuỷ phân xảy ra theo chiều nghịch sẽ làm

giảm độ chuyển hoá của dầu. Mặt khác nhiệt độ cao có thể xảy ra phản ứng

phân huỷ các chất bởi vì các chất tham gia phản ứng thuỷ phân đều là các hợp

chất cao phân tử không bền. Vì vậy cần khống chế nhiệt độ cho thích hợp trong khoảng từ 60-1000C, bằng cách cố định các thông số: lượng LAS = 4g,

lượng dầu = 200g, lượng nước = 50g. Lượng xúc tác axit

1.1.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Thời gian phản ứng cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thuỷ phân

dầu. Thời gian phản ứng ít thì độ chuyển hoá thấp, còn khi tăng thời gian

phản ứng thì độ chuyển hoá tăng, đến một thời gian nào đó độ chuyển hoá sẽ

không tăng được nữa mà lại có phần giảm do lượng nước bay hơi mất vì thế cần theo dõi thời gian bằng cách cố định : Nhiệt độ = 1000C, lượng dầu =

200g, lượng nước = 60g, lượng LAS = 4g, lượng axít xúc tác = 5g để tìm thời

gian tối ưu trong khoảng từ 1-5h.

I.2. Thuỷ phân dầu hướng dương

Quá trình thuỷ phân dầu Hướng Dương băng kiềm gồm hai giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Xà phòng hoá triglyxerit có trong dầu bằng dung dịch KOH

30% để tạo muối của axit béo (xà phòng ) và glyxerin:

CH2-O-COR CH2OH

CHOCOR + 3KOH  CHOH + RCOOK

CH2OCOR CH2OH

Đây là phản ứng không thuận nghịch, xà phòng RCOOK tạo thành có

khả năng tạo bọt, màu vàng nhạt. Ở nhiệt độ cao, do nước bị bay hơi nên xà

phòng bị vón cục lại và mềm.

52 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Giai đoạn 2: Axit hoá muối của axit béo vừa tạo thành bằng dung dịch

H2SO4 60% để thu được sản phẩm chính là axít béo chứa chủ yếu là axít

linoleic.

Khi kết thúc giai đoạn 1 sản phẩm thu được là xà phòng có màu vàng nhạt, bị

vón cục (do trong quá trình phản ứng nước bị bay hơi). + Cho khoảng 50ml rượu etylic 960, rồi cho tiếp khoảng 10ml axit H2SO4

60% vào hỗn hợp sản phẩm, khuấy đều rồi đổ sang một cốc có mỏ lớn. Trong

cốc có mỏ, ta để lắng một thời gian, sẽ có 3 lớp sản phẩm tạo thành: Lớp trên

cùng là axit béo chứa chủ yếu là axit Linoleic, lớp thứ hai là glyxerin trong

cồn, lớp thứ ba là dung dịch muối sulfat của kali.

+ Dùng phễu chiết để chiết lấy lớp trên cùng có màu vàng trong, sau đó rửa

lại 3 lần bằng nước cất ( mỗi lần 20ml).

+ Cân khối lượng và thể tích sản phẩm vừa chiết được.

Sau đây ta đi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân dầu

hướng dương.

II.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp và quyết định đến quá trình

thuỷ phân dầu. Nếu như nhiệt độ quá thấp thì quá trình phản ứng xảy ra sẽ

chậm, thậm chí không xảy ra và rõ ràng như thế là hiệu suất của quá trình

thuỷ phân cũng thấp, còn nếu như nhiệt độ quá cao thì trước hết là tốn nhiệt,

sau đó là có thể xảy ra các phản ứng thứ cấp tạo ra những hợp chất phân tử

thấp vì đây toàn là những chất có cấu trúc mạch dài, cấu trúc tương đối phức

tạp dễ phân huỷ, và phản ứng thuỷ phân cũng khó khống chế nên cũng làm

cho hiệu suất của quá trình thuỷ phân thấp. Để tìm được nhiệt độ tối ưu ta cố

định các thông số khác như : Lượng dầu là 30g, lượng KOH là 19g và thời gian phản ứng, khảo sát nhiệt độ trong khoảng từ 70-1000C ta sẽ tìm được

nhiệt độ thích hợp.

II.2.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng

53 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Thời gian phản ứng cũng là thông số ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất

của quá trình phản ứng. Nếu thời gian phản ứng ít thì chắc chắn là hiệu suất

của quá trình phản ứng sẽ thấp vì dầu không thể thuỷ phân hoàn toàn, còn nếu

thời gian phản ứng quá dài thì có thể gây ra những phản ứng phụ không có lợi

cho quá trình thuỷ phân, dẫn đến hiệu suất xà phòng hóa giảm, đấy là chưa kể

tốn kém thời gian. Chính vì vậy ta cần khảo sát để tìm thời gian tối ưu trong

khoảng từ 60 phút -180 phút, bằng cách cố định các thông số khác là: lượng

dầu tham gia phản ứng, lượng KOH và nhiệt độ phản ứng.

II.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng KOH đến thời gian phản ứng

Lượng KOH có ảnh hưởng rất quan trọng và quyết định đến hiệu quả

của quá trình thuỷ phân. Nếu lượng KOH không đủ thì hiệu suất sản phẩm tạo

thành chắc chắn sẽ thấp, còn nếu lượng KOH quá nhiều thì lượng axit cần để

trung hoà sau này sẽ nhiều và gây lãng phí không cần thiết, cho nên ta phải

tìm lượng KOH tối ưu thông qua tri số xà phòng hoá, khảo sát lượng KOH

trong khoảng từ 17-21 g, và cố định các thông số khác như : Lượng dầu 30g,

nhiệt độ, thời gian, ta cũng tìm được lượng KOH tối ưu.

II.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy :

Do dầu Hướng Dương và dung dịch kiềm (KOH) là hai chất lỏng

không tan lẫn nên trong quá trình phản ứng ta phải khuấy trộn liên tục để các

phân tử dầu tiếp xúc tốt với các phân tử kiềm, dẫn đến phản ứng xảy ra nhanh

và hoàn toàn, làm hiệu suất quá trình xà phòng hoá tăng.

Mặt khác việc khuấy trộn liên tục sẽ truyền nhiệt đều cho các phân tử chất

tham gia phản ứng nhằm cung cấp đủ năng lượng cho phản ứng xảy.

II. TỔNG HỢP CHẤT NHŨ HOÁ

Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá của chúng ta sẽ đi theo hai hướng như

đã nêu ở trên

Một là : Nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá đi từ axit oleic và diethanolamin

thu được trong quá trình thuỷ phân dầu lạc và dầu sở

54 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hai là : Nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá đi từ axit linoleic và diethanolamin

thu được trong quá trình thuỷ phân dầu hướng dương.

II.1. Phương trình phản ứng

(CH2)2OH  R-COOH + OH-(CH2)2-NH-(CH2)2-OHR-CO-N-(CH2)2OH trong đó R = CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7- là gốc axit oleic

hoặc R = CH3(CH2)4CH=CH-CH2-CH(CH2)7- là gốc axit linoleic

II.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp chất nhũ

hoá.

II.2.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới hiệu suất của phản ứng. Nếu

nhiệt độ thấp thì độ chuyển hoá cũng thấp, còn nhiệt độ cao thì tốn nhiệt mà

chưa chắc độ chọn lọc của sản phẩm đã cao. Trong điều kiện của phản ứng này ta sẽ khảo sát nhiệt độ trong khoảng từ 100-1500C. Giữ các thông số

khác cố định như: Lượng axit linoleic, lượng diethanolamin. Thay đổi nhiệt

độ ta sẽ tìm được nhiệt độ thích hợp.

Cụ thể như sau: Cân chính xác 150g axit gia nhiệt đến nhiệt độ cần khảo sát.

Sau đó cho 65g diethanolamin vào và giữ ở nhiệt độ cần khảo sát. Tiến hành

phản ứng trong nhiều giờ, mỗi giờ lấy mẫu ra để phân tích. Kết quả ta sẽ tìm

được nhiệt độ tối ưu.

II.2.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Thời gian phản ứng để tạo chất nhũ hoá có ý nghĩa rất lớn trong việc

hình thành chất nhũ. Thời gian ngắn thì độ chuyển hoá của axit linoleic là

thấp, do đó lượng chất nhũ hoá sẽ tạo ra không được nhiều, và sẽ ảnh hưởng

đến khả năng nhũ hoá sau này, trong khi đó nếu thời gian quá dài mà độ

chuyển hoá của axit linoleic đã cao, không thể hơn được nừa thì là điều không

cần thiết, kéo dài chỉ gây lãng phí thời gian và tốn kém cho nên cần phải khảo

sát trong một khoảng thời gian để tìm ra thời điểm thích hợp, cụ thể ta sẽ khảo

55 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

sát trong vòng 5 giờ, mỗi giờ lấy mẫu ra để phân tích, còn các thông số khác

sẽ giữ không đổi: Lượng axit béo là 150g, lượng diethanolamin là 65g.

II.2.3. Ảnh hưởng của lượng amin

Lượng amin cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hoá của axit

lionoleic. Ban đầu ta lấy 150g axit linoleic cho phản ứng với 65g

diethanolamin tức là đã dung dư lượng diethanolamin để tính độ chuyển hoá

theo axit béo. Lượng diethanolamin nếu thiếu chắc chắn sẽ làm cho hiệu suất

của quá trình phản ứng giảm đi, còn nếu dư quá mà không tăng thêm được

hiệu suất thì lại tốn hoá chất. Chính vì thế cần tìm được lượng amin tối ưu

bằng cách cố định các thông sô : Lượng axit, nhiệt độ và thay đổi lượng amin

trong khoảng từ (60-70), ta sẽ tìm được lượng amin tối ưu.

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THUỶ PHÂN

DẦU VÀ TỔNG HỢP CHẤT NHŨ HOÁ

III.1. Quá trình thuỷ phân dầu

Để đánh gia quá trình thuỷ phân dầu ta dựa vào các thông số như: Độ

chuyển hoá, độ chọn lọc, hiệu suất sản phẩm, chất lượng axit béo thu được và

hiệu quả về kinh tế.

III.1.1. Xác định độ chuyển hoá

Theo công thức sau : X% = A/Ao

trong đó A: là chỉ số axit

Ao: là chỉ số xà phòng hoá

III.1.2. Xác định hiệu suất quá trình thuỷ phân

+ Hiệu suất của quả trình thuỷ phân dầu Hương Dưong được tính bằng phàn

m

  %

.100%

axit Linoneic M

trăm lượng axit Linoleic so với lượng chất tham gia ban đầu.

 : Hiệu suất của quá trình thuỷ phân dầu Hướng Dương(%).

maxit Linoleic : Khối lượng axit Linoleic thu được(g).

M : Khối lượng dầu ban đầu cho vào phản ứng(g).

56 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

+ m axir xác định như sau

Dùng pipet và quả hút lấy 10ml sản phẩm thu được cho vào bình tam giác

cộng với 5 đến 6 giọt thuốc thử phenol phtalein. Dùng dung dịch KOH trong

cồn 0,1N để chuẩn đến chi xuất hiện màu xanh thì ghi thể tích dung dịch

KOH . Từ đó ta tính được nồng độ của axit béo Linoleic trong 10ml sản phẩm

V

.N

0,1.V

KOH 0,1N





N

axit 0

KOH 0,1N V

KOH 0,1N 10

s ¶ nphÈm

là Naxit:

Trong đó: VKOH 0.1N là thể tích dung dịch KOH trong công 0.1N dùng để

chuẩn 10ml sản phẩm.

Suy ra, khối lượng của axit béo Linoleic trong 10ml sản phẩm là maxit :

maxit = Naxit x Vsản phẩm x Đaxit

Trong đó: Đaxit là đương lượng gam trung bình của các axit trong dầu hướng

dương, Đaxit = 280,46.

+ Hiệu suất axit cao tức là quá trình thuỷ phân có hiệu quả cao. Tuy nhiên,

hiệu suất quá trình thuỷ phân luôn nhỏ hơn 1 do phản ứng xà phòng hoá

không bao giờ xảy ra hoàn toàn.

Hiệu suất còn được dùng để xác định các thông số tối ưu cho phản ứng xà

phòng hoá như nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng, lượng kiềm cho vào

phản ứng.Một thông số là tối ưu khi tại thông số đó ta thu được hiệu suất axit

Linoleic là cao nhất. Ví dụ, khi khảo sát nhiệt độ phản ứng xà phòng hoá, ta sẽ

chọn nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ tại đó hiệu suất axit Linoleic là cao nhất.

