I. TÍNH CHẤT HÓA LÝ
1. Tính chất vật lý
- Công thức hóa học: C₂HCl₃ (CHCl=CCl₂)
- Khối lượng phân tử: 131.39 g/mol
- Trạng thái: Chất lỏng không màu, trong suốt
- Mùi: Mùi ngọt đặc trưng, giống chloroform
- Điểm sôi: 87°C (189°F)
- Điểm nóng chảy: -84.7°C
- Tỷ trọng: 1.46 g/cm³ (25°C) - nặng hơn nước
- Độ hòa tan trong nước: 1.28 g/L (25°C) - ít tan
- Áp suất hơi: 58 mmHg (20°C)
- Điểm chớp cháy: Không cháy ở điều kiện thường
- Độ nhớt: 0.57 cP (25°C)
2. Tính chất hóa học
a) Cấu trúc phân tử:
- Là alkene halogen hóa với liên kết đôi C=C
- Có 3 nguyên tử chlorine làm tăng tính phân cực
b) Phản ứng đặc trưng:
- Phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt: TCE + UV/O₂ → phosgene (COCl₂) + HCl
- Phản ứng với base mạnh: Tạo dichloroacetylene (chất nổ)
- Oxy hóa: Tạo acid trichloroacetic và phosgene
- Khử: Có thể khử thành dichloroethylene
c) Tính ổn định:
- Ổn định ở điều kiện thường nhưng phân hủy dưới ánh sáng UV
- Không ổn định với kiềm mạnh
- Tương thích với hầu hết kim loại trừ nhôm, magie (khi có nước)
II. ỨNG DỤNG TẨY RỬA DẦU MỠ
1. Nồng độ TCE trong các ứng dụng tẩy rửa
| Ứng dụng | % TCE | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tẩy rửa hơi (Vapor Degreasing) | 95-100% | TCE nguyên chất hoặc gần nguyên chất |
| Tẩy rửa ngâm nguội | 85-95% | Có thể pha thêm surfactant |
| Tẩy rửa phun | 80-90% | Kết hợp với áp suất cơ học |
| Công thức tẩy rửa thương mại | 50-80% | Pha với dung môi khác (methylene chloride, perchloroethylene) |
| Tẩy rửa điện tử | 90-98% | Độ tinh khiết cao |
2. Cơ chế tẩy rửa dầu mỡ
Nguyên lý hoạt động:
- Hòa tan phi cực: TCE có độ phân cực thấp, hòa tan tốt dầu mỡ, mỡ động vật, dầu khoáng
- Hệ số phân bố: Log P = 2.42 (ưa mỡ cao)
- Sức căng bề mặt thấp: 29 dyne/cm → thấm sâu vào khe hở
- Khả năng bay hơi nhanh: Không để lại cặn
Hiệu quả tẩy rửa:
- Dầu khoáng: 99%
- Mỡ động vật: 95-98%
- Wax, paraffin: 98%
- Dầu silicone: 85-90%
3. Phương pháp tẩy rửa
a) Vapor Degreasing (Tẩy rửa hơi) - Phổ biến nhất
- Đun sôi TCE tạo hơi
- Chi tiết ngâm trong vùng hơi
- Hơi ngưng tụ trên bề mặt lạnh → cuốn dầu mỡ
- Hiệu quả: 99%, không cần chà rửa
b) Cold Cleaning (Ngâm nguội)
- Ngâm chi tiết trong TCE lỏng
- Có thể kết hợp siêu âm
- Nhiệt độ: 20-40°C
c) Spray Cleaning (Tẩy phun)
- Phun TCE dưới áp suất cao
- Kết hợp lực cơ học và hóa học
III. ỨNG DỤNG TRONG CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP
1. Ngành Cơ khí - Kim loại (40-50% thị trường)
Ứng dụng:
- Tẩy dầu mỡ chi tiết gia công chính xác
- Làm sạch vòng bi, bánh răng, piston
- Chuẩn bị bề mặt trước mạ, sơn
- Tẩy dầu công nghiệp sau dập, phay, tiện
Ưu điểm:
- Không ăn mòn kim loại
- Làm sạch nhanh, không cần chà
- Thấm sâu vào khe hở nhỏ
2. Ngành Điện tử (15-20%)
