Tẩy trắng, thuốc tẩy

Tẩy trắng là một quá trình làm sạch hoặc làm mờ các vệt màu, đặc biệt các vết ố vàng của thời gian. Thuốc tẩy trắng là các chất dùng tẩy sạch các chất màu cặn ra khỏi nguyên liệu thô dùng làm giấy , vải hoặc các vết ố màu theo thời gian hoặc do ảnh hưởng của ánh nắng. Trong ngành công nghiệp tẩy trắng có ý nghĩa đặc biệt đối với sơ gỗ, giấy và vải sợi.

Lịch sử

Trước đây 7000 năm người ta đã dùng thuốc tẩy có gốc sulfur cho vải sợi. Hoạt chất chính trong qui trình là sulfur dioxide.

Eau de javel được xem là loại hóa chất tẩy trắng đầu tiên được ứng dụng. Tác dụng của chất này đã được Claude-Louis Berthollet xác minh vào năm 1785.

Tại Trung Âu, các loại chất liệu Leinen và len đã được dùng trong ngành may mặc mãi đến thế kỷ thứ 20. Các loại tơ sợi này có chứa các cặn màu trong qua trình sản xuất sợi. Khi xài chúng cũng biến sắc qua màu nâu bởi các chất bị phân hủy. Để tạo ấn tượng sạch, tinh khiết, quần áo sẽ được trải trên đồng cỏ gần các chỗ giặt giũ để làm trắng. Quá trình “làm trắng, làm sạch” sẽ do mặt trời đảm nhiệm. Vải cũng như quần áo sẽ được tẩm ướt, thay đổi lúc thì với sữa chua, lúc thì với nước tro. Chất Peroxide được hình thành với tác dụng của ánh nắng và oxygen trong không khí sẽ có tác dụng tẩy trắng. Với cách làm này, để đạt được độ trắng như mong muốn, qui trình có thể kéo dài đến hàng tuần lễ !

Tẩy trắng với tác dụng của ánh nắng không chỉ lệ thuộc vào ánh nắng mặt trời hoặc các tia UV. Bên cạnh việc phản ứng trực tiếp của photon lên các phân tửtạo ra màu vàng ố trên các sợi vải thiên nhiên, các phân tử Ozon cũng phản ứng với các chất tạo màu ố vàng trên vải. Vải cotton cũng thích hợp cho cách tẩy trắng trên đồng cỏ này.

Tại Đức, người ta áp dụng phương pháp tẩy trắng trên đồng cỏ mãi đến thập niên 70 đối vớicác sản phẩm vải dùng trong gia đình. Tại các quốc gia khác thì hiện nay người ta vẫn ứng dụng. Các phản ứng hóa học xảy ra trên đồng cỏ là nền tảng cho các chất thuốc tẩy và bột giặt tân tiến hiện nay.

Đối với sợi Leinen thì qui trìnhxử lý tách lignin rất quan trọng. Chất này đã khiến cho vải Leinen bị mang tiếng là vải “nông dân”. Để sản xuất ra vải Leinen mịn đẹp người ta phải bỏ ra rất nhiều công sức và tẩy trắng rất kỹ, việc khiến giá thành lên rất cao.

Bên cạnh nghề thợ nhuộm (), thợ giặt (các công ty như Washi WashiVietnam , Sunduck Việt Nam), còn có nghề thợ tẩy trắng và họ có hội nghề thủ công riêngtại nhiều thành phố và thường hành nghề tại các đồng cỏ tại bờ sông, nơi có các vị trí thuận tiện để giặtgiũ.

Thuốc tẩy / hóa chất tẩy trắng

Các loại thuốc tẩy trắng đều là các chất có hoạt tính adsorptive, oxidative, reductive. Có giá trị thực dụng nhất là các hợp chất có phản ứng chọn lọc. Nếu các tạp chất trong sợi thiên nhiên cần được phá hủy trong quá trình tẩy trắng, thì rất có thể mọi hợp chất hữu cơ sẽ bị phân hủy và mất đi màu sắc. Điểm cần phản ứng phân hủy là các loại chất màu, hoặc đối với polymer là các nhóm chromophor !

Tất cả mọi loại thuốc tẩy có tác dụng tấn cônglên hệmàu liên hợp π- electron. Tẩy trắng các chất liệu thiên nhiên thì đồng thời chất liệu này cũng bị hư hại, độ trùng hợp (polymerization) sẽ giảm xuống. Thuốc tẩy không có khả năng phân biệt giữa các chất tạo ra màu nâu và các phân tử của sợi. Thuốc tẩy phản ứng với các chất tạo màu qua cách phân hủy các chromophor. Các chất màu có thể bị tấn công qua oxidation hoặc reduction, vì vậy phương pháp tẩy trắng oxidativ hoặc reductiv có tác dụng rất khác nhau tùy thuộc vào loại màu cần được tẩy đi !

Ứng dụng thuốc tẩy

Vải sợi

Tẩy trắng là phương pháp hóa học bằng các loại thuốc tẩy có phản ứng oxidative hoặc reductive để tẩy màu trong các loại tơ sợi thiên nhiên. Với sợi bông , sợi Rayon thì tẩy trắng cần phải áp dụng trước khi nhuộm, để chuẩn bị cấu trúc của sợi cho các qui trình tiếp theo. Đối với sợi nhân tạo thì việc tẩy trắng, lệ thuộc vào qui trình sản xuất, không cần thiết. Tuy nhiên sản phẩm có thể bị nhiễm màu trong qui trình sản xuất do các chất phụ gia.

