Biocide trong sản xuất sơn nước
1- Giới thiệu
Việc sử dụng các biocide làm các phụ gia của sơn hiện nay đang nổi lên các tranh luận nóng bỏng. Các tranh luận này liên quan đến việc bảo vệ môi trường và các hậu quả liên quan đến sự tương thích với môi trường và sự cân bằng kinh tế. Đôi khi các công thức “mới” lý tưởng mà chúng dựa vào nước thay thế các dung môi khác cần phải sử dụng của các biocide để ngăn ngừa sự hư hỏng nhanh của sơn. Đối với các nguyên nhân đã được chứng minh bằng tài liệu, việc sử dụng các chất hoá học hiệu quả cao như các hợp chất hữu cơ thuỷ ngân hiện nay đã bị cấm ở đa số các nước. Mặc dù sự hoạt động của các chất này cực kỳ rộng rãi và một nồng độ nhỏ được sử dụng, nhưng giá trị độc hại – kinh tế của chúng không được chấp thuận. Trong mối quan hệ với các thành phần hoạt tính mới và các thành phẩm của chúng khái niệm tổng quát của các chất diệt vi khuẩn thường được sử dụng. Tuỳ thuộc vào các hiệu quả riêng biệt của chúng, chúng có thể được phân chia thành các chất diệt vi khuẩn, chất diệt nấm và chất diệt tảo. Các thành phần hoạt động sinh học này thường có một lĩnh vực hoạt động riêng. Từ quan điểm kinh tế - độc hại , đa số chúng có thể được xem xét có ít độc hại hơn so với các chất sử dụng trước đây, và chúng thoả mãn các yêu cầu riêng biệt hoặc trong hợp chất với các chất hoạt động sinh học khác. Tuỳ thuộc vào lĩnh vực sử dụng của chúng, chúng có thể được gọi là các chất bảo quản trong thùng hoặc bảo vệ màng sơn. Ngay cả với sự giới thiệu các chất “thế hệ mới” này các tranh luận về tác động môi trường của chúng vẫn tiếp diễn, và các chất hoạt động sinh học vẫn đang bị chỉ trích. Trong khi một vài người hỏi các chất hoạt động này có thực sự cần thiết không, những người khác cố gắng tìm ra tại sao có các vấn đề vi khuẩn mặc dù đã sử dụng các chất hoá hocj này. Đưa đến điều quan trọng nhất đầu tiên : tác động môi trường của các chất diệt khuẩn hiện đại ( số lượng sử dụng : 0,05 đến 4%, trừ chống rỉ ), khi chúng được sử dụng theo các chỉ dẫn, là rất thấp.
Một điều rõ ràng là, chúng ta cần sử dụng các chất diệt khuẩn; hậu quả của việc không sử dụng chúng có thể nhìn thấy trong cuộc sống hàng ngày : các thùng sơn bị thối vì chúng không sử dụng thêm cái gì, các bức tường bị mốc, các bề mặt bên trong được bao phủ bởi tảo – các kết quả không mong muốn bởi vì chúng có tác dụng tiêu cực lên hình ảnh của nhà sản xuất và làm cho các cố gắng tạo ra sản phẩm và sự gia công kém đi . Tỷ lệ của của các chất diệt khuẩn trong công thức là rất nhỏ và không phải là một nhân tố giá thành quyết định đối với sơn. Để bảo vệ chức năng và giá trị của chúng, dẫu sao, chất diệt khuẩn là cần thiết. Trong phần này các chất diệt khuẩn, diệt nấm, và diệt tảo, mà chúng được sử dụng trong cả hai mục đích bảo quản trong thùng và bảo vệ màng sơn, sẽ được mô tả. Để ngăn ngừa bất cứ sự thiếu hiểu biết, các thuật ngữ quan trọng nhất sẽ được trình bày vắn tắt.
2- Các định nghĩa
Tảo
Tảo là một nhóm thực vật mà chúng chứa các sinh vật có các màu khác nhau; từ quan điểm tiến hoá, chúng được đặc trưng bằng nguồn gốc. Tảo có khả năng tự ăn, thông qua quá trình tổng hợp ánh sáng. Các thân rau của tảo chứa một hoặc nhiều mạng; chúng có dạng như sợi chỉ hoặc các mặt phẳng mỏng; các dạng cao hơn có liên quan phức tạp của tổ chức bên trong , có mặt các ống dịch chuyển . Các mạng luôn luôn chứa các nhân ( tế bào ). Chúng xuất hiện ở biển, trong nước sạch, trong những chỗ bị ẩm như trên các bức tường ẩm ướt, trên sàn nhà, và trong tuyết. Tảo sống cộng sinh với nấm được gọi là địa y.