III.2. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá

 Xác định độ chuyển hoá

Theo công thức sau

X%=1-(M/Mo)

Mo: lượng axit ban đầu

trong đó : M : là lượng axit còn lại sau phản ứng

+ M được xác định như sau

57 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Lấy m(g) nhũ hoà vừa mới tổng hợp cho vào bình nón. Sau đó cho

thêm 20ml cồn để hoà tan mẫu, rồi cho thêm 3-4 giọt chất chỉ thị

thymolphtalein vào lúc đầu dung dịch có màu vàng. Tiến hành định phân với

dung dich KOH(trong cồn) nồng độ 0,5N. Ta xác định được lượng KOH dùng

để chuẩn độ axit còn lại trong sản phẩm

Vậy M = Naxit . Vaxit.Đ

Trong đó : Naxit là nồng độ đương lượng của axit

Naxit=NKOH.VKOH / Vaxit

Đ : đương lượng gam của axit

58 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2. CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM

I. CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM

I.1. Chất nhũ hoá

Trong quá trình chế tạo nhũ luôn luôn có sự tạo thành cả hai dạng nhũ

tương dâù – nước và nước – dầu. Chỉ do sự bền vững cao mà chỉ một trong

hai dạng nhũ tương có thể tồn tại, đó là nhũ tương ứng với bản chất nhũ hoá

đem dùng.

Các chất nhũ hoá chỉ có tác dụng ngăn cản sự kết dính giữa các hạt khi nó có

mặt trên bề mặt các hạt, nghĩa là nó tan tốt trong môi trường phân tán nhưng

lại không tan trong pha liên tục. Điều này được đảm bảo nhờ sự cân bằng

giữa phần phân cực và không phân cực của phân tử chất nhũ hoá (HLB). Các

chất nhũ hoá mà trong phân tử của chúng phần phân cực có tác dụng trội hơn

phần không phân cực sẽ có tác dụng tạo nên nhũ tương loại dầu- nước. Thuộc

loại này có các hợp chất amin, các alcol hay các muối kim loại kiềm của các

axit béo, các muối sulfonat…

Chính vì thế để chọn loại chất nhũ hoá, lượng chất nhũ hoá phù hợp là một

yêu cầu trước tiên trong quá trình chế tạo nhũ tương bitum.

Sau quá trình tổng hợp chất nhũ hoá ta thu được các loại chất nhũ hoá khác nhau.

+ Chất nhũ hoá tổng hợp từ axit oleic (axit oleic thu được trong quá trình thuỷ

phân dầu lạc và dầu sở)

+ Chất nhũ hoá tổng hợp từ axit linoleic (axit linoleic thu được qua quá

trình thuỷ phân dầu hướng dương)

+Với mỗi mức độ chuyển hoá của axit khác nhau ta lại chia ra các mẫu chất nhũ

khác nhau, tạm chia những mẫu chất nhũ hoá mà ở đó độ chuyển hoá của axit từ

0-40% là mẫu chất nhũ hoá thấp và từ 40-65% là mẫu nhũ trung bình và từ 65-

100% là mẫu nhũ cao. Từ đó ta sẽ khảo sát xem loại nào là tốt nhất.

I.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất nhũ hoá

Bên cạnh việc tìm ra chất nhũ hoá phù hợp thì hàm lượng các chất nhũ

hoá có một ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình sản xuất nhũ tương. Khi

59 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

hàm lượng chất nhũ hoá thấp thì không đủ để bao quanh giọt nhũ, do đó độ ổn

định của nhũ tương sẽ thấp. Khi hàm lượng chất nhũ hoá quá cao thì cũng

không tốt vì nó là nguyên nhân gây ra sự đảo tướng của nhũ tương. Bằng cách

giữ nguyên các thông số khác như nhiệt độ, thời gian khuâý, tỷ lệ các

pha…Đồng thời thay đổi hàm lượng chất nhũ hoá. Ta sẽ tìm được hàm lượng

chất nhũ hoá tốt nhất cho nhũ tương.

Cụ thể quá trình thí nghiệm như sau:

Cố định các thông số khác trong quá trình tạo nhũ như lượng bitum =50g, lượng nước =40g, PH=2, nhiệt độ bitum=1400C, nhiệt độ pha nước + chất nhũ hoá là 900C, với mỗi loại chất nhũ hoá lần lượt thay đổi lượng chất nhũ

hoá từ 0,5-10g ta sẽ tìm được loại và lượng chất nhũ hoá tối ưu nhất.

I.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bitum

Hàm lượng bitum trong nhũ tương cũng có ảnh hưởng rất lớn trong quá

trình chế tạo nhũ tương. Khi nồng độ bitum còn thấp thì sự tăng của nó không

ảnh hưởng nhiều đến độ nhớt, khi nồng độ bitum tăng cao đến một giá trị nào

đó thì sự tăng rất ít của nó sẽ dẫn đến sự tăng rất nhanh của độ nhớt. Và cũng

như chất nhũ hoá khi nồng độ bitum quá cao thì sẽ gây ra hiện tượng đảo

tướng nhũ tương. Để khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng bitum đến nhũ

tương ta cũng tiến hành thực nghiệm bằng cách giữ nguyên nhiệt độ, hàm

lượng chất nhũ hoá, nước, thời gian khuấy đồng thời thay đổi hàm lượng

bitum mà tại đó nhũ tương có chất lượng tốt nhất.

I.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ PH

Độ PH của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định của nhũ

tương, một sự thay đổi dù là rất nhỏ của PH cũng có ảnh hưởng rất lớn tới quá

trình tạo nhũ tương, đối với nhũ tương cation dùng chất nhũ hoá là các

alkyldiethanoamin(amin bậc 3) thì độ PH nằm trong khoản từ 1-5, chính xác

hơn có thể là 2, để biết được cụ thể, chính xác ta cố định các thông số liên

quan khác như lượng bitum là 50g, lượng nước là 40g, nhiệt độ pha phân tán

60 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

là 1400C, nhiệt độ pha liên tục là 900C, lần lượt thay đổi PH từ 1-5 ta sẽ tìm

được độ PH thích hợp.

I.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nhớt và nhiệt độ các thành phần

Muốn cho chất Hydrocacbon phân tán tốt trong môi trường pha nước

cần thiết là độ nhớt của nó phải tương đối nhỏ. Độ nhớt lớn nhất là 200

centipoise. Độ nhớt này đạt được khi giữ nhựa đường ở nhiệt độ nhất định tuỳ theo độ lún kim của nó. Nhiệt độ này nằm trong từ 100-1400C, tuy vậy có thể lên tới 1600C.

Độ lún kim 180/120 80/100 40/50 Nhiệt độ bitum 1400C 1500C 1600C

Nếu vượt quá các nhiệt độ này thì dẫn tới nhũ không bền.Thực vậy nếu nhũ

tương ở trong áp xuất không khí mà lại ở nhiệt độ cao thì sẽ xảy ra hiện tượng

nhũ tương bị sôi lên, và có thể nó sẽ bị bay hơi mất và nếu nhiệt độ pha phân

tán quá cao thì phần nhẹ trong bitum sẽ bay hơi làm thay đổi thành phần và

cấu trũc của nó dẫn tới thay đổi phẩm chất cuả nhũ tương bitum sau này. Nhưng đối với pha nước thì lại đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn 900C để tránh bay

hơi nước làm thay đổi thành phần nhũ tương.

Trong quá trình thực nghiệm thì ta sẽ khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bằng

cách giữ nguyên các thông số khác mà chỉ thay đổi nhiệt độ từng pha đối với

các mẫu. Đánh giá kết quả nhận được ta sẽ tìm được nhiệt độ tối ưu cho qúa

trình.

I.6. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy và thời gian khuấy

Nhũ tương càng bền thì kích thước giọt càng nhỏ và đồng nhất. Nhũ

tương bitum là một dạng nhũ tương đậm đặc, độ nhớt khá lớn nên rất dễ bị sa

lắng khi sự phân tán các giọt không được tốt. Chính vì vậy mà tốc độ khuấy

trộn có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo nhũ cũng như độ bền vững của

61 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

nhũ tương, đặc biệt trong thời gian đưa pha phân tán vào môi trường phân tán

ta cần phải hết sức chú ý.

Ngoài ra trong quá trình tạo nhũ, không tranh khỏi hiện tượng luôn luôn xảy

ra sự liên kết giữa các hạt mới được hình thành, vì rằng chất nhũ hoá chưa kịp

hấp phụ hoàn toàn lên bề mặt các giọt và các giọt đó chưa có độ bền vững

ứng với độ bền vững của các giọt trong nhũ. tương vừa mới chế tạo xong.

Nghĩa là thời gian khuấy trộn đóng vai trò khá quan trọng trong quá trình chế

tạo nhũ tương.

Mặc dù vậy trong điều kiện nhất định, những sự tác động cơ học lâu dài có

thể gây ra hiện tượng đảo tướng nhũ tương nên thời gian khuấy trộn cũng phải

phù hợp không được kéo dài quá

Với điều kiện cơ sở vật chất trong phòng thí nghiêm, chúng ta sử dụng 2 loại

máy khuầy : Máy khuấy sơ bộ tốc độ 400-500v/phút và mấy khuấy tốc độ

5000-6000v/ phút.Thời gian khuấy trộn từ 30-120 phút.

Có thể đánh giá chế độ thuỷ động của quá trình khuấy trộn thông qua chuẩn

số Reynold. Tuy vậy trong khuôn khổ đề tài này do khối lượng công việc đã

khá nhiều nên em xin không đề cập nữa.

I.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng chất ổn định nhũ CaCl2.

Bên cạnh các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chế tạo nhũ

tương bitum như loại và lượng chất nhũ hoá, loại và lượng bitum, lượng nước,

độ pH thì lượng CaCl2 thêm vào sẽ làm tăng lớp điện tích kép do đó ảnh

hưởng quan trọng đến sự ổn định của nhũ tương bitum mà chúng ta tạo ra.

Chính vì thế chúng ta cần tìm ra lượng CaCl2 tối ưu bằng các cố định các

thông số khác và lần lượt thay đổi lượng CaCl2 10% trong khoảng từ 0,5-5ml.

I.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng dung môi dầu hoả thêm vào.

Dầu hoả là một dung môi hữu có rất có giá trị cho nên thường trong

quá trình tạo nhũ ta không nên thêm vào cho dù có thể nó có tác dụng đối với

quá trình tạo nhũ như có thể làm giảm độ nhớt của bitum khi độ nhớt quá lớn,

nhưng cũng có thể dầu hoả sẽ có tác dụng xấu đối với quá trình tạo nhũ.Tuy

62 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

vậy trong một chừng mực nào đó một lượng nhỏ dầu hoả có thể có tác dụng

tốt đối với quá trình ổn định nhũ tương, vì vậy ta cũng nên khảo sát lượng dầu

hoả thêm vào để xem chất lượng của nhũ tương bitum có tốt lên hay không

thông qua việc cố định các thông số khác và lần lượt thay đổi lượng dầu hoả

từ 1-5ml.

I.8. Biến đổi các đặc tính của nhũ tương bitum

Có một số biện pháp cơ bản mà nhà sản xuất nhũ tương bitum có thể

thực hiện để biến đổi các đặc tính cơ bản của nhũ tương bitum :

- Bằng cách thay đổi phẩm chất, nồng độ hoặc xuất xứ bitum.

- Bằng cách thay đổi công thức nhũ tương.

- Bằng cách thay đổi chủng loại chất tạo nhũ hoặc tỷ lệ tạo nhũ trong nhũ

tương bitum

I.8.1 Thay đổi độ nhớt của nhũ tương bitum

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của nhũ tương như : Tỷ lệ

bitum trong nhũ tương, thành phần dung dịch tạo nhũ, tốc độ bơm các thành

phần cấu thành nhũ tương, độ nhớt của bitum.

Khi tỷ lệ bitum trong nhũ tương tăng lên độ nhớt của nhũ tương cũng tăng.

Việc tăng tỷ lệ bitum trong nhũ tương phải tuân thủ một số giới hạn, trước hết

tăng tỷ lệ bitum sẽ được coi là một giải pháp tốn kém, thứ hai, nếu hàm lượng

bitum trong nhũ tương đã cao rồi thì việc tăng một lượng nhỏ bitum sẽ làm

cho độ nhớ của nhũ tương tăng lên rất nhiều. Đối với những nhũ tương có tỷ

lệ bitum nhỏ hơn 60% thì việc giảm tỷ lệ bitum để độ nhớt của nhũ tương

giảm chỉ có tác dụng tương đối nhỏ. Tuy nhiên cũng không thể hạ tỷ lệ bitum

trong nhũ tương xuống thấp hơn mức tối thiểu.

Độ nhớt của nhũ tương bitum cũng phụ thuộc rất nhiều vào các hợp chất

trong dung dịch tạo nhũ. Ta có thể làm tăng độ nhớt của nhũ tương bằng cách

giảm hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất tạo nhũ tương hoặc bằng cách tăng

tỷ lệ trung hoà giữa hàm lượng axit và amin.

