Luận Văn Nghiên cứu, pha trộn để tạo ra dung môi Xanh

(Dung môi là bạn tốt của các nhà hóa học. Nhờ nhiệt dung của dung môi, chúng giúp kiểm soát nhiệt độ, cung cấp sự truyền khối, tạo sự phân tách chất này ra khỏi chất khác.

Chất thải tạo ra từ việc rửa, trích và sản xuất hóa chất liên quan chủ yếu đến dung môi thải. Bên cạnh chi phí cao do sự hủy bỏ dung môi thải, dung môi còn gây ra các hậu quả về môi trường trong quá trình sử dụng như sương mù, sự ấm lên toàn cầu, lổ thủng tầng ozon, sự xuất hiện ozon tầng thấp. Các nguy hại sức khỏe như tính dễ cháy, gây ung thư, độc tính, biến đổi gen, và một số nguyên căn gây bệnh khác. Làm sao chúng ta có thể ngổi yên hưởng lợi từ việc sử dụng các dung môi này mà quên mất các vấn để rắc rối mà chúng gây ra?)
Dung môi sinh học là những loại dung môi ít gây hại đến sức khỏe và môi trường hơn những loại dung môi truyền thống. (Thế thì những dung môi này cần có những đặc tính gì thì mới có thể được coi là dung môi xanh? Nhưng có lẽ sẽ dễ hơn nếu chúng ta nêu ra những đặc tính mà dung môi xanh không nên có). Dung môi sinh học không có tính dễ cháy, không độc với bất kỳ dạng sống nào, không có tính chất gây ung thư, không có khả năng tạo sương, hay gây hủy hoại tầng ozone hoặc là nguồn dinh dưỡng cho nước tự nhiên. (Dung môi sinh học cũng không đòi hỏi nguồn năng lượng lớn để sản xuất ra chúng hoặc tách loại chúng ra khỏi các chất tan hoặc sản phẩm). Dung môi sinh học là loại có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu có thể tái tạo lại được. Bên cạnh việc tránh các yếu tố tiêu cực, dung môi xanh (sinh học) cần phải có các tính chất vật (hóa) lý hợp lý để vận hành tốt trong các ứng dụng có chủ đích. (Không may mắn thay, như các bạn có thể đoán, hiện tại không có bất kỳ dung môi sinh học đáp ứng hoàn hảo và hoàn toàn tất cả các tiêu chí trên. Tuy vậy, chúng ta vẫn có những dung môi rõ ràng là xanh hơn so với các dung môi khác.).

Ngày nay, người ta đặc biệt chú ý tới những nguy hiểm liên quan tới việc sử dụng dung môi( dầu khoáng) và có khuynh (xu) hướng thay thế những loại dung môi mang nhiều nguy cơ (dầu khoáng), được sử dụng trong thời gian dài vì những lý do lịch sử, bằng những dung môi ít nguy hại hơn. Ví dụ, benzen, một dung môi có nhiều công dụng nhưng là chất gây ung thư được thay thế bằng những dung môi ít độc hơn (như toluen, xylen).
Dung môi hữu cơ có tác dụng khác nhau tới con người, cây cối. Ảnh hưởng của nó phụ thuộc vào lượng dung môi và thời gian tiếp xúc. Trong thời gian tiếp xúc ngắn, một lượng lớn dung môi có thể ảnh hưởng ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu hấp thụ một lượng nhỏ dung môi nhưng trong thời gian dài có thể gây ra ảnh hưởng mãn tính. Ảnh hưởng mãn tính nguy hiểm hơn vì khi phát hiện ra thường là quá muộn.

Những dung môi hữu cơ có khả năng hấp thụ dễ dàng qua da và đi vào cơ thể bao gồm: anilin, benzen, butyl glycol, nitro toluene, etyl glycol axetat, etyl benzen, isopropyl glycol, cacbon disunfit, methanol, metyl glycol, nitro benzen, isopropyl benzen, dioxin, tetracloro metan, 1,1,2,2-tetracloro etan, dimetyl fomandehit.
Nguy cơ khác của dung môi hữu cơ là khả năng cháy nổ khi hơi dung môi tạo ra dạng cháy nổ hoặc tạo hỗn hợp gây nổ với không khí. Hầu hết các dung môi hữu cơ đều là chất bắt cháy hoặc dễ bắt cháy vì chúng rất dễ bay hơi. Hỗn hợp của hơi dung môi và không khí có thể gây nổ. Hơi dung môi hữu cơ nặng hơn không khí, chúng sẽ lắng xuống phía dưới và có thể di chuyển một khoảng cách lớn mà không bị pha loãng ra, vì thế khống chế nguy cơ gây cháy nổ khi sử dụng dung môi là rất khó kiểm soát. Dung môi có nhiệt độ tự cháy nổ thường trên 2000C. Khi đó, sự cháy nổ tự diễn ra trong không khí không cần cung cấp thêm nhiệt. Một số dung môi khí cháy tạo ra các chất cực độc như phosgene và dioxin. Vì vậy, phải thận trọng khi dùng dung môi ở nhiệt độ cao.

Trên thế giới, khoảng 20% các chất hữu cơ dễ bay hơi thải vào khí quyển có nguồn gốc từ dung môi. Các hợp chất hữu cơ này có thể gây hại trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe của con người và môi trường. Một vài các hợp chất thơm, olefin gây cay mắt. Các andehit phá hủy niêm mạc, các hợp chất thơm như benzen, hợp chất thơm đa vòng có thể gây ung thư còn nhiều dung môi có khả năng gây ngất nếu hít phải một lượng nhiều.
Với môi trường các chất hữu cơ dễ bay hơi kết hợp với các oxyt nitơ là nguyên nhân làm thủng tầng ozon gây hại cho sức khỏe con người, gây hiệu ứng nhà kính.
Với những nhược điểm trên thì việc thay thế dung môi hữu cơ bằng dung môi sinh học là rất cần thiết.
Thị trường dung môi thế giới hiện nay đang có xu hướng phát triển rất mạnh. Riêng ở châu âu, mỗi năm người ta sử dụng đến hơn 4 triệu tấn. Ở Việt Nam, mức tiêu thụ dung môi tương đối cao và đang phải nhập ngoại hoàn toàn. Hiện nay, các chuyên gia trong lĩnh vực này chưa dự đoán được các xu hướng ưu tiên phát triển của thị trường dung môi, nhưng những sự thay đổi có ý nghĩa đang được mong đợi là phát triển dung môi sinh học và điều này sẽ mở ra triển vọng ứng dụng các sản phẩm có nguồn gốc nông nghiệp trong lĩnh vực này.
Việc thay thế dung môi công nghiệp có nguồn gốc hóa thạch bằng các dung môi có nguồn gốc thực vật (dung môi sinh học) xuất phát từ nhiều lý do, trong đó những lý do chính là nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, giá dầu thô liên tục tăng, hơn nữa dung môi sinh học không gây ô nhiễm môi trường và tổn hại đến sức khỏe con người. Thêm vào đó, việc sử dụng dung môi hóa thạch còn gây hại trực tiếp cho con người và môi trường.