استئارات فلزی پاک شیمی: روش های تولید، کاربرد ها و نکات کلیدی
استئارات فلزی ترکیبات شیمیایی چند منظوره اند که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این ترکیبات، از واکنش اسید استئاریک و نمک های فلزی به دست می آیند. کاربرد های گسترده ای در صنایع نظیر پلاستیک، لاستیک، داروسازی، آرایشی و غیره دارند.
پاک شیمی تولید کننده انواع استئارات فلزی (استئارات کلسیم، روی، پتاسیم، منیزیم، باریم، آلومینیوم و سدیم ) است
روش های تولید
· روش رسوب
رسوب یکی از روش های رایج تولید استئاریک اسید است. این روش شامل واکنش بین اسید استئاریک و نمک فلزی است(معمولاً کلرید یا سولفات). این واکنش باعث تولید استئاراتها و یک محصول فرعی، مانند اسید هیدروکلریک، میشود. محصول استئارات فلزی از مخلوط واکنشی توسط فیلتراسیون جدا میشود. این روش به طور گسترده برای تولید استئاراتهای روی، کلسیم و منیزیم استفاده می شود .
· فرایند ذوب
در فرآیند ذوب، اسید استئاریک و اکسید فلزی با یکدیگر حرارت داده می شوند. دمای بالا باعث میشود که اسید با اکسید فلزی استریفیکاسیون (تشکیل استر) دهد. سپس استئارات فلزی حاصل سرد و جامد می شوند. این روش به طور معمول برای تولید استئارات فلزی باریم و سرب استفاده می شود. در این روش دانسیته سنگین تر و خلوص کمتری دارا می باشد
· روش خنثی سازی
روش تولید استئارات از طریق خنثی سازی، یکی از روش های معمول برای تولید نمک های استئاریک اسید است. در این روش، استئاریک اسید با پایه ای مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) ، هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) واکنش می دهد تا استئارات مورد نظر تولید شود. در اینجا به طور خلاصه روش تولید استئارات از طریق خنثی سازی توضیح داده شده است :
1. مواد اولیه : ابتدا، استئاریک اسید و پایه مانند NaOH ، KOH ، یا (Ca(OH)2) به عنوان مواد اولیه انتخاب می شوند. استئاریک اسید باید از خلوص بالایی برخوردار باشد .
2. حل کردن استئاریک اسید : استئاریک اسید را در یک حلال مناسب، مانند آب یا الکل، حل میکنند تا یک محلول همگن تشکیل شود. گرما میتواند به حل شدن استئاریک اسید کمک کند .
3. افزودن پایه : سپس، پایه (مانند هیدروکسید سدیم) به آرامی و تدریجی به محلول استئاریک اسید اضافه می شود. این مرحله معمولاً در دمای کنترل شده و تحت هم زدن انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که واکنش به طور یکنواخت انجام می پذیرد .
4. واکنش خنثی سازی : هنگامی که پایه به محلول اضافه میشود، با استئاریک اسید واکنش داده و یک نمک (استئارات) و آب تولید می کند. این فرآیند خنثی سازی نامیده می شود .
استئاریک اسید + پایه → استئارات + آب استئاریک اسید + پایه → استئارات + آب
5. جداسازی و خشک کردن : پس از اتمام واکنش، محصول تشکیل شده (استئارات) را میتوان از محلول جدا کرد، معمولاً از طریق فیلتراسیون یا ته نشینی. سپس استئارات جدا شده را خشک می کنند تا برای استفاده های بعدی آماده شود .
6. تصفیه : در صورت نیاز، میتوان محصول را برای حذف ناخالصی ها تصفیه کرد تا استئارات با خلوص بالاتری به دست آید .
این روش برای تولید انواع مختلف استئارات مانند سدیم استئارات، پتاسیم استئارات، یا کلسیم استئارات کاربرد دارد و میتوان آن را متناسب با نیازهای خاص تنظیم کرد. در این روش استئارات با مش خیلی ریز و خلوص بالا و دانسیته سبک بدست می آید و چون روش گرانتر و پر هزینه تر می باشد جهت مصارف خاص و حساس از این روش استفاده می گردد و ترجیحا از اسیدهای با کیفیت بالا مثل اسید استئاریک پالمک 5516 -اسید استئاریک پالمک 630 وهم چنین اسید استئاریک آرایشی بهداشتی استفاده می گردد.
استئارات ها کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف مانند تولید صابون، لوازم آرایشی و بهداشتی، پردازش پلاستیک و به عنوان افزودنی های غذایی دارند.
