وکس چیست؟ انواع وکس، خصوصیات و کاربردهای آن

وکس (یا واکس)، یکی از مواد پرمصرف در صنعت است که به عنوان کمک‌فرآیند در صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول، انواع مختلفی دارد و با توجه به خصوصیات آن، در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شود. از مهمترین انواع وکس، می‌توان به نوع پلی اتیلنی، پارافینی و میکروکریستالین آن اشاره کرد. وکس، کاربردهای فراوانی دارد که بهبود و اصلاح خواص محصول نهایی یکی از مهمترین کاربردهای آن است. در این مقاله، به بررسی وکس، انواع وکس، خصوصیات و کاربردهای آن پرداخته‌ایم. تا پایان این مقاله با شمس جاوید همراه باشید.

مطالب مرتبط:

تفاوت گرانول پلیمری با ذرات پلاستیکی عادی

مزایای استفاده از وکس پلی اتیلن در صنعت

وکس چیست؟

وکس ‌ها، دسته متنوعی از مواد آلی با زنجیره های نسبتاً بلند هستند که در دمای محیط جامد بوده و در دمای بالاتر به مایع تبدیل می‌شوند. این ماده از نفت خام بدست می‌آید، اما به این معنی نیست که تمامی پالایشگاه‌های نفتی آن را تولید می‌کنند. ترکیب شیمیایی وکس ها متعدد و بسیار پیچیده بوده به طوری‌که این مواد از یک یا چند نوع مولکول مشابه با وزن‌های مولکولی متفاوت تشکیل شده که توزیع وزن مولکولی در آن‌ها گسترده است و بجای نقطه ذوب یک محدوده دمایی ذوب دارند.

ویژگی‌ها

وکس های هیدروکربنی، به صورت شیمیایی قابلیت اصلاح دارند تا منطبق با نیازهای بازار شوند. یکی از روش‌هایی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، در گام اول، اکسیداسیون آن‌ها در حضور یا در غیاب کاتالیست است، که در این مرحله معمولاً عدد اسیدی محصول کمتر از ۳۰ و عدد صابونی آن بیشتر از ۲۵ خواهد شد. گام دیگر، واکنش با یک پلی‌کربوکسیلیک اسید، مثل مالئیک اسید، در دمای بالا است؛ در حقیقت وکس اکسیدشده با گروه‌های کربوکسیلیک در واکنش‌هایی چون صابونی‌شدن و استری‌شدن، می‌تواند بیشتر اصلاح شود. وکس اکسیدشده در آب با استفاده از مواد فعال سطحی یا صابون‌های ساده به راحتی تعلیق می‌شود، بنابراین می‌توان به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای پوشش‌دهی و پولیش از آن سود برد.

سیال‌بودن وکس تحت تاثیر تغییرات دمایی آن است؛ به گونه‌ای که بعد از نقطه ذوب به‌شدت جریان می‌یابد. محدوده نقطه ذوب محصول بالای ۴۰ درجه سانتی‌گراد بوده که با افزایش دما منبسط و با کاهش دما منقبض می‌شود.

خواص مکانیکی این مواد مانند مدول الاستیک و استحکام فشاری در مقایسه با سایر افزودنی‌ها کم بوده و تمامی این خواص به طور محسوس بستگی به دما دارد به عنوان مثال با افزایش دما، انعطاف پذیری این ماده افزایش می‌یابد. انعطاف پذیری وکس‌های با محدوده ذوب گسترده تر، بیشتر از حالت محدوده ذوب متمرکزتر است. و در آخر اگر این ماده خیلی خالص و پالایش شده تولید شود، کاملاً شکننده خواهد بود.

انواع وکس

از انواع وکس ها می‌توان به سه گروه وکس پلی اتیلن، وکس پارافین و وکس میکروکریستالین اشاره کرد. این نوع وکس ها به گونه ای هستند که می‌توان از آن‌ها در بازه‌های گسترده‌ای از مشخصه‌های فیزیکی دلخواه بهره برد.

۱–وکس های پلی اتیلنی

پلی‌اتیلن‌های با وزن مولکولی خیلی پایین (متوسط وزن مولکولی عددی Mn کمتر از ۱۰۰۰۰) خواص وکس مانند دارند. این ماده، ماده ای نیمه بلوریست که خواص مکانیکی آن همانند پلیمرهای گرمانرم و به‌وسیله نوع و درصد کریستال کنترل می‌شود و به عنوان یک محصول جانبی از تولید پلی ‌اتیلن در مجتمع‌های پتروشیمی بدست می‌آید. از این محصول به شکل گسترده‌ای در صنایع مختلف برای کاهش گرانروی به کار برده می‌شود.

خواص وکس پلی اتیلن

۲–وکس های پارافینی

مشخصه‌ی این دسته مواد، کریستال‌های فرم‌گرفته و درشت است که در آن تمامی اتم‌های کربن موجود، با پیوندهای ساده به یکدیگر متصل‌اند. این ماده طی عملیات پیچیده‌‌ای که شامل نفت‌زدایی، کریستاله‌شدن، افزودن حلال‌ها و بسیاری مراحل دیگر است، به شکل ماده‌ای سفید رنگ و بی‌بو و بدون طعم به نام پارافین در می‌آید. پارافین وکس به عنوان یک محصول جانبی در پالایشگاه‌های تولید روغن به دست می‌آید و بسته به نوع برش نفتی روغن پالایش‌شده، دارای گریدهای مختلفی است.

۳– وکس های میکرو کریستالین

میکروکریستالین‌ها، وکس‌هایی با نقطه ذوب بالاتر و کریستال‌های نامنظم و کوچک هستند. ساختار این ماده از هیدروکربن‌های اشباع‌شده و همچنین آلکان‌های نرمال است.

از نگاه تولیدکنندگان، وکس‌ها بر اساس درصد خلوص آن‌ها تقسیم‌بندی می‌شوند. گروه اول، وکس پارافینی تمام‌تصفیه که درصد روغن آن کمتر از ۵ درصد است و گروه دوم وکس میکروکریستالین تمام‌تصفیه که درصد روغن آن کمتر از ۳ درصد است.

کاربرد وکس

وکس ها را از نظر کاربرد می‌توان در حالت‌های زیر طبقه‌بندی کرد:

1. استفاده به عنوان مواد پایه یا افزودنی برای مشارکت، بهبود و اصلاح در خواص محصول نهایی
2. استفاده به عنوان پراکنده‌کننده‌ی رنگ‌دانه‌ها و افزودنی برای جوهر و پوشش‌ها، پلاستیک‌ها، مواد آرایشی، تونرها و چسب‌ها
3. استفاده به عنوان روان‌کننده خارجی در پلاستیک‌ها به طور مثال در فرآیند اکستروژن و کلندرینگ PVC
4. استفاده در شمع‌های تزیینی و درمانی که یکی از اصلی‌ترین و پرکاربردترین مصارف وکس هاست.
5. استفاده به عنوان روکش محصولات خوراکی، آرایشی، صنایع بسته‌بندی و مبلمان و … زیرا وکس‌ها مانع از عبور آب شده و تنها اکسیژن را از محصول عبور می‌دهند.

از دیگر مصارف آن‌ها می‌توان به کاربرد در صنایع تایر و لاستیک، پولیش، جوهر مرکب، قالب‌گیری، آدامس، مواد آرایشی و بهداشتی و … اشاره کرد.