Vi khuẩn
Chúng chủ yếu là các vi sinh vật đơn bào không có nhân ( đường kính của chúng đôi khi nhỏ hơn 0,001 mm ). Chúng nhân lên bằng cách phân chia đơn giản hoặc trong vài trường hợp thông qua sự nảy chồi. Vài vi khuẩn được biểu thị bởi dạng roi, với dạng này chúng dịch chuyển thuận lợi. Với một vài ngoại lệ, các tế bào của vi khuẩn được bao quanh bởi tế bào của thành rắn hoặc bán rắn, điều này làm chúng ở dạng bền vững. Tuỳ thuộc vào các dạng khác nhau của chúng, vi khuẩn có thể được tập hợp trong các nhóm sau : khuẩn cầu ( hình cầu ), khuẩn roi ( que ), khuẩn xoắn ( dạng xoắn ). Sự phân nhóm của vi khuẩn tuỳ thuộc vào phương pháp biến màu Gram trong gram – dương tính và gram - âm tính của vi khuẩn dựa trên sự khác nhau của cấu trúc trong tế bào của thành. Vài loài của vi khuẩn có thể tạo thành dạng các nội bào tử, được hiểu nôm na là các bào tử. Các bào tử là các dạng thường xuyên của vi khuẩn, mà các dạng này là đặc biệt quan trọng bởi vì chúng thường xuyên chống lại các điều kiện môi trường không thuận lợi ( nóng, lạnh, khô, tác động hoá học ). Vi khuẩn khác nhau có các cách ăn ( nuôi dưỡng ) khác nhau . Như với các cây xanh, vài loài sử dụng ánh sáng như một nguồn năng lượng và thoả mãn nhu cầu của chúng đối với carbon bằng carbon dioxide từ không khí. Các loài khác nhận được năng lượng cần thiết từ sự ô xy hoá của các chất vô cơ ( như ammonia được ô xy hoá thành nitrit bởi các loài vi khuẩn Nitrosomonas ). Dầu sao đa số các loài vi khuẩn nhận được nhu cầu của chúng đối với năng lượng và carbon bằng các đơn chất hữu cơ, như vi khuẩn được tìm thấy trong môi trường trung tính đến hơi kiềm. Liên quan đến nhiệt độ, giới hạn thấp hơn đối với sự phát triển của chúng là điểm tự do của tế bào của chúng bị phá huỷ và giới hạn cao hơn là điểm sôi của nước. Do sự khác nhau của các cách ăn của chúng, vi khuẩn được tìm thấy hầu như ở mọi nơi.
Các chất bảo quản ( bảo vệ )
Các chất bảo quản được định nghĩa là các chất mà chúng bảo vệ chất lượng của sản phẩm mà các sản phẩm này không có ý định sử dụng ngay. Những chất này có thể có một tính bền vững sinh học /hoặc và hoạt động sinh học trong một môi trường bị phá hoại bởi các vi sinh vật. Nhu cầu này được xuất hiện , bởi vì các chất ngăn ngừa các quá trình hoá học hoặc vật lý, như ô xy hoá, sự thuỷ phân, polymer hoá, sự tách pha, và sự khô cũng được coi là các chất bảo quản , trong ý nghĩa rộng hơn của từ này.
Các chất bảo quản là các chất , mà chúng ngay ở nồng độ thấp , ngăn cản được sự sinh sôi của và các vi sinh vật. Vi sinh vật không cần thiết phải bị tiêu diệt, chúng đủ để ngăn vi sinh vật sinh sôi. Chúng được coi là quan trọng của tình trạng sạch sẽ trong điều kiện thuận lợi của sản phẩm, dù vậy, hiển nhiên là đa số các trường hợp đều mong muốn tiêu diệt các vi sinh vật càng nhanh càng tốt. Danh mục các yêu cầu của sự bảo quản bao gồm một lĩnh vực hoạt động rộng lớn ( nghĩa là hiệu quả chống lại tất cả vi khuẩn mà chúng làm giảm tính bền vững của sản phẩm ) như khả năng tương thích tốt với sơn, tính bền hoá học, độc tính thấp đối với các động vật có vú, và các tính chất kinh tế - độc hại thuận lợi. Những phương pháp có thể mà trong chúng các chất chống vi sinh vật được ứng dụng trong sơn và công nghiệp sản xuất sơn sẽ được đề cập đến dưới đây.
Các chất bảo quản trong thùng và trong bồn chứa
Một chất bảo quản trong thùng phải hoà tan với nước cao, vì các chức năng của chúng là bảo vệ sản phẩm nước trong bồn chứa của chúng. Các loại vi sinh vật - đặc biệt là vi khuẩn và nấm – sinh sôi trong pha nước. Sau khi phục vụ mục đích của chúng , chất bảo quản phải không được kéo dài sự phân giải và chuúng nên hoàn toàn phân huỷ , không có bất cứ sự không nhận biết nào bởi sản phẩm .