جدول فرمول شیمیایی استئارات ها
|
استئارات فلزی |
فرمول شیمیایی |
|
استئارات کلسیم |
Ca(C18 H35 O2 ) 2 |
|
استئارات روی |
Zn(C18 H35 O2 ) 2 |
|
استئارات منیزیم |
Mg(C18 H35 O2 ) 2 |
|
استئارات آلومینیوم |
Al ( C18 H35 O2 ) 3 |
|
استئارات باریم |
Ba(C18 H35 O2 ) 2 |
|
استئارات سدیم |
NaC18 H35 O2 |
|
استئارات پتاسیم |
KC18 H35 O2 |
ویژگی های استئارات فلزی
مزایای استئارات های فلزی، که نمک های اسید چرب با پایه ی فلزی هستند. و معمولاً از کلسیم، منیزیم، روی یا آلومینیوم ساخته میشوند، شامل موارد زیر است :
· روانکاری: به عنوان روانکار داخلی و خارجی در پلاستیک ها استفاده میشوند. به محصول نهایی ظاهری صاف و براق می بخشند .
· عامل پایدار کننده: در PVC و سایر پلیمر ها به عنوان پایدار کننده عمل میکنند. از تخریب ناشی از حرارت و نور جلوگیری می کنند. که بدین منظور شرکت پیشروشیمی استئارات روی و استئارات کلسیم و استئارات باریم در گرید های مختلف تولید می کند .
·
· آب گریزی : استئارات ها فلزی خاصیت آب گریزی دارند. که آنها را در ساخت مواد یا فرمولاسیون های مقاوم در برابر آب مفید می سازد. استئارات کلسیم کد PCS101 شرکت پاک شیمی برای این منظور توصیه می گردد
· عامل ژل کننده: به عنوان ژل کننده در روغن ها و موم ها عمل میکنند. که در صنایع آرایشی و دارویی ارزشمند است.
· خاصیت رها کنند گی: به دلیل خاصیت روانکاری خود، میتوانند به عنوان عوامل رهاسازی قالب عمل کنند. و در خارج کردن محصولات از قالب ها کمک کنند.
· عامل غلیظ کننده: در گریس ها، خاصیت غلظت دهندگی فراهم میکنند. که میتواند ویسکوزیته و عملکرد ماده را بهبود بخشد.
· پراکنده کننده ها: در پراکندگی رنگدانه ها در رنگ ها و جوهر ها کمک میکنند. که منجر به توزیع و ثبات بهتر رنگ میشود.
· جذب کننده اسید: میتوانند محصولات جانبی اسیدی در فرآیند پردازش پلاستیک ها را خنثی کنند. از خوردگی ماشین آلات و تخریب پلاستیک جلوگیری کنند. این خصوصیات استئارات های فلزی پاک شیمی (پیشرو شیمی) را به افزودنی های چند منظوره در تولید پلاستیک ها، لاستیک ها، پارچه ها و دارو ها تبدیل می کنند.
کاربرد های استئارات فلزی پاک شیمی
1. صنعت پلاستیک
استئاراتها به عنوان روان کننده ها و مواد آزاد کننده ی قالب در فرآیند پردازش پلاستیک به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند. ویژگی های جریان پلیمر ها را بهبود می بخشند و اصطکاک در طول فرآیند تولید را کاهش می دهند. جداشدگی محصولات قالب گیری شده از قالب ها را افزایش می دهند. استئارات فلزی روی به طور متداول در فرآیند پردازش پی وی سی (پلی وینیل کلرید) به کار می روند که بیشتر برای تولید این گرید از اسید استئاریک آرایشی بهداشتی یا پالمک 5516 استفاده می گردد.
2. صنعت لاستیک
به عنوان عوامل ضد چسبندگی و روان کننده های داخلی در تولید لاستیک عمل می کنند. آنها از چسبیدن کاغذهای لاستیکی و محصولات در طول ذخیره سازی و برداشت آنها جلوگیری می کنند. استئاراتهای روی به طور گسترده در تولید کالاهای لاستیکی به کار می روند. که از اسید رابر پالمک یا اسید پالمک 630 در تولید این گرید استفاده می گردد.
3. صنعت داروسازی و آرایشی
در فرآیندهای دارو سازی، استئارات فلزی به عنوان چسبند های قرص و مواد باز کننده استفاده می شوند. آنها همچنین در کرم ها و محصولات مراقبت از پوست به عنوان پایدار کننده ها و مواد سفت کننده به کار می روند .
4. ساخت و ساز
در صنعت ساخت و ساز به عنوان مواد مقاوم در برابر آب و در ترکیبات سیمان و مرمر به کار می روند. آنها کارایی و ماندگاری مواد ساختمانی را افزایش می دهند .
5. رنگ و پوشش ها
استئارات فلزی به عنوان عوامل مات کننده در رنگ ها و پوشش ها برای کنترل براقیت و بافت استفاده می شوند. آنها به عنوان عوامل کنترل جریان عمل کرده و از ریختگی جلوگیری می کنند. شرکت پاک شیمی گرید خاص و ویژه و با مش در حد میکرون جهت استفاده در صنایع رنگ و پوشش تولید و با کد PZS201R معرفی می گردد .
6. صنعت غذای
برخی از استئارات فلزی، مانند استئارات کلسیم، به عنوان مواد افزودنی غذایی استفاده می شوند. آنها به عنوان مواد جلوگیری از ترکیب دادن و عوامل ضد انعقاد در محصولات مختلف غذایی عمل می کنند .