63 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Việc tăng lưu lượng bơm các hợp chất vào máy trộn, sự phân bố cỡ hạt của

nhũ tương sẽ bị thay đổi. Khi bitum chiếm tỷ lệ 65% trong nhũ tương, độ nhớt

của nhũ tương bitum phụ thuộc mạnh vào lưu lượng bơm các thành phần cấu

thành nhũ tương vào máy trộn. Tuy nhiên, đối với nhũ tương có tỷ lệ lớn hơn

65% các hạt bitum lúc này được sắp xếp khá sít nhau gây ra một sự thay đổi

sự phân bố cỡ hạt bằng việc thay đổi lưu lượng, đã tác động đáng kể đến độ

nhớt của nhũ tương.

Khi ta giảm độ nhớt của nhũ tương bitum xuống, thì bitum khi được bơm vào

thiết bị trộn sẽ làm giảm kích thước của các phân tử của nhũ tương, do đó có

xu hướng làm tăng độ nhớt của nhũ tương.

I.8.2. Tốc độ phá vỡ cấu trúc nhũ tương .

Tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương phụ thuộc chặt chẽ vào chủng

loại và kích thước hạt phối liệu.Tuy vậy, tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương

có thể được cải tạo bằng cách:

- Cải biến hợp chất làm dung dịch nhũ tương: thực tế đã chứng minh

rằng tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương sẽ được tăng lên nếu ta giảm

hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất nhũ hoá hoặc bằng việc giảm tỷ

lệ.

- Tăng hàm lượng bitum: Việc tăng hàm lượng bitum trong nhũ tương

làm tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương tăng lên, mức độ tác động

phụ thuộc vào hợp chất làm dung dịch tạo nhũ.

- Thêm chất phân tách : Việc sử dụng các chất phân tách có thể thúc đẩy

tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương. Chúng thường có vai trò kép bởi

vì chúng có thể nâng cao độ bám dính giữa cốt liệu và bitum.

I.8.3. Độ ổn định của nhũ tương bitum trong quá trình tồn chứa

Thông thường, với bất kỳ một thiếu xót nào có liên quan đến độ ổn

định của nhũ tương cũng sẽ dẫn đến hiện tượng lắng đọng trong quá trình tồn

chứa nhũ tương. Có thể dẫn ra một số nguyên nhân sau đây:

64 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Bitum có trọng lượng riêng cao: khi trọng lượng riêng của bitum cao sẽ có

xu hướng lắng đọng khi được nhũ hoá, qúa trình này có thể được khắc phục

bằng cách: Giảm trọng lượng riêng của bitum bằng cách cho thêm dầu hoả

vào trước hoặc sau khi sản xuất nhũ tương.

- Nhũ tương có độ nhớt thấp: Khi độ nhớt của nhũ tương thấp sẽ có xu hướng

lắng đọng hơn các nhũ tương có độ nhớt cao, bởi các hạt có khả năng di

chuyển tự do hơn. Để tạo nhũ tương có độ ổn định ta cần nâng độ nhớt của

nhũ tương lên.Tăng hàm lượng chất nhũ hoá cũng làm giảm tỷ lệ chất lắng

đọng.

- Hàm lượng chất điện phân của bitum: Sự có mặt của các cation trong bitum

có thể làm giảm độ ổn định của nhũ tương trong quá trình tồn chứa. Trong các

nhũ tương cation, nồng độ natri cao trong bitum có thể tác động đến quá trình

phá vỡ cấu trúc nhũ tương trong thời gian tồn chứa. Có thể chống lại điều này

bằng cách cho thêm một muối vào dung dịch tạo nhũ, muối CaCl2.

- Thành phần hạt trong nhũ tương: Các nhũ tương bitum có các hạt đa dạng

thường bị lắng nhiều hơn các nhũ tương có một thành phần hạt đồng đều.

Điều này do các hạt cỡ lớn lắng xuống nhanh hơn do lực đẩy giưã các hạt. Do

đó các nhũ tương có thành phần hạt với kích cỡ tương đối đồng đều thường

ổn định hơn trong lúc bảo quản.

I.8.4 Thành phần kích thước hạt của nhũ tương.

Thành phần kích thước giọt nhũ tương phụ thuộc vào sức căng bề mặt

giữa thành phần bitum và dung dịch tạo nhũ (sức căng bề mặt càng thấp thì

bitum phân tán càng dễ). Người ta có thể tác động đến kích cỡ hạt và mật độ

hạt trong nhũ tương, để tạo ra một sản phẩm nhũ tương có cỡ hạt mịn với các

hạt có kích cỡ đồng đều hơn.

Trong điều kiện phòng thí nghiệm ta dung loại máy khuấy trộn liên xô cũ tốc

độ 400-500 vòng /phút để khuấy sơ bộ khoảng 20 phút, sau đó cho vào máy

nghiền việt nam tốc độ lớn khoảng 5000-6000 vòng / phút.

65 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Thùng khuấy bằng thép có chiều dầy 3mm, đường kính trong là 10cm và

chiều cao là 12 cm. Cánh khuấy dạng chân vịt có đường kính 9,6cm

66 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bitum H2O Chất nhũ hoá

Pha liên tục 900C Pha phân tán 1400C

Bình khuấy trộn

Bình đựng sản phẩm

II. SƠ ĐỒ CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM

Cho Nước vào bình thép, đổ chất nhũ hoá đã cân chính xác vào, gia nhiệt đến 90oC, khuấy mạnh để chất nhũ hoá hoà tan trong nước, đồng thời

67 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

gia nhiệt cho bitum đến 1400C rồi rót bitum vào bình thép đã ổn định nhiệt.

Khuấy trộn thật mạnh để cắt sợi bitum thành các hạt nhỏ phân tán đều trong môi trường phân tán thì giảm nhiết độ xuống còn 600C rồi tiếp tục khuấy trộn

đủ thời gian đạt yêu cầu.

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NHŨ TƯƠNG

TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM.

Sau khi chế tạo được nhũ tương bitum ta tiến hành kiểm tra để đánh giá chất

lượng nhũ tương bitum, có khá nhiều chỉ tiêu của các nước và các hãng sản

xuất nhũ tương nhựa bitum trên thế giới được đưa ra để chúng ta đánh giá.

Tuy nhiên trong điều kiện phòng thí nghiệm chúng ta sẽ tập trung kiểm tra

những chỉ tiêu cơ bản đối với nhũ tương bitum.

III.1. Độ bền của nhũ tương nhựa bitum

Độ bền của nhũ tương bitum được xác định bằng cách đổ nhũ tương

vào các ống thuỷ tinh cỡ 100ml, bịt kín đầu các ống thuỷ tinh lại sau đó theo

dõi quá trình lắng tụ của các giọt bitum xuống đáy ống, ở ống thuỷ tinh nào

quá trình kết lắng xuống đáy càng lâu xảy ra thì mẫu nhũ tương càng bền.

III.2.Kích thước hạt và phân bố tập hợp giọt của nhũ tương bitum

Việc xác định phân bố tập hợp giọt không chỉ có ý nghĩa quan trọng về

mặt thực nghiệm, mà còn có ý nghĩa quan trọng về mặt lý thuyết, là cơ sở cho

việc nghiên cứu cấu trúc và tính chất lý hoá của hệ đa phân tán. Để xác định

phân bố về mặt kích thước của tập hợp giọt có nhiều phương pháp nghiên cứu

dựa trên cơ sở ban đầu là xác định thành phần độ hạt :

- Phân tích Rây: Áp dụng cho các loại hạt có kích thước khá lớn (>=0,4mm)

- Phân tích sa lắng : Thường để xác định tập hợp giọt có kích thước phân bố

từ 0,5-50m.

- Phân tích tế vi: Bằng cách đo kích thước giọt dưới kính hiển vi thường hay

kính hiển vi điện tử và phương pháp cảm ứng điện từ. Có nhiều các để xác

định kích thước hạt của nhũ tương bitum nhưng ở đây ta sẽ dùng kính hiển vi

điện tử để xác định kích thước hạt

68 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

III.3 . Độ nhớt

Độ nhớt của nhũ tương bitum trong thực tế thường được đo bằng các

nghi khí đo độ nhớt qua vòi chảy. Độ nhớt này chỉ có giá trị tương đối nên gọi

là độ nhớt qui ước.

III.3.1. Nguyên lý : Tuỳ theo giới hạn của độ nhớt mà dùng loại nghi khí đo

độ nhớt qui ước bằng nghi khí đo độ nhớt Engler, hoặc nếu độ nhớt lớn hơn 15o thì dùng nghi khí đo độ nhớt S.T.V. II.3.2. Nguyên tắc đo : trước tiên ta phải đo độ nhớt của nước ở 25+0,20. Làm

lại ba lần là ít nhất . Nếu ba lần sai khác nhau không quá 0,5 giây thì lấy trung

bình của ba kết quả tính tròn đến 0,2 giây, sẽ cho giá trị t0 thời gian chảy nước

của nghi khí thử nghiệm.

Đo thời gian chảy của nhũ tương.Việc thử nghiệm phải được tiến hành ngay sau

khi rót nhũ tương vào bình để tránh lắng đọng. Phải luôn luôn xoay đi xoay lại

lắp bình chứa để khuấy đảo nhũ tương nhưng phải làm nhẹ nhàng để tránh sủi

bọt. Ghi thời gian chảy 100ml đầu tiên t1 và thời gian chảy 200ml t2. Nếu nhũ tương chảy điều hoà thì t2 phải bằng : t2=t1.2,353, t1 có thể sai lệch

0,5 giây.Với điều kiện đạt được kết quả như trên thì chỉ cần làm hai lần là đủ.

Lấy trung bình số học của hai lần kết quả sẽ được thời gian t2 chảy hết 200ml

nhũ tương. Nếu có một lần không đạt được như trên thì phải làm lại lần ấy.

II.3.3. Tính toán và biểu hiện kết quả

+ Độ nhớt qui ước của nhũ tương tính bằng độ Engler là : t2/t0.

Tính tròn kết quả về 0,5 đơn vị gần nhất . Nếu độ nhớt lớn hơn 150 Engler thì thử nghiệm tiếp theo độ nhớt S T V

+ Độ nhớt qui ước S V T : Độ nhớt qui ước S T V phải được xác định ở 250+0,20C theo tiêu chuẩn T66-

005 , bằng cách dùng một bình chứa lỗ vòi chảy đường kính bằng 4mm. Lỗ

vòi chảy 10mm được dùng khi độ nhớt của nhũ tương vượt quá 300 giây.

+ Cách tínhkết quả .

69 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Các kết quả thử nghiệm được biểu hiện bằng độ Engler hoặc bằng số

giây S T V (lỗ vòi chảy 4mm hoặc 10mm) tuỳ theo độ nhớt của nhũ tương.

Nếu độ nhớt vượt quá 600 giây với lỗ vòi chảy 10mm thì phảI ghi rõ : Độ

nhớt qui ước STV(10mm)>600giây Độ nhớt qui uớc Engler : R=10 Engler r=0,50 Engler

Độ nhớt qui ước STV 4mm : R=0,7.t (thường t=11 giây)

r=0,12.t

III.4. Xác định độ kết dính của nhũ tương cation

III.4.1. Định nghĩa

Độ kết dính của một nhũ tương nhựa bitum chính là tỷ lệ phần trăm

nhựa bitum được dính bám vào một lượng đá chuẩn cho trước so với lượng

nhựa đã có trong nhũ tương.

III.4.2. Nguyên lý

Thử nghiệm được thực hiện bằng cách cho vào trong một bình chứa

một lượng nhất định nhũ tương và đá. Sau đó dùng que khuấy trộn cả hai, sau

khoảng một giờ hỗn hợp được rửa bằng nước cất. Làm khô và xác định trọng

lượng bitum bám vào đá.

Cụ thể tiến hành thí nghiệm như sau:

Cân chính xác 100g đá xong rồi cân cả bình nghiệm, cả đá và cả que

khuấy. Khối lượng cân được gọi là m1(g).

Đặt bình nghiệm và đá vào trong một giờ vào khu vực đã bão hoà hơi nước.

Rót vào trong bình khoảng 100g nhũ tương. Xác định khối lượng m2 của nhũ

tương với độ chính xác 0,01g.

Khuấy trong 20 giây bằng que sắt để cho đá bị bọc hết bởi nhũ tương.

Đặt bình nghiệm + đá + nhũ tương + đũa khuấy vào trong khu vực bão hoà

hơi nước trong thời gian 1 giờ. Nhớ đặt trên miệng bình nghiệm một tờ giấy

lọc đã thấm nước cất.

70 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Lấy bình nghiệm ra rót vào trong 500ml nước cất. Khuấy trộn nhẹ rồi

chắt hết nước, làm đi làm lại nhiều lần đến khi nào nước trong thì thôi. Cuối cùng đặt vào trong tủ sấy và sấy ở 1050C cho đến khi trong lượng không

đổi (khoảng 2 giờ ). Đem cân được khối lượng M2 (g), độ chính xác đến 0,01g.

