ZINC OXIDE

1. Giới thiệu chung

Kẽm oxit là một hợp chất vô cơ có công thức ZnO . Đây là một loại bột màu trắng không tan trong nước. ZnO được sử dụng làm chất phụ gia trong nhiều vật liệu và sản phẩm bao gồm mỹ phẩm, thực phẩm bổ sung , cao su, nhựa, gốm sứ, thủy tinh, xi măng, chất bôi trơn, sơn, kem chống nắng, thuốc mỡ, chất kết dính, chất bịt kín, chất màu, thực phẩm, pin, ferit, chất chống cháy, chất bán dẫn, và băng sơ cứu. Mặc dù có trong tự nhiên dưới dạng khoáng chất zincite , nhưng hầu hết kẽm oxit được sản xuất tổng hợp.

2. Tính chất vật lý

• Kẽm oxit thô là chất rắn dạng hạt màu vàng xám không có mùi. Không tan trong nước . 
• Điểm nóng chảy: 3587 °F (NIOSH, 2024)
  
• Độ hòa tan: 0,0004% ở 64 °F (NIOSH, 2024)
  
• Mật độ: 5.61 (NIOSH, 2024)
• Nặng hơn nước

3. Tính chất hóa học của Kẽm Oxit (ZnO)

• 1. Tính chất lưỡng tính
  
  • Kẽm Oxit là một oxit lưỡng tính, có khả năng phản ứng với cả axit và bazơ. Điều này có nghĩa là nó có thể tạo ra muối khi phản ứng với axit và cũng có thể phản ứng với bazơ để tạo thành các hợp chất phức tạp.
    
• 2. Phản ứng với axit
  
  • ZnO hòa tan trong hầu hết các axit, ví dụ như axit hydrochloric (HCl) và axit sulfuric (H₂SO₄).
    
• 3. Phản ứng với bazơ
  
  • Khi tác dụng với dung dịch kiềm như natri hydroxide (NaOH), ZnO tạo thành muối phức
    
• 4. Phản ứng với các axit béo
  
  • ZnO phản ứng chậm với các axit béo trong dầu để sản xuất cacboxylat tương ứng, như oleate hoặc stearat. Phản ứng này thường diễn ra trong điều kiện nhiệt độ cao.
    
• 5. Phản ứng phân hủy
  
  • Kẽm Oxit có thể phân hủy thành hơi kẽm và oxy khi được nung nóng cùng với carbon
    
• 6. Phản ứng với hydrogen sulfide
  
  • ZnO cũng phản ứng với hydrogen sulfide (H₂S) để tạo thành kẽm sulfua
    
    
• Kẽm Oxit (ZnO) là một hợp chất hóa học có nhiều tính chất hóa học đặc trưng, cho phép nó tham gia vào nhiều phản ứng khác nhau, từ phản ứng với axit đến các phản ứng phức tạp hơn. Những tính chất này không chỉ quan trọng trong lý thuyết hóa học mà còn được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất cao su, mỹ phẩm và dược phẩm

4 Cơ chế hoạt động trong mỹ phẩm

• 1. Chống nắng (Kem chống nắng vật lý)
  
  • Cơ chế: ZnO hoạt động như một bộ lọc khoáng (vật lý), tạo một lớp màng trên bề mặt da và phản xạ hoặc phân tán tia cực tím (UV) từ ánh nắng mặt trời.
    
  • Phổ bảo vệ: ZnO có khả năng bảo vệ phổ rộng chống lại cả tia UVA (320-400 nm) và UVB (290-320 nm).
    
    • Chống tia UVB (290-320 nm): Gây cháy nắng.
      
    • Chống tia UVA (320-400 nm): Gây lão hóa và tổn thương da lâu dài.
  • Ưu điểm:
    Không bị phân hủy dưới ánh nắng như một số chất chống nắng hóa học.
    Dịu nhẹ, ít gây kích ứng, phù hợp cho da nhạy cảm và trẻ em.
    
  • Quy trình hoạt động trong kem chống nắng:
    
    • Bước 1: Phân tán ZnO trong nền kem
      Dạng bột ZnO được phân tán đều trong dung dịch nền (thường là dầu khoáng hoặc silicone).
      
    • Kích thước hạt ZnO có thể là:
      
    • Hạt vi mô (micro-sized): Phản xạ tia UV rõ rệt nhưng có thể để lại vệt trắng trên da.
      
    • Hạt nano (nano-sized): Kích thước từ 20-100 nm, giúp sản phẩm trong suốt hơn và dễ tán đều trên da.
      
  • Bước 2: Tạo lớp màng bảo vệ trên da
    
    • Khi thoa kem lên da, các hạt ZnO tạo thành một lớp màng bảo vệ liên tục trên bề mặt da.
      
    • Lớp màng này hoạt động như một rào cản vật lý, phản xạ và phân tán các tia UV từ ánh nắng mặt trời.
      
  • Bước 3: Phản xạ và hấp thụ tia UV
• 2. Kháng khuẩn và chống viêm (Trị mụn, bảo vệ da)
  
  • Cơ chế: ZnO có tính chất kháng khuẩn, kháng viêm và làm dịu da nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, đặc biệt là Propionibacterium acnes – vi khuẩn gây mụn.
    
  • ZnO còn giúp hút dầu thừa trên da, làm thông thoáng lỗ chân lông và giảm viêm.
    