Các chất bảo vệ màng
Lĩnh vực hoạt động của các chất bảo vệ màng bao gồm nấm , và nếu sử dụng ngoài trời, cả tảo.Trái với các chất bảo quản trong thing, khả năng hoà tan trong nước, khả năng nhạy UV, và tính bay hơi nên thấp ở mức có thể được. Các tính chất này ngăn ngừa việc sớm mất đi các thành phần hoạt tính ( đặc biệt khi sử dụng ngoài trời ) và bảo đảm sự bảo vệ màng sơn lâu dài.
Các vi khuẩn
Các vi khuẩn là một khái niệm chung được dùng đối với nhiều vi sinh vật khác nhau như tảo, vi khuẩn , nấm.
Các chất ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật - microbistatic
Các chất ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật là các chất hoá học mà nó , do tác dụng riêng của chúng, ngăn ngừa sự phát triển và sự sinh sôi của các vi sinh vật. Sau khi các chất microbistatic đã được tách ra hoặc đã được sử dụng hết , các sinh vật tiếp tục phát triển và sinh sôi. Do vậy, tuỳ thuộc vào nồng độ của chúng, các chất này và các chất tương tự như chúng có thể có đồng thời tác dụng ngăn cản và tiêu diệt vi sinh vật. Chúng phân biệt giữa các chất kìm hãm vi khuẩn và nấm trên cơ sở hoạt động riêng của chúng trên các vi sing vật khác nhau.
Các chất diệt vi khuẩn
Các chất diệt khuẩn là các chất hoá học mà nó tiêu diệt các vi sinh vật. Tuỳ thuộc vào hoạt động riêng trên các vi sinh vật khác nhau, chúng có thể phân biệt giữa các chất diệt khuẩn, diệt nấm và diệt tảo.
Nấm
Nấm là một nhóm không đồng nhất của các vi sinh vật mà chúng được xem như thuộc về loại thực vật có tản ( thực vật bậc thấp ). Chúng là các cơ quan không có chất diệp lục có nhân thật; các thành của nhân là các chất kitin hoặc cellulose. Chúng là các dạng đơn bào và đa bào. Chúng sinh sôi bằng cả hai cách vô tính và lưỡng tính, trong nhiều dạng khác nhau, đặc biệt thông qua việc tạo thành các bào tử hình roi hoặc hình khác. Nấm xuất hiện ở tất cả các vùng khí hậu trên trái đất, đặc biệt ở các vùng ẩm ướt. Có hai dạng nấm : các loại phát triển trong nước và các loại phát triển trên các nền rắn. Như các tổ chức không có chất diệp lục, chúng phụ thuộc vào carbon. Một bộ phận của nấm sống nhờ các chất hữu cơ đãchết, chúng cũng là các thực vật ký sinh, mà chúng có thể là nguyên nhân gây bệnh cho người, động vật, và thực vật. Vài nấm sống cộng sinh với tảo, các thực vật cao hơn, hoặc các côn trùng.
3- Sự bảo quản trong thùng và trong bồn
Tất cả các hệ thống chứa nước và các chất có thể bị phân huỷ cung cấp một môi trường có thể đối với các vi sinh vật. Các sinh vật này đồng thời phát triển ở cả hai sản phẩm tổng hợp và tự nhiên. Ơ môi trường tự nhiên, chắc chắn có các chất hoá học , mà chúng có hoạt tính diệt khuẩn và do vậy ngăn ngừa được sự phân huỷ sinh học. Những vấn đề với các sản phẩm tổng hợp hầu như cũng tương tự như với các sản phẩm tự nhiên , trừ khi có người bảo đảm sự ngăn ngừa thích đáng và hợp lý của các chất được sử dụng. Nước , trong từng trường hợp, là nhân tố tối thiểu đối với việc phá hoại của vi khuẩn. Dẫu sao, ngay cả với độ ẩm rất thấp cũng đủ để thiết lập một môi trường sống tiềm năng đối với các vi sinh vật. Điều này được minh hoạ với ví dụ sau : nước được hoà tan vài mức độ trong các sản phẩm của dầu mỏ như xăng và dầu hoả. Nước, đặc biệt bề mặt chung giữa nước và sản phẩm liên quan, như nước được ngưng đọng từ hơi ẩm trong các bồn chứa nhiên liệu, tạo ra môi trường dinh dưỡng đối với các vi khuẩn hydrocarbon – oxide. Không có sự phá huỷ nặng nề đối với bản thân sản phẩm, nhưng màng sinh vật tạo thành có thể tụ lại lọc hút. Nếu màng sinh vật trở thành rất dày, các vi khuẩn có thể tạo thành sunphua hydro, điều này có thể dẫn đến sự ăn mòn của các hệ thống phun nhiên liệu. Để tránh điều đó, các sản phẩm dầu mỏ được bảo quản tương tự như sơn và các chất che phủ.
Sưu tầm by Thomas Lee