III.4.3. Tính kết quả

Trước hết tính khối lượng bitum tương ứng với khối lượng nhũ tương m1

m’=(100-m2).(m2/100)

m’: là lượng ngậm nước của nhũ tương.

Chỉ số phân tách IR tính như sau

IR=(M2-M1)/m’.100%

Nếu IR<0,5% ghi kết quả bằng 0

Nếu 0,5%

Nếu IR>1% ghi kết quả chẵn một đơn vị.

Ngoài các chỉ tiêu trên ta còn có thể xác định

 Xác định độ bền cơ của bêtông asphan.

Ta sẽ xác định một cách tương đối độ bền cơ của bêtông asphalt dùng

nhũ tương của ta để so với bê tông nhũ tương asphalt cuả nước ngoài sản

xuất,

độ bền nén là khả năng của vật liệu chống lại những những tải trọng nén ép từ

bên ngoài tại thời điểm mà mẫu bị phá huỷ hay hình thành những vết nứt có

thể xác định độ bền cơ bằng cách đặt một dây thép mềm lên mặt một miếng bê

tông đã cân khối lượng chính xác, sau đó quét một lớp nhũ tương bitum lên mặt,

để một thời gian cho khô rồi đem trem miêng bê tông ấy lên bằng chính sợi thép

lúc này đã dính chặt vào miếng bêtông, thời gian kể từ lúc treo miếng bêtông đến

khi nó rơi xuống phản ảnh được độ bền cơ của nhũ tương nhựa bitum

71 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

 Xác định khả năng chống thấm ướt của nhũ tương bitum.

Tạo các mẫu bêtông cát với kích thước và trong lượng tương đương nhau

khoảng 100g

Cho các mẫu vào tủ sấy và sấy ở 1000C cho đến khi trọng lượng không đổi.

Đem các mẫu này lần lượt nhúng vào trong các mẫu nhũ tương bitum của ta

với thời gian như nhau. Còn vật liệu không bị phá huỷ khi nén người ta xác

định ứng suất gây nên sự biến đổi mẫu 25%.

Để khô ngoài không khí, mang mẫu đi cân phân tích được trọng lượng là m

Khi mẫu nhũ tương đã khô đem ngâm mẫu vào trong nước trong thời gian

khoảng 24 giờ

Sấy khô bề mặt rồi đem đi cân bằng cân phân tích được trọng lượng m’

Kết quả là m’-m chính là lượng nước đã bị thấm vào trong nhũ tương.

72 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3. HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM

I. Quá trình thuỷ phân dầu

I.1. Hoá chất và thiết bị để xác định chỉ số xà phòng hoá và chỉ số axit

- Bình tam giác 250ml

- Ống sinh hoà ngược

- Micro buret 2cm, buret 10cm.

- Pipet các loại

- Ống đong 50ml

- Bếp cách thuỷ

- Rượu etylic 96%

- Dung dịch phenolphtalein

- Dung dịch KOH trong rượu etylic 0,5N

I.2. Hoá chất và thiết bị dùng trong quá trình thuỷ phân dầu

Để tiến hành thuỷ phân dầu lạc, dầu sở, dầuHướng Dương, ta cần chuẩn bị

những dụng cụ và hoá chất sau

-Bình hai cổ đáy tròn, dung tích loại 250ml và 500ml

-Bộ mô tơ, cánh khuấy.

- Bếp điện có ổn định nhiệt. - Nhiệt kế loại 1000C.

-Buret, pipet các loại.

-Phễu chiết.

-Bình tam giác, cốc có mỏ, ống đong.

- Dầu hướng dương

- Dung dịch KOH 30%

- Dung dịch H2SO460%

- H2O

II. Hoá chất và thiết bị dùng trong quá trình tổng hợp chất nhũ hoá

- Bình ba cổ, dung tích 500ml

- Máy khuấy liên xô cũ

73 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

- Nhiệt kế loại 2000C

- Các dụng cụ phân tích

- Chỉ thị phenolphtalein, thymolbrom xanh

- Dietanolamin

- Axit linoleic

III. Hoá chất và thiết bị dùng trong qúa trình chế tạo nhũ tương bitum

III.1.Hoá chất :

+ Chất nhũ hoá vừa mới tổng hợp, bitum, Nước, CaCl2 , HCl,

+ Bitum sử dụng trong nghiên cứu là bitum mác 60/70 thông dụng trên thị

trường.

+ Nước được sử dụng đảm bảo yêu cầu chứa ít những hợp chất hữu cơ và

khoáng vật.

III.2.Thiết bị

2.1. Thiết bị kuấy sơ bộ tốc độ 400-500v/phút

+ Cánh khuấy

+ Máy khuấy

+ Bếp điện

+ Biến thế điều chỉnh nhiệt độ

2.2 .Thiết bị khuấy trộn tốc độ cao 4000-5000v/phút

IV. Hoá chất và thiết bị trong quá trình kiểm định chất lượng nhũ tương bitum

IV.1. Thiết bị

+ Thiết bị đo độ nhớt Engler

+ Kính hiển vi điện tử để xác định kích thước hạt

+ Thiết bị xác định độ kết dính

+ Tủ sấy

IV.2. Hoá chất: Đá răm, nước cất

+ Đá dăm

+ Nước cất

74 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Bước đầu tiên của giai đoạn tổng hợp chất nhũ hoá là quá trình thuỷ

phân dầu, nhằm thu được axit béo cho nên mục đích của quá trình này là tìm

ra các điều kiện tối ưu để thuỷ phân dầu một cách hiệu quả nhất, thu được

lượng axit béo nhiều nhất tức là làm cho độ chuyển hoá của dầu là cao nhất

I. QUÁ TRÌNH THUỶ PHÂN DẦU

I.1. Thuỷ phân dầu lạc và dầu sở

I.1.1. Kết quả thuỷ phân dầu lạc và dầu sở khi không có LAS Lượng dầu =200(g), Lượng H2O=60(g), Lượng H2SO4=5(g), T0 =100oC

Bảng 1: Kết quả quá trình thuỷ phân dầu lạc khi không có Las

1h

4h 18.21% 2h 18.00% 3h 19.5% 5h 18.31%

Thời gian Mẫu chuẩn 15.32% Bảng 2: Kết quả quá trình thuỷ phân dầu sở khi không có Las

1h

Thời gian Mẫu chuẩn 19.6% 2h 21.3% 3h 25.54% 4h 24.89% 5h 24.34%

Từ các bảng 1, 2 ta thấy: Khi tiến hành thuỷ phân dầu lạc và dầu sở

theo phương pháp cộng H2O, nếu không có chất hoạt động bề mặt Las thì

phản ứng xảy ra rất chậm nên độ chuyển hoá của dầu không cao, chỉ đạt được

cao nhất 25,54% đối với dầu sở và chỉ được 19,5% đối với dầu lạc khi thời

gian tiến hành quá trình thuỷ phân là 3 giờ. Sau đó dù có tăng thời gian phản

ứng lên thì độ chuyển hoá cũng không tăng lên được mà còn gây nên những

phản ứng phụ bẻ gãy mạch cacbon,… tác động xấu đến qúa trình thủy phân.

Nguyên nhân là do khi không có Las diện tích bề mặt tiếp xúc giữa dầu và

nước thấp dẫn đến khả năng phản ứng giữa dầu và nước kém.

I.1.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng LAS Lượng dầu = 200(g), lượng H2O = 60(g), lượng H2SO4 = 5(g), To=1000C

75 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3: Kết quả ảnh hưởng của lượng Las đến độ chuyển hoá của dầu lạc

1h 2h 3h 4h 5h

C%=25.38% 28.65% 32.64% 39,63% 47,46% 50.85% 43% 47,75% 64% 69,4% 64,27% 69,68% 72,78% 79,54% 77.25% 62.52% 65,2% 68,45% 75.34% 72.65% 63.13% 63.33% 70.25% 73.45% 75,1%

T(h) LAS 1g 2g 3g 4g 5g

x (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

t (giê)

1

2

3

4

5

1g Las

2g Las

3g Las

4g Las

5g Las

Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu lạc theo thời

gian ở các lượng LAS khác nhau

Bảng 4: Kết quả ảnh hưởng của lượng Las đến độ chuyển hoá của dầu sở

t (h) 1h 2h 3h 4h 5h LAS

1g 2g 3g C=23% 35,73% 43,2% 31,1% 49,47% 64,48% 51,89% 56,56% 73.87% 50,33% 53,13% 70.2% 52.96% 49,8% 75.15%

76 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

4g 5g 47,4% 40,23% 67,72% 49,43% 80,23% 75,56% 79,4% 76,2% 75,2% 75,4%

x (%)

100

80

60

40

20

0

Las (g)

0

2

4

6

1g Las

2g Las

3g Las

4g Las

5g Las

Hình 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu sở theo thời

gian ở các lượng Las khác nhau.

Từ bảng 3,4 và các đồ thị 3,4 ta thấy:

+ Chất hoạt động bề mặt Las có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thuỷ phân

dầu thực vật, chỉ thêm 1g Las độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở sau 3giờ

đã đạt 64,27% và 51,89% trong khi đó cũng trong 3 giờ thuỷ phân khi không

có Las, độ chuyển hoá của dầu lạc chỉ là 19,5%, của dầu sở 25,54%. Kết quả

đạt được như vậy là do Las là chất hoạt động bề mặt rất mạnh nên khi Las có

mặt trong phản ứng làm giảm sức căng bề mặt của dầu, nước và sức căng bề

mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu và nước làm cho diên tích tiếp xúc giữa dầu và

nước tăng lên rất nhiều dẫn đến tăng khả năng phản ứng.

+ Khi ta tăng lượng Las từ 1-3g thì độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở cũng

tăng lên theo lượng Las do lượng Las tăng thì khả năng hoạt động bề mặt

cũng tăng lên tức là khả năng phản ứng giữa dầu và nước là tốt hơn, và đến 4g

77 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

thì độ chuyển hoá không tăng nữa là do độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở

lúc này đá khá cao, hơn nữa phản ứng thuỷ phân ở đây lại là phản ứng thuận

nghịch cho nên độ chuyển hoá không tăng nữa cũng là hợp lý.

+ Độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở khi thời gian tiến hành thuỷ phân

trong 3giờ là lớn nhất, trước 3 giờ thì do thời gian chưa đủ phản ứng thuỷ

phân chưa xảy ra tới cùng nên độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở chưa cao.

Còn quá 3 giờ thì do độ chuyển hoá không tăng thêm mà còn có xu hướng

giảm, một phần là do độ chuyển hoá đã cao, phản ứng đã đạt đến cân bằng

nên độ chuyển hoá không tăng thêm được. Hơn nữa trong quá trình thuỷ phân ở nhiệt độ 1000C, nếu thực nghiệm làm không tốt có thể làm bay hơi nước sẽ

khiến cho phản ứng xảy ra theo chiều nghịch làm giảm độ chuyển hoá.

I.1.3. Kết quả thuỷ phân lần 2 Lượng dầu =200(g), Lượng H2SO4=5(g), Nhiệt độ =1000C

Bảng 5: Kết quả thuỷ phân lần 2 đối với dầu Lạc

t (h) 1h 2h 3h 4h LAS

1g 2g 3g 4g 5g 72.48% 78.01% 75.89% 85.21% 84.67% 84.52% 85.63% 90.21% 96.53% 88.25% 83.45% 84.76% 89.12% 94.31% 89.35% 83.00% 81.15% 87.65% 95.25% 89.21%

78 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

x (%)

120

100

80

60

40

20

0

t (giê)

0

1

2

3

4

5

1g Las

2g Las

3g Las

4g Las

5g Las

Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu lạc theo thời

gian trong quá trình thuỷ phân lần 2

Bảng 6: Kết quả thuỷ phân lần 2 đối với dầu sở

t (h) 1h 2h 3h 4h

LAS

1g 2g 3g 4g 5 g 70.56% 74.01% 81.00% 86.21% 85.46% 78.52% 80.87% 87.54% 94.74% 92.5% 75.32% 81.76% 86.12% 92.59% 90.27% 76.25% 79.12% 87.65% 90.45% 91.54%

79 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

x (%)

100

80

60

40

20

0

t (giê)

1

2

0 1g Las

2g Las

3 3g Las

4 4g Las

5 5g Las

Hình 6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu sở theo thời

gian trong quá trình thuỷ phân lần 2

Từ bảng 5,6 và các đồ thị 5,6 ta thấy :

+ Độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở tiếp tục tăng theo thời gian khi ta tiến

hành thuỷ phân tiếp lần 2 thêm 3 giờ nữa là vì trước khi tiến hành thuỷ phân

lần 2 ta đã đã tách glixerin ra khỏi hỗn hợp sản phẩm của quá trình thuỷ phân

lần một, do đó làm cho phản ứng tiếp tục xảy ra theo chiều thuận, tức là chiều

tạo ra axít béo.