Ứng dụng:
- Tẩy flux sau hàn mạch in
- Làm sạch linh kiện bán dẫn
- Tẩy dầu trên connector, relay
- Làm sạch đầu đọc ổ cứng (trước đây)
Đặc điểm:
- Độ tinh khiết cao (>99%)
- Không dẫn điện
- Bay hơi nhanh, không để cặn
3. Ngành Hàng không - Vũ trụ (10-15%)
Ứng dụng:
- Tẩy rửa động cơ phản lực
- Làm sạch linh kiện thuỷ lực
- Tẩy dầu ổ đỡ chính xác cao
- Làm sạch sensor, van điều khiển
Yêu cầu:
- Tiêu chuẩn MIL-SPEC
- Không để lại cặn ion
- Tương thích với hợp kim đặc biệt
4. Ngành Dệt may (10-15%)
Ứng dụng:
- Tẩy sáp, mỡ khâu trên vải
- Làm sạch thiết bị dệt
- Dry cleaning (giặt khô) - đã bị thay thế
5. Công nghiệp Hóa chất (10-12%)
Ứng dụng:
- Dung môi chiết xuất trong sản xuất dược phẩm
- Tổng hợp hữu cơ (trung gian phản ứng)
- Sản xuất chất làm lạnh (HFC-134a)
- Chiết caffeine từ cà phê (trước đây)
6. Ngành Ô tô (5-8%)
Ứng dụng:
- Tẩy dầu động cơ, hộp số
- Làm sạch phụ tùng tái chế
- Tẩy rửa khuôn mẫu
- Làm sạch bơm nhiên liệu
7. Các ngành khác (5-8%)
- Y tế: Tẩy rửa thiết bị (bị hạn chế)
- In ấn: Làm sạch trục lăn
- Quang học: Tẩy rửa thấu kính
- Phòng thí nghiệm: Dung môi phân tích
IV. ƯU - NHƯỢC ĐIỂM
Ưu điểm:
✓ Khả năng hòa tan dầu mỡ xuất sắc ✓ Không cháy nổ ✓ Bay hơi nhanh, làm khô nhanh ✓ Không để lại cặn ✓ Tương thích với hầu hết kim loại ✓ Chi phí thấp hơn so với dung môi thân thiện môi trường
Nhược điểm:
✗ Độc tính cao: Gây ung thư (Group 1 - IARC) ✗ Hại gan, thận, thần kinh ✗ Ô nhiễm môi trường (không phân hủy sinh học) ✗ Bị kiểm soát chặt chẽ bởi EPA, EU ✗ Phân hủy tạo phosgene độc
V. TÌNH HÌNH HIỆN NAY VÀ XU HƯỚNG
1. Quy định pháp luật
- EU: Cấm hoặc hạn chế nghiêm ngặt (REACH)
- Mỹ: EPA hạn chế mạnh, cấm nhiều ứng dụng
- Việt Nam: Có trong danh mục hạn chế
2. Chất thay thế
- n-Propyl bromide (nPB)
- Modified alcohols
- Hydrocarbon solvents
- Aqueous cleaning (tẩy rửa nước)
- Supercritical CO₂
3. Xu hướng thị trường
- Giảm mạnh ở các nước phát triển
- Còn sử dụng ở một số nước đang phát triển
- Thị trường toàn cầu giảm 5-8%/năm
VI. KHUYẾN NGHỊ AN TOÀN
Nếu vẫn phải sử dụng TCE:
- Bảo hộ lao động:
- Găng tay nitrile/neoprene
- Mặt nạ phòng độc với phin hữu cơ
- Quần áo chống thấm
- Hệ thống thông gió cưỡng bức
- Giới hạn phơi nhiễm:
- OSHA PEL: 100 ppm (8h)
- ACGIH TLV: 10 ppm (8h)
- Xử lý chất thải:
- Thu gom đúng quy định
- Tái chưng cất tái sử dụng
- Xử lý tại cơ sở có giấy phép
Kết luận: TCE từng là "vua dung môi" trong tẩy rửa công nghiệp nhờ hiệu quả vượt trội. Tuy nhiên, do độc tính và áp lực môi trường, ngành đang chuyển dịch mạnh sang các giải pháp xanh hơn. Khuyến nghị nghiên cứu các chất thay thế cho ứng dụng cụ thể của bạn, hoặc chuyển sang công nghệ tẩy rửa nước kết hợp siêu âm - xu hướng tương lai của ngành.
Dịch