Việc thêm chất tẩy trắng vào trong bột giặt quần áo là nhằm mục đích tẩy các vết ố cũ cũng như các chất dơ làm loang màu. Chất này có phản ứng hóa học, bổ xung cho chất làm ướt đều bề mặt và các động tác giặt. Chất tẩy trắng trong bột giặt hiện nay là một hợp chất rất phức tạp và yêu cầu phải có tác dụng trong nhiệt độ cao cũng như không được phép tẩy màu của quần áo.

Qui trình tẩy trắng thường được thực hiện với Hydrogen Peroxydes (H2O2), sodium hydroxide ( NaOH) , Tenside (và các trợ chất như các chất ổn định). Tùy theo là sợi có nguồn gốc thực vật hoặc nguồn gốc động vật, độ pH có thể khác biệt. Sợi từ thực vật thường được tẩy trắng trong môi trường kềm, trong khi sợ từ động vật được thực hiện trong môi trường acid (chua)

Các thành phần hóa chất sẽ phản ứng với nhau và qua ảnh hưởng của các chất ổn định oxygen sẽ được tách ra đều đặn từ H2O2. Nếu tách ra quá lẹ và không kiểm soát được, chuỗi phân tử của Cellulose sẽ ngắn lại, việc khiến sợi bông không còn dai, chắc nữa. Trong qui trình tẩy người ta đạt được nhiều mục đích khác nhau: 

- Tẩy màu qua oxid hóa các chất màu 
- Tách bỏ các chất cặn bẩn, các tạp chất trong sợi
- Tẩy sạch các mỡ làm nhiễm màu
- Tạo khả năng thẩm thấu tốt hơn và đều hơn cho các qui trình tiếp theo

Người ta phân biệt qui trình tẩy trắng liên lục và từng đợt. Với qui trình liên tục, hợp chất thuốc tẩy (bao gồm H2O2, NaOH, chất ổn định và nước) sẽ được đưa lên chất liệu và đưa vào thùng hơi kích hoạt trong nhiệt độ khoảng 100 độ C, nhiệt độ phân hủy của H2O2. Lợithếqui trình là mau lẹ, tuy nhiên chi phí cho nhiên liệu cao.

Phương pháp theo từng đợt là chất thuốc tẩy được đưa lênvải sao đó cuộn lên trục lớn và để đến 24 tiếng ở trạng thái xoay tròn. Cách này có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng vì không cần phải phản ứng trong nhiệt độ cao.

Cách tẩy trắng từng đợt thường dùng để tẩy trắng các cuộn sợi. Họ thường thực hiện trong thùng có áp xuất và nhiệt độ cao

Sau mỗi qui trình tẩy, vải cần được giặt sạch thuốc tẩy còn sót lại, để tránh màu bị hủy bởi H2O2 trong công đoạn in ấn hoặc nhuộm sau đó.

Vải jeans

Cách tẩy reductive thường dùng để tẩy các quần áo nhuộm indigo như quần áo jeans. Vải nhuộm thường được dùng Dithionit để tẩy rất hiệu quả.

Màu dùng nhuộm vải Jeans là loại màu không hòa tan trong nước và có thể bám vào sợi bông rất tốt. Qua sự tiếp xúc với không khí tiếp theo đó, màusẽ phân hủy và còn lại là tinh màu không hòa tan trong nước lẫn trong các chuỗi phân tử của sợi. Cách kết nối trong sợi này là biểu hiện của sự bền màu thấp qua cọ xát của các loại vải jeans “thật”. Qui trình tẩy với các loại thuốc nhuộm reductive là làm ngược lại qui trình trước đó. Các tinh màu sẽ hòa tan trong nước và vải sẽ được tẩy trắng.

Bột giặt

Các loại thuốc tẩy có gốc Oxygene chúng ta thường tìm thấy trong bột giặt và các loại muối tẩy vết bẩn. Thuốc tẩy gốc oxygen có nghĩa là thuốc tẩy giải phóng Oxygen từ H2O2 (hoặc O3). Trong các loại này người ta thường dùng các chất ổn định có chứa magnesium, được điều chỉnh theo các điều kiện tẩy trắng thông thường.

Một loại thuốc tẩy đã được xài rộng rãi trong bột giặt là perborat, tuy nhiên đã bị các loại thuốc tẩy khác lấn áp vì chúng có chứa hợp chất Bor. Loại này khó phân hủy và ở hàm lượng cao trong nước chúng có tác hại đến cây cỏ. Trong các loại muối tẩy hiện này người ta xài Percarbonat. Tuy nhiên vì thành phần quá phức tạp nên rất khó tích hợp vào trong bột giặt. Vì perborat và percarbonat hoạt động ở nhiệt độ từ 60 độ C trở lên , nên người ta phải cho thêm các phụ gia để kích hoạt phản ứng.

Với thuốc tẩy chúng ta có thể làm sạch các vết bẩn, các vết ố vàng của thời gian. Thuốc tẩy có tác dụng diệt nấm, diệt khuẩn tuy nhiên cũng có thể làm hại quần áo. Trong các loại bột giặt, thuốc tẩy chỉ có tác dụng ở nhiệt độ cao. Bột giặt cho quần áo mịn, nhiều màu sắc không có chứa thuốc tẩy. Thuốc tẩy có gốc oxygen thường được dùng cho các loại khăn, màn dùng trong gia đình, đặc biệt là H2O2trong thuốc tẩy dạng lỏng và Natrium perborat trong các loại thuốc tẩy dạng bột. Trong ngành công nghiệp cũng như trong ngành chế biến sản xuất vải, thì thuốc tẩy có gốc chlor vẫn thường được ứng dụng.