+ Đến 4 giờ thì độ chuyển hoá không tăng được nữa và cũng có xu hướng

giảm, nguyên nhân hoàn toàn giống như ở trên là do phản ứng đã đạt đến cân

bằng và nếu phản ứng tiến hành quá lâu chắc chắn không tránh khỏi mất mát

nước. Mặt khác khi thuỷ phân lần 2 đến 3 giờ độ chuyển hoá đã rất cao tới

hơn 95%, do đó ta không nên tiến hành phản ứng lâu hơn nữa cho mất thời

gian.

I.1.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng H2SO4 đến độ chuyển hoá của

dầu thực vật Lượng dầu =200(g), lượng LAS =4(g), lượng H2O=60(g), nhiệt độ =1000C

80 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bảng 7: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng cuả lượng H2SO4 đến độ chuyển hoá

của dầu sở

1h 2h 3h 4h 5h

21.15% 28.7% 40.62% 27.35 29.6 32.21% 41.97% 64.48% 37.75 41.15 54.84% 68.27% 81.5% 72.27 70.26 53.33% 64.32% 80.34% 63.37 60.15 50.71% 67.76% 73.31% 60.15 50.28

t (h) H2SO4 3g 4g 5g 6g 7g

x (%)

100

80

60

40

20

0

t (giê)

0

2

4

6

3g axit

4g axit

5g axit

6g axit

7g axit

Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu lạc theo thời

gian với các lượng axit khác nhau.

Bảng 8: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng cuả lượng H2SO4 đến độ chuyển hoá

của dầu sở

1h 2h 3h 4h 5h

t (h) H2SO4 3g 4g 5g 22.45% 27.3% 50.65% 34.52% 42.31% 70.45% 55.24% 70.00% 83.21% 53.45% 66.32% 80.57% 54.71% 68.76% 81.23%

81 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

6g 7g 42.65% 39.6% 67.24% 50.64% 79.54% 75.87% 77.32% 74.98% 75.15% 72.41%

x (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

t (giê)

0

1

2

3

4

5

6

3g axit

4g axit

5g axit

6g axit

7g axit

Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu sở theo thời

gian với các lượng axit khác nhau.

Từ bảng 7,8 và các đồ thị 7,8 ta thấy rằng:

+ Khi ta thay đổi lượng xúc tác axít H2SO4 từ 3-7g, lúc đầu khi ta tăng lượng

axít thì độ chuyển hoá cũng tăng theo và đạt cực đại bằng 80,34% đối với dầu

lạc và 80,57% đối với dầu sở khi lượng axít = 5g là do khi tăng lượng xúc tác

axít lên thì làm tăng khả năng phản ứng của dầu với nước. Tức là tốc độ phản

ứng tăng lên. Nhưng khi ta tăng lượng axít lên quá 5g thì độ chuyển hoá

không tăng thêm nữa là do lượng axít đã đủ để phản ứng tiến hành nhanh đạt

đến cân bằng nên lượng axit nhiều hơn chỉ làm tốn hoá chất và có thể còn gây

ra những phản ứng phụ không mong muốn làm cho độ chuyển hoá của dầu

giảm dẫn đến hiệu suất tạo ra axít béo không cao

+ Từ các kết quả trên ta cũng nhận thấy thời gian tiến hành phản ứng thuỷ

phân trong 3 giờ là phù hợp nhất, tại đó độ chuyển hoá đạt cực đại. Thời gian

82 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

phản ứng ít hoặc nhiều hơn 3 giờ đều không có lợi cho quá trình thuỷ phân

dầu lạc và dầu sở

I.1.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng H2O đến độ chuyển hoá của

dầu lạc và dầu sở Lượng dầu =200(g), lượng LAS= 4(g), lượng H2SO4=5(g), T0 = 1000 C

Bảng 9: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng nước đến độ chuyển hoá của dầu lạc

1h 2h 3h 4h 5h t (h) H2O

40(g) 50(g) 60(g) 70(g) 37.8% 39.63% 40.62% 38.74% 54.62% 64% 64.68% 66.73% 67.24% 79.59% 81.5% 80.78% 61.12% 75.34% 80.34% 72.7% 66.66% 73.45% 73.31% 79.45

x (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

t (giê)

2

1 40g

3 50g

4 60g

5 70g

Hình 9: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu lạc theo thời

gian với các lượng H2O khác nhau.

Bảng 10: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng nước đến độ chuyển hoá

của dầu sở

1h 2h 3h 4h 5h

T (h) H2O 40(g) 43.21% 60.87% 74.65% 72.14% 70.63%

83 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

50(g) 60(g) 70(g) 47.4% 50.65% 46.28% 67.72% 70.45% 68.25% 80.23% 83.21% 81.2% 79.4% 80.57% 74.7% 75.2% 81.23% 78.45%

x (%)

t (giê)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

2

6

40g

50g

4 60g

70g

Hình 10: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu sở theo thời gian với các lượng H2O khác nhau.

Từ bảng 9,10 và các đồ thị 9,10 ta thấy: + Lượng nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuỷ phân, khảo sát lượng nước thay đổi từ 40g -70g tức là phản ứng thuỷ phân tiến hành trong điều kiện dư nước, để phản ứng luôn xảy ra theo chiều thuận. Lúc đầu khi tăng lượng nước thì độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở tăng là do lượng nước càng nhiều thì phản ứng theo chiều tạo ra axít béo càng có lợi cho đến khi lượng nước bằng 60g thì độ chuyển hoá là lớn nhất. Sau đó tiếp tục tăng lượng nước lên 70g cũng không làm tăng thêm độ chuyển hoá nữa do lượng nước lúc này đã đủ dư để cho phản ứng luôn xảy ra theo chiều tạo ra axít béo cho nên tăng thêm chỉ làm tốn nước mà thôi. + Như vậy lượng nước phù hợp để tiến hành quá trình thuỷ phân là 60g

84 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

I.1.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu sở Lượng dầu =200(g), lượng LAS =4(g), lượng H2SO4=5(g), lượng H2O= 60g Bảng 11: Kết qủa nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của

dầu lạc

1h 2h 3h 4h 5h

t (h) To

70oC 80oC 90OC 1000C 13.6% 17.7% 19.7% 40.62% 21.8% 31.2% 33.2% 64.48% 33.21% 47.7% 63.3% 81.5% 39.11% 56.2% 58.2% 80.34% 47.25% 61.1% 60.07% 73.31%

x (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

t (giê)

0

2

4

6

Hình 11: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu lạc theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau,()700C; ()800C; ()900C; ()100oC.

85 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bảng 12: Kết qủa nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của

dầu sở

1h 2h 3h 4h 5h t (h) H2SO4

700C 800C 900C 1000C 17.32% 20.32% 27.98% 50.65% 27.21% 32.48% 39.15% 70.45% 38.45% 50.45% 73.00% 83.21% 49.65% 56.87% 67.54% 80.57% 56.48% 61.1% 70.32% 81.23%

x (%)

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

t (giê)

0

1

2

3

4

5

6

Hình 12: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chuyển hoá dầu sở theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau,()700C; ()800C; ()900C; ()100oC.

Từ bảng 11,12 và các đồ thị 11,12 ta thấy :

+ Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn và quyết định đến quá trình thuỷ phân. Khi ta tiến hành phản ứng ở các nhiệt độ từ 700 thì độ chuyển hoá của dầu lạc và dầu

sở chưa cao là do nhiệt độ còn thấp nên khả năng phản ứng của dầu và nước

chưa cao, khi ta tăng nhiệt độ dần lên thì độ chuyển hoá đã tăng lên rất nhiều và đạt cực đại khi nhiệt độ là 1000C. Nếu quá 1000C thì nước sẽ bay hơi và

gây các phản ứng phụ vì các thành phần tham gia phản ứng đều là các chất

cao phân tử nên sẽ làm giảm độ chuyển hoá hoặc độ chọn lọc của quá trình

thuỷ phân.

86 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

I.2.Thủy phân dầu hướng dương

I.2.1.Kết quả xác định chỉ số xà phòng hoá

Ao=(10,2-3,4).28,05/1=190.74

phần lý thuyết tổng quan ở phần trước như vậy số liệu thực nghiệm là

đáng tin cậy

I.2.2. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ

Lượng dầu = 30(g), lượng KOH30% = 19(g), t =90(phút)

Bảng 13.Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình thuỷ phân

Nhiệt độ(oC) Khối lượng axit Độ chuyển hoá(%) Hiệu suất(%)

88,7 92 82,6 88,6 75 80 Linoleic(g) 24,8 26,6

95,8 90 85 27,05

95,5 89,6 90 26,89

 (%)

91 90 89 88 87 86 85 84 83 82

NhiÖt ®é(C)

70

75

80

85

90

95

Hình 13: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất axit Linoleic vào

nhiệt độ

Từ bảng 13 và đồ thị 13 ta thấy: Hiệu suất của quá trình thuỷ phân tăng dần theo nhiệt độ đến 850C thì hiệu suất lại giảm khi nhiệt độ tăng, như

vậy là nhiệt độ thấp hoặc cao do phản ứng chưa xảy ra hoàn toàn khi nhiệt

87 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

độ thấp quá và có sự phân huỷ chất phản ứng khi nhiệt độ quá cao quá đều

không có lợi cho quá trình thuỷ phân, nhiệt độ tối ưu của chúng ta ở đây là 850C

I.2.3.Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian

Lượng dầu = 30(g), lượng KOH30% = 19(g), T0= 850C

Bảng 14. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thuỷ

phân dầu hướng dương.

Thời gian(phút) Khối lượng axit Linoleic(g) Hiệu suất axit Linoleic(%)

60 75 90 105 120 20,45 23,78 27,14 27,08 26,8 Độ chuyển hoá(%) 83 92 97,4 97,2 95,8 68 79,26 90,46 90,26 89

 (%)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

t (phót)

0

50

100

150

Hình 14 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng theo thời

gian

88 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Từ bảng 14 và đồ thị hình14 ta nhận thấy:

+ Thời gian tối ưu để đạt được hiệu suất cao nhất là 90 phút. Nếu thời gian

lớn hơn hoặc nhỏ hơn đều không tốt cho quá trình thuỷ phân dầu.Do nếu

thời gian phản ứng nhỏ quá thì phản ứng thuỷ phân chưa diễn ra đến cùng

nên hiệu suất sẽ thấp còn nếu thời gian dài quá thì có thể dẫn đến các phản

ứng phụ do các thành phần trong dầu thực vật đều là chất cao phân tử dễ bị

phân huỷ dưới những tác động lâu dài của nhiệt. Hơn nữa khi phản ứng đã

đạt hiệu suất cao, kéo dài chỉ làm lãng phí thời gian mà thôi.

+ Thời gian tăng dần từ thấp đến thời gian tối ưu là 90 phút thì hiệu suất

axit Linoleic tăng, nhưng khi thời gian vượt quá 90 phút thì hiệu suất lại có

xu hướng giảm dần, tuy nhiên lượng giảm là tương đối thấp. Khi thời gian

phản ứng còn ngắn thì các chất tham gia phản ứng ở thể lỏng. Khi thời gian

tăng lên thì sản phẩm tạo thành bị quánh lại, đó chính là xà phòng. Do vậy,

ta phải tăng cường tốc độ khuấy trộn.

I.2.4.Kết quả ảnh hưởng của lượng KOH Lượng dầu = 30(g), T0= 850C, t = 90(phút)

Bảng 15 : Kết quả ảnh hưởng của lượng KOH đến quá trình thuỷ phân

Lượng KOH(g) Khối lượng axít Độ chuyển hoá(g) Hiệu suất (%)

Linoleic (g) 19,90 22,82 27,50 27,00 26,61 80.22% 88,75% 96,72% 92,43% 90,02% 66,34% 76.07% 91,67% 90,02% 88,7%

17 18 19 20 21

89 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

%

100

90 80 70

60 50 40

l­îng KOH(g)

30 20 10 0

17

18

19

20

21

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hình 15 . Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất quá trình thuỷ phân

vào lượng KOH

Từ bảng kết quả 15 và đồ thị hình vẽ 15 ta nhận thấy

+ Dung dịch KOH là một trong hai chất tham gia phản ứng nên nó có ảnh

hưởng trực tiếp đến phản ứng xà phòng hoá. Lượng dung dịch KOH được

xác định dựa vào trị số xà phòng hoá của dầu Hướng Dương. Lượng dầu

càng tăng thì lượng dung dịch KOH cũng phải tăng

+ Đối với thí nghiệm này, ta sử dụng 30g dầu nên lượng dung dịch KOH

cần dùng là 19g. Nếu lượng KOH ít hơn 19g thì phản ứng sẽ không xảy ra

hoàn toàn dẫn đến hiệu suất axit thu được thấp. Còn nếu ta dùng quá dư

KOH thì hiệu suất cũng không tăng, mặt khác còn ảnh hưởng xấu đến chất

lượng axit Linoleic thu được.