  • Quy trình hoạt động trong sản phẩm trị mụn
    
  • Bước 1: Kháng khuẩn
    
    • ZnO giải phóng ion kẽm (Zn²⁺) khi tiếp xúc với bã nhờn và môi trường ẩm trên da.
      Ion Zn²⁺ có khả năng phá vỡ màng tế bào của vi khuẩn, đặc biệt là Propionibacterium acnes, vi khuẩn gây mụn.
      
    • Phản ứng kháng khuẩn:
      
  • Bước 2: Giảm viêm và làm dịu da
    
    • ZnO có tính chống viêm và làm dịu da nhờ khả năng ức chế các phản ứng viêm.
      
    • Giảm tình trạng sưng đỏ và đau do mụn.
      
  • Bước 3: Hút dầu thừa và se khít lỗ chân lông
    
    • ZnO hấp thụ bã nhờn dư thừa, giúp lỗ chân lông thông thoáng và ngăn ngừa mụn tái phát.
      
    • Đồng thời, ZnO còn hỗ trợ làm khô đầu mụn nhanh hơn
      
• 3. Làm dịu và chữa lành tổn thương (Kem bôi da, kem hăm tã)
  
  • Cơ chế: ZnO giúp tạo một lớp bảo vệ trên da, ngăn ngừa mất nước và bảo vệ vùng da tổn thương khỏi tác động của vi khuẩn và các chất kích thích từ bên ngoài.
    
  • Có tác dụng làm giảm ngứa, đỏ và kích ứng, đồng thời hỗ trợ quá trình phục hồi da.
    
  • Quy trình hoạt động trong kem bảo vệ và làm dịu da
    
  • Bước 1: Tạo hàng rào bảo vệ
    
    • Khi thoa kem chứa ZnO lên da, nó hình thành một lớp màng bảo vệ, giúp ngăn chặn các tác nhân kích thích từ bên ngoài như vi khuẩn, bụi bẩn, và hóa chất.
      
  • Bước 2: Làm dịu và chữa lành tổn thương
    
    • ZnO giúp giảm cảm giác ngứa, rát, đỏ do hăm tã, cháy nắng, hoặc kích ứng.
      
    • Thúc đẩy quá trình tái tạo tế bào da, hỗ trợ làm lành vết thương nhỏ và trầy xước.
      
• 4. Kiểm soát dầu và mồ hôi (Phấn nền, phấn phủ)
  
  • Cơ chế: ZnO có khả năng hấp thụ bã nhờn và mồ hôi, giúp kiểm soát độ bóng nhờn trên da và duy trì lớp trang điểm lâu trôi.
    
  • Được sử dụng trong các loại phấn phủ và phấn nền để giữ cho làn da khô thoáng.

5. Ứng dụng

• Ngành công nghiệp cao su
  • Lưu hóa cao su: Kẽm oxit là một chất xúc tác quan trọng trong quá trình lưu hóa cao su, giúp cải thiện độ bền và tính đàn hồi của sản phẩm. Khoảng 50% sản lượng ZnO được sử dụng trong ngành này.
    Sản xuất lốp xe: ZnO được sử dụng để sản xuất lốp xe, nhờ vào tính ổn định nhiệt cao, giúp lốp xe an toàn ngay cả ở nhiệt độ cao do tốc độ.
    
  • Chống UV và nấm: Kẽm oxit bảo vệ cao su khỏi tác động của tia cực tím và nấm mốc, làm tăng tuổi thọ của sản phẩm.
    Ngành xây dựng
    Cải thiện bê tông: ZnO được thêm vào bê tông để cải thiện thời gian xử lý và khả năng chống thấm nước, từ đó nâng cao độ bền của công trình.
  • Chống ăn mòn: Kẽm oxit cũng được sử dụng trong sơn chống ăn mòn cho kim loại, đặc biệt là sắt mạ kẽm.
• Ngành công nghiệp mỹ phẩm
  
  • Kem chống nắng: ZnO là thành phần chính trong nhiều loại kem chống nắng, giúp bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV.
    Thuốc mỡ và sản phẩm chăm sóc da: Nó được sử dụng để điều trị các vấn đề về da như viêm da, eczema, và các tình trạng kích ứng khác.
    
• Ngành y tế
  
  • Sản xuất thuốc: Kẽm oxit được dùng trong các loại thuốc mỡ để điều trị vết thương và bảo vệ da khỏi cháy nắng và kích ứng do ánh sáng mặt trời.
    
  • Nha khoa: Khi kết hợp với eugenol, ZnO tạo thành eugenol kẽm oxit, được sử dụng trong nha khoa để làm chất trám và bảo vệ răng miệng.
    
• Ngành thực phẩm
  
  • Phụ gia thực phẩm: ZnO được sử dụng như một phụ gia dinh dưỡng trong thực phẩm, giúp bổ sung kẽm cho cơ thể, đặc biệt trong các sản phẩm ngũ cốc ăn sáng36.
    
• Các ứng dụng khác
  
  • Điện tử: Kẽm oxit được sử dụng trong sản xuất các linh kiện điện tử nhờ vào tính chất bán dẫn của nó khi có mặt các ion kim loại khác.
    
  • Bao bì và vải: ZnO có tính kháng khuẩn cao, được áp dụng trong bao bì thực phẩm và vải để bảo vệ sản phẩm khỏi vi khuẩn và nấm mốc.
    Kẽm Oxit là một hợp chất đa năng với nhiều ứng dụng thiết thực, đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp hiện đại.