کاربردهای مشترک استئارات های فلزی
|
کاربرد ها / صنعت |
محصولات |
|
صنعت پلاستیک |
استئارات کلسیم و استئارات روی |
|
صنعت لاستیک |
کلسیم استئارات و استئارات روی |
|
صنعت دارو سازی |
استئارات منیزیم و کلسیم |
|
صنعت آرایشی و بهداشتی |
استئارات منیزیم و استئارات روی |
|
صنعت ساخت و ساز |
کلسیم استئارات |
|
صنعت رنگ و پوشش |
استئارات روی و کلسیم |
|
صنعت غذا |
کلسیم استئارات |
در این جدول بالا استئارات ها با کاربرد های مشترک در صنایع مختلف را دارند نشان می دهد .
استفاده استئارات های فلزی در صنعت پلاستیک
استئارات های فلزی، که نمک های از اسید استئاریک هستند، به طور معمول به عنوان افزودنی ها در صنعت پلاستیک استفاده می شوند. رایج ترین فلزات مورد استفاده برای این نمک ها عبارتند از روی، کلسیم، منیزیم، و آلومینیوم. در اینجا چندین کاربرد از استئارات های فلزی در صنعت پلاستیک وجود دارد.
استئارات فلزی که عمدتاً به عنوان جاذب های اسید، روان کننده ها و عوامل رها کننده توسط صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می گرفتند و اهمیت فزاینده ای در فرآیند ذوب پیدا کرده اند. علاوه بر بهینه سازی تولید، استفاده از استئارات فلزی به فرآورنده اجازه می دهد تا فرایند نهایی با سطوح صاف تر و اصطکاک کمتر تولید کند. استئارات فلزی عمدتاً از مواد اولیه آلی تولید می شوند.
بنابراین، آنها در معرض دماهای بیش از حد بالا تا حدودی تجزیه شده و منجر به تغییر رنگ می شوند.
|
SMC/BMC |
PVC |
ABS |
PA |
PS |
PP |
PE |
استئارات فلزی |
|
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
استئارات کلسیم |
|
|
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
استئارات روی |
||
|
✓ |
✓ |
استئارات منیزیم |
|||||
|
✓ |
✓ |
استئارات آلومینیوم |
در اینجا یک جدول خلاصه ای از این کاربرد ها آمده است.
استئارات کلسیم برای کاربرد های فیلم و الیاف پلی اتیلن و پلی پروپیلن
گرید های خاص کلسیم استئارات ، که با خلوص بالا و شاخص فیلتراسیون پایین طراحی شده اند. به ویژه برای استفاده به عنوان جاذب اسید/روان کننده ها در کاربرد های فیلم و الیاف پلی اتیلن و پلی پروپیلن مناسب اند. جایی که از پک های صافی اکسترودر بسیار ریز استفاده می شود. یک شاخص فیلتراسیون پایین مربوط به حداقل رساندن افزایش فشار برگشتی در بسته های صفحه اکسترودر است که منجر به حداقل تعداد تغییرات بسته صفحه نمایش و حداکثر خروجی اکسترودر می شود .
تولید استئارات کلسیم: میتواند به عنوان رسوب سفیدی از واکنش بین کلرید کلسیم و استئارات سدیم در محلول آبی به وجود آید. واکنش شیمیایی به صورت زیر است:
CaCl2 + 2C17H35COONa → (C17H35COO)2Ca + 2NaCl
همچنین میتوان آن را با واکنش دادن اسید استئاریک با اکسید کلسیم تولید کرد. واکنش شیمیایی به صورت زیر است :
2C17H35COOH + CaO → (C17H35COO)2Ca + H2O
کاربرد های استئارات در صنایع دارویی و آرایشی- بهداشتی
به دلیل خواص برجسته روان کنندگی و رها سازی، اثر تیکسوتروپیک( thixotropic ) و توانایی شان برای ژل سازی، استئارات فلزی توسط صنایع دارویی و آرایشی-بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند. برای تولید این گرید استئارات ها در شرکت پاک شیمی از اسید استئاریک پالمک 5516 که نسبت به سایر گریدها از درصد استئاریک بالاتری برخوردار می باشد، استفاده می گردد .
خواص روان کنندگی و رهاسازی آنها در هنگام آماده سازی و فشار دادن قرص ها به کار گرفته میشود. در حالی که توانایی های ژل سازی آن ها در تولید کرم ها و پماد ها کمک کننده است.
خواص هیدروفوبیک استئارات فلزی از جذب آب توسط محصولات دارویی و آرایشی-بهداشتی به شکل پودر جلوگیری کرده، و در نتیجه از تشکیل دسته های از آنها ممانعت به عمل میآورد. علاوه بر این، استئارات فلزی در شامپو ها، خط چشم ها، رژ لب ها، لوسیون های محافظت کننده در برابر آفتاب، پماد های دارویی، پودر های بدن و پا و غیره استفاده می شوند.