+ Từ đồ thị hình vẽ ta cũng nhận thấy rõ nhận xét trên khi lượng KOH

tăng lên thì hiệu suất thu hồi sản phẩm cũng tăng đến khi lượng KOH =19g

là cực đại, sau đó lại có xu hướng giảm.

90 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

II. KẾT QUẢ TỔNG HỢP CHẤT NHŨ HOÁ

 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

Lượng axít béo = 150(g), lượng diethanolamin = 65(g)

Bảng 16: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của

axít oleic. 1200C 1300C 1400C 1000C

20,81% 31,32% 37,5% 54% 70,01% 29% 48,6% 61,43% 77,44% 90,52% 57% 79,43% 92,0% 95,5% 99,99% To T 1h 2h 3h 4h 5h 16,73% 25,83% 30,08% 31,19% 43%

x(5x (%)

120

100

80

60

40

20

0

t

1

2

3

4

5

Hình 16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cuả độ chuyển hoá của axít oleic theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau,()1000C; ()1200C; ()130C; ()1400C

91 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Bảng 17. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của axit

linôleic

1200C 1300C 1400C 1000C

23,55% 32,71% 41,22% 55,66% 71,11% 31,2% 51,11% 62,82% 77,14% 91,27% 56,72% 81,11% 92,01% 96,36% 99,9% To T 1h 2h 3h 4h 5h 17,27% 24,67% 33,72% 41,28% 55,24%

x (%)

120

100

80

60

40

20

0

t (giê)

1

2

3

4

5

Hình 17: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cuả độ chuyển hoá của axít linôlêic theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau,()1000C; ()1200C; ()130C; ()1400C

Từ các bảng 16,17 và đồ thị hình vẽ 16,17 trên ta nhận thấy :

+ Độ chuyển hoá của axít béo phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và thời gian phản ứng. Tiến hành với nhiệt độ phản ứng từ 1000C đến 1400C trong thời

92 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

gian 5 giờ ta thấy khi nhiệt độ và thời gian tăng thì độ chuyển hoá cũng tăng

lên. + Ở nhiệt độ 1000C thì tốc độ phản ứng còn chậm nên độ chuyển hoá của axit

còn khá thấp, mãi đến 5 h cũng chỉ đạt x%=55,24% với axít linoleic và 43%

đối với axít oleic, do đo nhiệt độ này không thích hợp. + Ở nhiệt độ 1200C thì độ chuyển hoá của axit linoleic đã bắt đầu tăng cao,

đến mẫu 5 đạt được x%=71,11% với axít linoleic và 70.01% với axít linoleic.

Màu sắc của chất nhũ hoá cũng khá đẹp, có thể dùng làm màu thương mại hay

ứng dụng với những sản phẩm yêu cầu mẫu mã đẹp.

+ Ở nhiệt độ 1300C thì độ chuyển hoá đã tăng lên rất nhiều theo thời gian và

đến mẫu 5 giờ độ chuyển hoá của axit linoleic đã đạt x=91,27% và độ chuyển

hoá của axít oleic đạt 90,02%. Màu sắc sản phẩm vẫn còn khá đẹp nhưng đã

bắt đầu chuyển sang xanh.

+ Đến 1400C, do nhiệt độ phản ứng lúc này rất cao cho nên tốc độ phản ứng

giữa axít béo và diethanolamin tăng lên rất nhiều làm cho độ chuyển hoá tăng

lên rất nhanh theo thời gian, ngay 1 giờ phản ứng độ chuyển hoá của axít

linoleic đã là 56,72%, của axít oleic là 57% và sau 5 giờ phản ứng axít béo đã

chuyển hoá gần hết, độ chuyển hoá tới hơn 99%.

III. GIAI ĐOẠN CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM

III.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất nhũ hoá đến quá trình tạo

nhũ tương bitum

III.1.1 Kết quả chọn loại nhũ

Bảng 18: Kết quả nghiên cứu độ ổn đối với mẫu nhũ gốc axít oleic

Mâũ Lượng bitum Lượng nước Thời gian khuấy Thời gian sa lắng

Lượng chất nhũ hoá 5g 50g 40g Nhiệt độ nước 900C Nhiệt độ bitum 140oC 40phút

5g 50g 40g 900C 140oC 40phút

Yếu x%=35% Trung bình 10 ngày 17 ngày

93 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

5g 50g 40g 900C 140oC 40phút 31ngày

x%=60% Cao x%=99%

Bảng 19: Kết quả nghiên cứu độ ổn định với mẫu nhũ gốc axít linôleic

Mâũ Lượng Lượng Lượng Nhiệt Nhiệt Thời Thời

chất nhũ bitum nước độ độ gian gian sa

hoá khuấy lắng

5g 50g 40g nước 900C bitum 140oC 40phút 7 Yếu

x%=35% ngày

5g 50g 40g 900C 140oC 40phút 15 Trung

bình ngày

x%=60%

5g 50g 40g 900C 140oC 40phút 27 Tốt

x%=99% ngày

Từ các bảng 18 và 19 có thể thấy rằng:

- Tất cả các mẫu chất nhũ hoá của chúng ta đã tổng hợp ra đều có khả

năng tạo nhũ tương bitum.

- Khi độ chuyển hoá của axit trong phản ứng tổng hợp chất nhũ hoá càng

cao, tức là lượng akyldiethanolamin tạo ra càng nhiều, thì hiệu quả tạo

nhũ tương bitum càng tốt, độ bền của nhũ càng được lâu.

- Cả hai loại nhũ được tổng hợp từ axit oleic và linoleic đều có tác dụng

làm chất nhũ hoá rất tốt, mẫu nhũ tổng hợp từ axit oleic có phần tốt hơn

chút ít

Như vậy cuối cùng ta sẽ chọn loại mẫu nhũ được tổng hợp từ axit oleic

hoặc axit linoleic, hoặc có thể dùng kết hợp cả hai axit mà trong phản ứng

tạo chất nhũ hoá Độ chuyển hoá của axit là cao.

94 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

III.1.2. Kết quả ảnh hưởng của hàm lượng chất nhũ hoá

Bảng 20: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nhũ đến độ ổn

định của nhũ tương Bitum

Mâũ

Lượng bitum Lượng nước

Nhiệt độ nước Nhiệt độ bitum Thời gian khuấy Thời gian sa lắng

Lượng chất nhũ hoá

M1 0,5g 50g 40g 900C 140oC 40phút

1g 50g 40g 900C 140oC 40phút M2

1,5g 50g 40g 900C 140oC 40phút M3 Không tạo nhũ Không tạo nhũ Không tạo nhũ

2g 50g 900C 140oC 40phút 3 ngày 40g M4

2,5g 50g 900C 1400C 40phút 5 ngày 40g M5

3g 50g 900C 140oC 40phút 8 ngày 40g M6

3,5 50g 900C 140oC 40phút 12ngày 40g M7

4g 50g 900C 140oC 40phút 17ngày 40g M8

4,5g 50g 900C 140oC 40phút 21ngày 40g M9

M10 5g 50g 900C 140oC 40phút 31ngày 40g

M11 5,5g 50g 900C 140oC 40phút 27ngày 40g

M12 6g 50g 900C 140oC 40phút 22ngày 40g

M13 6,5g 50g 900C 1400C 40phút 15ngày 40g

M14 7g 50g 900C 1400C 40phút 10ngày 40g

M15 8g 50g 900C 1400C 40phút kém 40g

95 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

x (%)

35

30

25

20

15

10

5

0

t (giê)

0

2

4

6

8

Hình 20: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thời gian sa lắng của nhũ

tương bitum vào lượng chất nhũ hoá

Bên cạnh đó dùng kính hiển vi đo , ta có bảng giá trị về đường kính các hạt

nhũ như sau

Bảng 20: Kết quả đo kích thước hạt của các mẫu nhũ tương bitum có hàm

lượng chất nhũ hoá khác nhau

Mẫu M1 Kích thước hạt Không tạo nhũ Phân bố tập hợp hạt Không tạo nhũ

M2 M3 M4 Không tạo nhũ Không tạo nhũ Hạt còn lớn , phân bố hạt chưa được đều lắm Không tạo nhũ Không tạo nhũ 13

M5 Hạt còn to, phân bố tập hợp hạt đã đều hơn 11

M5 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn 10

M7 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn 10

9

M8 M9 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn nhiều Hạt khá nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn nhiều 8

M10 Hạt rất nhỏ, phân bố tập hợp hạt rất đồng đều 4

M11 Hạt rất nhỏ, phân bố tập hợp hạt đồng đều 5

M12 Hạt nhỏ, phân bố tập hợp hạt khá đồng đều 7

M13 Hạt to, phân bố hạt tập hợp hạt không đều lắm 10

96 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

M14 Hạt khá to, phân bố tập hợp hạt không đều lắm 13

M15 Hạt to quá, phân bố tập hợp hạt không đều lắm 15

d( m)

14

12

10

8

6

4

2

0

Nhò(g)

0

2

4

6

8

Hình 21: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước hạt nhũ tương

bitum vào hàm lượng chất nhũ hoá

Từ các bảng số liệu 20,21 và các đồ thị hình vẽ 20,21 ta thấy:

+ Hàm lượng chất nhũ hoá ở trong khoảng từ 2g – 7g thì nhũ tương bitum

tạo thành là tốt nhất, có độ bền, độ ổn định cao nhất, kích thước hạt bé vầ

phân bố tập hợp khá đều do hàm lượng chất nhũ hoá lúc này vừa đủ để bao

quanh các giọt bitum ngăn cản sự kết lắng của các giọt bitum.

+ Các giá trị nằm ngoài khoảng trên đều cho kết qủa không tốt, độ bền

kém, kích thước hạt lớn và phân bố không đều. Do nếu ít chất nhũ hoá quá

thì không đủ để bao quanh các giọt bitum nên các giọt bitum vừa bị cắt bởi

cánh khuấy lại kết tụ với nhau ngay không thể tạo thành nhũ tương được,

còn nếu lượng nhũ tương mà nhiều quá thì lại gây ra hiện tượng đảo tướng

nhũ tương bitum.Tức là lúc này pha phân tán(bitum) đã trở thành môi

trường phân tán còn pha liên tục(nước) thì lại trở thành pha phân tán.

+ Lượng chất nhũ hoá tối ưu là 5g. Khi đó kích thước hạt nhỏ nhất (4),

thời gian xa lắng dài nhất (31 ngày). Tuy vậy ta vẫn có thể giảm hàm

97 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

lượng chất nhũ hoá xuống bằng cách thêm vài ml dung dịch CaCl210%

làm tăng độ ổn định của nhũ tương lên rất nhiều.

III.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bitum

Để khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng bitum đến chất lượng cũng như

khả năng tạo nhũ, ta sẽ cố định tất cả các thông số công nghệ mà chỉ thay đổi

hàm lượng nhũ tương bitum ta có kết quả như sau

Bảng 22: Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của thời gian sa lắng theo

lượng bitum

Mẫu Lượng Lượng Lượng Nhiệt Nhiệt Thời Thời

bitum nước độ độ gian gian xa chất

nước bitum khuấy lắng nhũ

hoá

5g 30g 40g 900C 1400C 40 phút 7 ngày M1

5g 35g 40g 900C 1400C 40 phút 12ngày M2

5g 40g 40g 900C 1400C 40 phút 17ngày M3

5g 45g 40g 900C 1400C 40 phút 25ngày M4

5g 50g 40g 900C 1400C 40 phút 31ngày M5

5g 55g 40g 900C 1400C 40 phút 31ngày M6

5g 60g 40g 900C 1400C 40 phút 25ngày M7

5g 65g 40g 900C 1400C 40 phút 15ngày M8

5g 70g 40g 900C 1400C 40 phút 9ngày M9

M10 5g 75g 40g 900C 1400C 40 phút 5ngày

M11 5g 80g 40g 900C 1400C 40 phút 0 ngày

98 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

t (ngµy)

35

30

25

20

15

10

5

Bitum(g)

0

0

20

40

60

80

Hình 22: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thời gian sa lắng vào lượng

Bitum

Đồng thời sử dụng kính hiển vi điện tử để xác định kích thước hạt và

phân bố giọt của các mẫu trên ta thu được bảng số liệu như sau

Bảng 23: Kết quả đo kích thước hạt của các mẫu nhũ tương bitum có hàm

lượng bitum khác nhau

M1 Hạt còn lớn, phân bố hạt chưa được đều lắm 13

M2 Hạt còn to, phân bố tập hợp hạt đã đều hơn 13

M3 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn 12

M4 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn 10

M5 Hạt đã nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn nhiều 7

M6 Hạt khá nhỏ, phân bố tập hợp hạt đều hơn nhiều 5

M7 Hạt rất nhỏ, phân bố tập hợp hạt rất đồng đều 4

M8 Hạt khá nhỏ, phân bố tập hợp hạt đồng đều 7

M9 Hạt nhỏ, phân bố tập hợp hạt khá đồng đều 8

M10 Hạt to, phân bố hạt tập hợp hạt không đều lắm 12

M11 Hạt khá to, phân bố tập hợp hạt không đều lắm 15

99 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

M12 Không tạo nhũ Không tạo nhũ

d ( m)

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Bitum(g)

0

50

100

Hình 23 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước hạt nhũ tương

bitum theo hàm lượng bitum

Từ bảng 21,22 và các đồ thị hình vẽ 21,22 ta thấy:

Khi hàm lượng bitum quá ít cho chất lượng nhũ không cao. Nguyên nhân

là do khi đó hàm lượng chất nhũ hoá quá lớn còn khi hàm lượng bitum vừa

phải tức là tỷ lệ nhũ / bitum phù hợp thì cho chất lượng nhũ khá tốt, kích

thước hạt nhỏ lại phân bố rất đều. Điều này có thề giải thích là tại tỷ lệ thích

hợp này tạo cho nhũ tương có độ nhớt tốt nhất do đó thời gian ổn định của

nhũ tương cũng được kéo dài hơn. Khi lượng nhũ tương vượt qua tỷ lệ này,

nhũ tương tạo ra không bền và tất nhiên là chất lượng sẽ không cao rồi.

Nguyên nhân là do vượt quá giá trị này thì độ nhớt lại tăng lên rất nhanh.

III.3. Kết quả ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn

Thời gian khuấy trộn có ảnh hưởng đến khả năng tạo kích thước hạt nhũ.

Thời gian khuấy trộn ít thì chưa kịp tạo ra các hạt nhũ có kích thước nhỏ, mịn,

còn thời gian khuấy trộn nhiều quá thì nước sẽ bị bay hơi nhiều, còn khả năng

xẩy ra hiện tượng đảo tướng do tác động cơ học lâu dài, do đó nhũ tạo thành

100 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

có chất lượng kém, độ ổn định không cao, đấy là chưa kể đến tốn thời gian và

năng lượng cho sự khuấy trộn.

Trong quá trình nghiên cứu em nhận thấy thời gian khuấy trộn đảm bảo

hiệu qủa tốt nhất là nên kéo dài từ 30-60 phút. 20 phút ban đầu ta sẽ dùng

máy khuấy sơ bộ để tạo nhũ, sau đó dùng máy khuấy có tốc độ lớn để khuấy

trộn tạo kích thước hạt nhỏ ( cỡ 1-5) và mịn. Máy khuấy này rất tốt nên ta

không cần phải mất nhiều thời gian.

III.4. Kết quả ảnh hưởng của độ PH

Bảng 24: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của độ PH đến quá trình tạo nhũ

Mẫu PH Lượng bitum Lượng nước Lượng chất nhũ hoá Nhiệt độ nước Nhiệt độ bitum Thời gian khuấy

M1 1 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M2 1,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M3 2 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M4 2,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M5 3 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M6 3,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M7 4 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M8 4,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M9 5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút Khả năng tạo nhũ Hơi Kém Gần được Rất tốt Gần được Rất kém Không tạo không tạo Không tạo Không tạo

Từ bảng số liệu trên ta thấy: Độ PH có ảnh hưởng rất lớn, quyết định đến

việc có chế tạo được nhũ tương bitum hay không. Sau một quá trình nghiên

cứu lâu dài đối với chất nhũ hoá đã tổng hợp là akyldiethanolamin (amin bậc

3), có thể kết luận PH phải bằng hoặc xấp xỉ bằng 2. Nếu PH lớn hơn hoặc

101 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

nhỏ hơn dù là rất nhỏ đều khó có khả năng tạo nhũ tương do nếu PH nhỏ thì

lớp điện tích kép tạo ra không đủ để chống lại sự lắng kết của các giọt bitum,

còn nếu PH lớn thì lại gây ra hiện tượng đảo tướng ngay lập tức. Vậy trong

quá trình chế tạo nhũ tương ta phải đặc biệt chú ý đến yếu tố này. Hơn nữa

đối với mỗi loại chất nhũ hoá chưa hẳn là độ PH đã như nhau.

III.5. Kết qủa ảnh hưởng của lượng CaCl210%

Bảng 25: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của CaCl2 đến quá trình tạo nhũ

Lượng Nhiệt Nhiệt Thời Thời Lượng Lượng chất nhũ độ độ gian gian xa Mẫu CaCl2 bitum nước hoá nước bitum khuấy lắng

40phú M1 0,5ml 5g 50g 40g 900C 1400C 35ngày t

40phú 1ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40ngày t

40phú M2 2m 5g 50g 40g 900C 1400C 42ngày t

40phú M3 3ml 5g 50g 40g 900C 1400C >47ngày t

40phú M4 4ml 5g 50g 40g 900C 1400C 45ngày t

40phú M5 5ml 5g 50g 40g 900C 1400C 42ngày t

102 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

t (ngµy)

CaCl2(ml)

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

0

1

2

3

4

5

6

Hình 25: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thời gian sa lắng vào lượng

CaCl2

Từ bảng số liệu 25 và đồ thị hình vẽ 25 có thể thấy :

Lượng dung dịch CaCl2 cho thêm vào trong quá trình chế tạo nhũ tương có

ý nghĩa hết sức to lớn, chỉ với một lượng rất nhỏ (3ml) nó làm tăng thời gian

sa lắng lên đáng kể tới trên 47 ngày. Bởi chính CaCl2 là chất làm tăng lớp điện

tích kép và tăng trọng lượng riêng của nhũ tương bitum chính vì thế nó làm

tăng độ ổn định của nhũ, kéo dài thời gian sa lắng và cũng nhờ CaCl2 ta có thể

giảm hàm lượng chất nhũ hoá trong nhũ tương mà thời gian sa lắng vẫn kéo

dài.

III.6. Kết quả ảnh hưởng của kích thước hạt nhũ

Kích thước hạt nhũ có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất, phẩm chất, độ bền,

độ ổn định của nhũ tương bitum. Khi kích thước hạt càng nhỏ (cỡ từ 1-6) thì

chất lượng nhũ càng cao, độ ổn định của nhũ càng lâu. Từ các bảng số liệu

trên có thể thấy rằng : Ảnh hưởng của kích thước hạt đến độ bền và độ ổn

định của nhũ tương là rất lớn. Bởi kích thước hạt nhũ càng lớn thì khả năng

kết tụ và xa lắng càng tăng. Do đó nhũ tương không được ổn định, ngược lại

những hạt có kích thước nhỏ thì khả năng kết tụ thấp do đó độ bền cũng được

lâu hơn.

III.7. Kết quả đo độ nhớt của nhũ tương bitum

103 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Ta kiểm tra độ nhớt của nhũ tương bitum bằng cách đo độ nhớt Engler ở

nhiệt độ phòng 250C.

Bảng 26: Kết quả đo độ nhớt Engler của nhũ tương bitum

Mẫu Lượng bitum(g) Độ nhớt Engler(g)

40 2 M1

45 3 M2

50 4 M3

55 5 M4

60 11 M5

§é nhít

14

12

10

8

6

4

2

0

bitum(g)

0

80

40

20

60 Hình 26: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ nhớt vào hàm lượng Bitum

65 13 M6

Từ bảng số liệu 24 và đồ thị hình vẽ 24 ta thấy: Khi hàm lượng bitum tăng

trong khoảng từ 40-60 thì độ nhớt Engler của nhũ tương cũng tăng lên nhưng

tăng chậm từ 2-5. Nhưng khi hàm lương nhũ tương vượt quá 60g thì chỉ cần

tăng một lượng nhỏ bitum cũng làm cho độ nhớt của nhũ tương tăng lên rất

nhiều. Chính vì sự phụ thuộc chặt chẽ của độ nhớt vào lượng bitum mà ta có

tăng giảm độ nhớt bằng cách thay đổi hàm lượng bitum. Ngoài ra có thể thay

104 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

đổi độ nhớt bằng việc thay đổi lưu lượng dòng của các pha vào thiết bị khuấy

trộn trong quá trình tạo nhũ.

III.8. Kết quả đo chỉ số phân tách của nhũ tương cation

Ta lấy mẫu nhũ tương nhựa bitum tốt nhất để xác định chỉ số phân tách

các thông số xác định được trong quá trình thí nghiệm là : m= 43,4%

lượng đá 100,07g.

+ Trọng lượng bình thí nghiệm+đá thử nghiệm+ que sắt là M1= 120,43g

+ Lượng nhũ rót vào là m’=100g

+ Khối lượng sau khi sấy là M2=173,38g

+ Khối lượng bitum: m2 (g) tương ứng với khối lượng nhũ tương

m2=(100-m1)(m’/100)=(100-43,4)(100/100)=56,6

Vậy chỉ số phân tách IR bằng

IR=(M2-M1)/m2.100%=(173,38-120,43)/56,6.=0.9356

Kết quả xác định chỉ số phân tách cho thấy : Khi ta phối trộn nhũ tương

bitum cation với cốt liệu khả năng bám dính của nhũ tương cation lên bề mặt

cốt liệu là rất tốt, làm cho nhũ tương có khả năng phân tách nhanh.

III.9. Kết quả xác định kích thước hạt và mật độ phân bố bằng kính hiển

vi quang học

Để xác định kích thước hạt nhũ ta dùng kính hiển vi quang học loại với vật

kính X100, thị kính X10. Nhờ vào việc đo kích thước hạt ta sẽ quan sát được

mật độ phân bố của nhũ tương nhựa bitum

Dưới đây hình ảnh về nhũ tương nhựa bitum mà ta đã làm ra sau khi được

chụp trên kính hiển vi điện tử.

105 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

Hình 27: Kết quả chụp SEM

Từ hình ảnh chụp mẫu nhũ tương bitum tốt nhất ( lượng chất nhũ hoá =

5g, lượng bitum = 50g, lượng H2O = 40g, PH=2, CaCl2= 3ml) ta thấy các hạt

bitum có kích thước khá nhỏ và phân tán rất đồng đều chứng tỏ chất lượng

nhũ là khá tốt.

IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NHŨ TƯƠNG BITUM ĐỐI

VỚI CHẤT NHŨ HOÁ CỦA CỦA MỸ

Hiện nay trên thị trường thế giới đã có bán khá nhiều loại chất nhũ hoá.

Một trong những loại chất nhũ hóa phổ biến đó là chất nhũ hoá cation của

nước Mỹ có tên thương mại là INDULIN.DE-41. Để tìm hiểu xem hiệu quả

của chất nhũ hoá đã được áp dụng trong sản xuất công nghiệp và cũng là để

so sánh với chất nhũ hoá mà chúng ta đã tổng hợp được. Chúng em đã mua và

thử nghiệm đối với loại mẫu nhũ hoá này. Do thời gian có hạn em chỉ khảo

sát ảnh hưởng của hàm lượng chất nhũ hoá, hàm lượng bitum, độ PH và

lượng CaCl2 đến thời gian sa lắng của nhũ tương bitum cation của Mỹ.

106 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

IV. 1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng nhũ DF-41

Bảng 26: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất nhũ hoá đến

thời gian xa lắng (Đối với chất nhũ hoá của Mỹ)

Mẫu Lượng bitum Lượng nước

Lượng chất nhũ hoá 0,5g 1g 1,5g 2g 2,5g 3g 3,5 4g 4,5g 5g 5,5g 6g 6,5g 7g 8g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 50g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g Nhiệt độ nước 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C Nhiệt độ bitum 140oC 140oC 140oC 140oC 1400C 140oC 140oC 140oC 140oC 140oC 140oC 140oC 1400C 1400C 1400C Thời Thời gian sa gian lắng khuấy 40phút 1 ngày 40phút 3 ngày 40phút 5 ngày 40phút 12ngày 40phút 17ngày 40phút 25ngày 40phút 34ngày 40phút 34ngày 40phút 29ngày 40phút 27ngày 40phút 17ngày 40phút 12ngày 6ngày 40phút 0ngày 40phút kém 40phút

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 Từ bảng 28 ta nhận thấy: Mẫu chất nhũ hoá DF-41 đã có hiệu quả rất

tốt, ngay khi lượng chất nhũ hoá chỉ là 0,5g đã tạo được nhũ tương bitum dù

thời gian sa lắng chỉ là 1 ngày, tiếp theo khi ta tăng hàm lượng chất nhũ hoá

lên thì thời gian sa lắng cũng tăng lên và đạt cực đại là 34 ngày khi lượng chất

nhũ hoá là 3,5-4g. Sau đó tăng lượng chất nhũ hoá lên nữa thì thời gian sa

lắng giảm xuống đến 7g thì không tạo nhũ nữa.

IV.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bitum

Bảng 29: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bitum đến thời

gian sa lắng ( Đối với chất nhũ hoá của Mỹ)

Lượng Nhiệt Nhiệt Thời Lượng Lượng Mẫu chất nhũ độ độ gian bitum nước Thời gian xa lắng hoá nước bitum khuấy

107 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

M1 4g 30g 40g

M2 4g 35g 40g

M3 4g 40g 40g

M4 4g 45g 40g

M5 4g 50g 40g

M6 4g 55g 40g

M7 4g 60g 40g

M8 4g 65g 40g

M9 4g 70g 40g

M10 4g 75g 40g

4g 80g 40g 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 900C 1400C 40 phút 4ngày 1400C 40 phút 12ngày 1400C 40 phút 17ngày 1400C 40 phút 21ngày 1400C 40 phút 34ngày 1400C 40 phút 33ngày 1400C 40 phút 33ngày 1400C 40 phút 18ngày 1400C 40 phút 9ngày 1400C 40 phút 12ngày 1400C 40 phút 2 ngày

M11

Từ bảng 27 ta nhận thấy:

+ Hàm lượng bitum ảnh hưởng đến độ bền của nhũ tương đối với mẫu nhũ

Mỹ là khá giống mẫu nhũ của chúng ta.

+ Tăng hàm lượng bitum từ 30g lên thì thời gian sa lắng cũng tăng theo và

đạt cực đại khi lượng bitum là 50g sau đó tăng lượng bitum lên tiếp đến

tận 65g thì thời gian sa lắng vẫn khá lâu đến 33 ngày.

+ Việc hàm lượng bitum trong nhũ tương khá cao mà vẫn tạo nhũ có độ ổn

định tốt cho thấy chất nhũ hoá của Mỹ có tác dụng nhũ hoá tốt.

IV.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ PH

Bảng 30: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng PH đến thời gian sa lắng

( Đối với chất nhũ hoá của Mỹ)

Mẫu PH Lượng bitum Lượng nước Lượng chất nhũ hoá Nhiệt độ nước Nhiệt độ bitum Thời gian khuấy Khả năng tạo nhũ

Rất M1 1 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút

M2 1,5 5g 50g 40g 900C Tốt 1400C 40phút Rất

108 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

tốt

M3 2 50g 40g 900C 1400C 40phút Rất tốt 5g

M4 2,5 50g 40g 900C 1400C 40phút 5g Không được

5g M5 3 50g 40g 900C 1400C 40phút Không được

M6 3,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút Không được

M7 4 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút Không tạo

M8 4,5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút Không tạo

M9 5 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút Không tạo

Từ bảng 30 ta thấy

+ Đối với chất nhũ hoá DF-41 độ PH cũng có ảnh hưởng rất chặt chẽ đến

quá trình tạo nhũ tương bitum cation.

+ Ở đây để tạo được nhũ tương bitum khoảng PH =1-2 . Tức là đã có sự xê

dịch rộng hơn so với chất nhũ hoá của ta. Tuy nhiên vẫn cần phải khống

chế sát sao thông số này. Trong quá trình thí nghiệm em nhận thấy rằng

đối với cả mẫu nhũ của Mỹ và của ta, PH tuyệt đối không được quá 2. Nếu

không nhũ tương bitum cation khó mà tạo ra được.

IV.4. Kết qủa ảnh hưởng của lượng CaCl210%

Bảng 31. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của CaCl2 đến thời gian sa lắng

( Đối với chất nhũ hoá của Mỹ)

Lượng Nhiệt Nhiệt Thời Thời Lượng Lượng chất nhũ độ độ gian gian xa Mẫu CaCl2 bitum nước hoá nước bitum khuấy lắng

M1 0,5ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

109 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

M2 1ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

M3 2m 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

M4 3ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

M5 4ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

M6 5ml 5g 50g 40g 900C 1400C 40phút >37ngày

Từ bảng trên ta thấy : Cũng giống như mẫu ta, khi cho dung dich muối

CaCl210% vào thì thời gian sa lắng của các giọt bitum trong nhũ tương tăng

lên khá nhiều lên tới trên 37 ngày và hiện nay vẫn chưa bị sa lắng. Do thời

gian làm thí nghiệm có hạn nên em không thể theo dõi thêm được thời gian sa

lắng còn tăng đến đâu.

V. SO SÁNH HAI CHẤT NHŨ HOÁ

So sánh chất nhũ hoá của Mỹ ( kí hiệu là DF-41) với chất nhũ hoá của

ta Alkydiethanolamin ( kí hiệu là ADEM-BK-2004) ta phải thừa nhận rằng

chất nhũ hoá của Mỹ là tốt hơn của ta. Hàm lượng chất nhũ hoá trong nhũ

tương thấp hơn (< 4g) mà độ bền cũng lâu hơn. Trong quá trình làm thí

nghiệm em cũng nhận thấy chất nhũ hoá DF-41 hoạt động bề mặt tốt hơn, tạo

nhiều bọt hơn nhưng do sự tạo quá nhiều bọt mà trong quá trình chế tạo nhũ

tương cũng gặp phải không ít khó khăn như giải quyết vấn đề phá bọt …

Mặc dù vậy quá trình nghiên cứu của chúng ta vẫn chưa nhiều cho nên

kết quả đạt được như vậy là cũng khá khả quan. Để hoàn thiện đề tài này cần

được nghiên cứu thêm nữa trước khi áp dụng vào thực tiễn sản xuất công

nghiệp. Các thiết bị thí nghiệm cần được cải tiến hơn nữa để thu được kết quả

chính xác hơn.

110 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

111 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

KẾT LUẬN

Sau quá trình nghiên cứu đề tài: Tổng hợp chất nhũ hoá và chế tạo nhũ

tương bitum, em rút ra những kết quả sau

1. Quá trình thuỷ phân dầu

Thu được axit oleic và axit linoleic từ quá trình thuỷ phân dầu lạc, dầu sở

và dầu hướng dương với hiệu suất và độ tinh khiết cao.

+ Đối với dầu lạc và dầu sở: Thuỷ phân với H2O, các thông số tối ưu đã

tìm được là:

- Lượng dầu= 200(g)

- Lượng H2O = 60(g)

- Lượng H2SO4= 5(g) - Nhiệt độ = 1000C

- Lượng chất hoạt động bề mặt LAS = 4(g)

- Thời gian phản ứng = 180 phút

+ Đối với dầu hướng dương: Thuỷ phân KOH, các thông số tối ưu đã tìm

được là

- Lượng dầu= 30(g)

- Lượng KOH=19(g) - Nhiệt độ = 850C

Thời gian phản ứng = 90 phút

2. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá

Đã tổng hợp thành công 2 loại chất nhũ hoá đi từ gốc axit béo oleic và axít

linoleic với hiệu suất rất cao và tác dụng tạo nhũ tốt.

Các điều kiện tối ưu đã tìm được là:

- Lượng axít béo = 150(g)

- Lượng diethanolamin = 65(g) - Nhiệt độ : 1400C

- Thời gian : 5 giờ

112 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

3. Chế tạo thành công nhũ tương bitum cation với độ bền và độ kết dính khá

cao, có khả năng ứng dụng với các công trình giao thông, xây dựng.

Các thông số tối ưu đã tìm được là:

- Chất nhũ hoá gốc axít oleic hoặc linôleic

- Lượng chất nhũ hoá = 5(g)

- Lượng bitum = 50(g)

- Lượng H2O = 40(g)

- Lượng CaCl210% = 3ml

- PH = 2

Với những điều kiện trên nhũ tương bitum thu được là tốt nhất

PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI:

1. Tiếp tục kiểm định các tính chất của nhũ tương bitum cation đã chế tạo

để hoàn thiện phương pháp thi công.

2. Tìm cách tăng độ ổn định của nhũ tương bitum cation

3. Nghiên cứu tổng hợp thêm những chất hoạt động bề mặt cation có tác

dụng nhũ hoá tốt hơn nữa.

113 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1- Đỗ Huy Thanh. Luận án tiến sĩ hoá học. Nghiên cứu sử dụng một số dầu

thực vật sẵn có ở Việt Nam làm dầu gốc cho dầu bôi trơn.

2- Nguyễn Minh Tuyển. Cấu tạo tập hợp hạt trong kỹ thuật và trong tự

nhiên.Tạp chí hoá học.T19,N04(1981).

3- Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm. Cấu trúc tập hợp hạt trong tự

nhiên, trong kỹ thuật và biến dạng của chúng trong quá trình chế biến hoá

học. Hội nghị hoá học toàn quốc lần I(1981).

4- Nguyễn Minh Tuyển. Các phương pháp triển khai công nghệ hoá học

.NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1987.

5- Doãn Minh Tân, Vũ Đức Chính. Giới thiệu vật liệu làm đường và nhũ

tương nhựa đường dùng trong xây dựng đường ôtô.

6- VoisutkiS.S. Hoá học chất keo T1,T2.Lê Nguyên Tảo dịch . NXB đại học

và trung học chuyên nghiệp.Hà Nội 1973.

7- Colas.Nhũ tương Bitum , Đại cương và ứng dụng. Nguyễn Xuân Mẫn dịch

NXB Khoa học và kỹ thuật.1995.

8- Nguyễn Hạnh.Cơ sở lý thuyết hoá học,PhầnII.NXB Giáo dục Hà

Nội.1992.

9- Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá học.T1, T2,NXB Khoa học và

kỹ thuật Hà Nội .1992.

10- Nguyễn Xuân Đào. Nghiệm chứng nhựa đường chemerete asphalt mới

và đường ôtô Việt Nam.TCGTVT và bưu điện , No4.1992.

11- Hội thảo kỹ thuật nhựa đường ESSO.1997.

12- Hội thảo kỹ thuật nhựa đường Caltẽ.1998.

13- Ngô Kim Định. Luận án tiến sĩ hoá học. Nghiên cứu cấu trúc tập hợp hạt

trong quá trình kết tinh áp dụng cho các hệ CaCO3 , BaCO3 và BaSO4.

Hà Nội 1999.ViệnKHKTGTVT.1995

114 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

14- Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang. Một số kiến thức cơ bản về

nhựa đường dùng trong xây dựng đường ôtô. Trường ĐHGTVT, N08.1995.

15- Phan Đình Tuấn . Mô hình hoá quá trình chiết lỏng – lỏng trên thiết bị

chiết dạng tháp đĩa xung. Luận án tiến sĩ hoá học.1998. Elulsion. Theory

and Practice, Reinhold pubishing corporation by Paul Bercher, Atlas

Chemical Industrial, Inc.

16- Đỗ Quí Sơn. Phương trình về sự phụ thuộc của sức căng bề mặt vào kích

thước giọt lỏng.

17- Nguyễn Minh Tuyển. Các máy khuấy trộn trong công nghiệp. NXB

Khoa học và kỹ thuật 1987.

18- Tính chất kỹ thuật dầu mỏ thành phần. Tổng cục vật tư kỹ thuật.

19- Emulsions and Emulsions technology edited by KennethJ.Lissant.

Marcel Delkker, Inc. Newyork.1974.

20- Siber Hegner and Co. Ltd. The mastersizer family of particale

characterization systems. Hanoi 1996.

21- Edmund MA. Seminar on paricle characterization. Hanoi 1996.

22- K. Bert, H. Ederer, T.L. Isenhour. Computer application of chemistry.

VCH publishers, New york 1998.

23- Schawartz, AM, and Perry, J.W surface active Agents. New york.

Interscience Publishers, Inc, 1949; cf, also Schwartz, AM and Perry J.W

and Berch, J. surface active Agents and Detergents, New york.

Intersicience Publishers, Tnc. 1953.

24- Alexander A.E and Jonhson TP, “ colloid sicience ”. I. Pt. 43-848,

London, Oxford University. Press. 1949.

25- Coehn, A, Ann. Physik 66,217 (1898).

26- Shuman. JH and Cockbain, E.G Trans Faraday SOC. 36,661 (1940).

27- Emulsions Sicience. Ed by Philip Sherman.Lond.N.Y.Acadpr…

115 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

28- Surfactants, acomprehensive guide. Publish and edited in Japan by Kao

coporation, Newyork N.Y.1991.

29- Bitum, asphalt, and tar sands. NXB: ASTM… Elsevier Saent public,

1978.

30- Kirt- Othmer. Encyclopedia of chemical technology, vol 1,2,7,8.

31- Gouy, G, Compt, Ren, 149,654(1909); J, phys. Radium9, 457 (1910),

Also Chapman, D, Phyl, Mag 25, 474(1913).

32- W.C Grifin in Kirk-othmer “ Encyclopedia of chemical technology ”.

Vol 5 Intersicience Encyclopedia, Inc New york 1950.

33- The Shell Bitumen Industrial Handbook. 1995.

116 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44