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.
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
وكس هاي هيدروكربني، به صورت شيميايي قابليت اصلاح دارند تا منطبق با نيازهاي بازار شوند. يكي از روش‌هايي كه به طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرد، در گام اول، اكسيداسيون آن‌ها در حضور يا در غياب كاتاليست است، که در این مرحله معمولاً عدد اسيدي محصول كمتر از 30 و عدد صابوني آن بيشتر از 25 خواهد شد. گام ديگر، واكنش با يك پلي‌كربوكسيليك اسيد، مثل مالئيك اسيد، در دماي بالا است؛ در حقیقت وكس اكسيدشده با گروه‌هاي كربوكسيليك در واكنش‌هايي چون صابوني‌شدن و استري‌شدن، مي‌تواند بيشتر اصلاح شود. وكس اكسيدشده در آب با استفاده از مواد فعال سطحي يا صابون‌هاي ساده به راحتي تعليق مي‌شود، بنابراين می‌توان به طور گسترده در بسياري از كاربردهاي پوشش‌دهي و پوليش 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 40 درجه سانتی‌گراد بوده که با افزایش دما منبسط و با کاهش دما منقبض می‌شود.
خواص مكانيكي این مواد مانند مدول الاستيك و استحكام فشاري در مقايسه با ساير افزودنی‌ها كم بوده و تمامی اين خواص به طور محسوس بستگي به دما دارد به عنوان مثال با افزايش دما، انعطاف پذيري این ماده افزايش مي‌يابد. انعطاف پذيري وکس‌های با محدوده ذوب گسترده تر، بیشتر از حالت محدوده ذوب متمرکزتر است. و در آخر اگر این ماده خيلي خالص و پالايش شده تولید شود، كاملاً شكننده 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.
1–وکس های پلی اتیلنی
پلي‌اتيلن‌هاي با وزن مولكولي خيلي پايين (متوسط وزن مولكولي عددي Mn كمتر از 10000) خواص وكس مانند دارند. این ماده، ماده ای نیمه بلوریست كه خواص مكانيكي آن همانند پليمرهاي گرمانرم و به‌وسيله نوع و درصد كريستال كنترل مي‌شود و به عنوان یک محصول جانبی از تولید پلی اتیلن در مجتمع‌های پتروشیمی بدست می‌آید. از این محصول به شکل گسترده‌اي در صنايع مختلف براي كاهش گرانروي به كار برده مي‌شود
2–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.
3– 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 5 درصد است و گروه دوم وکس میکروکریستالین تمام‌تصفیه که درصد روغن آن کمتر از 3 درصد است.
کاربرد وکس
وكس ها را از نظر كاربرد مي‌توان در حالت‌های زیر طبقه‌بندي كرد:
- استفاده به عنوان مواد پايه يا افزودني براي مشاركت، بهبود و اصلاح در خواص محصول نهايي
- استفاده به عنوان پراكنده‌كننده‌ی رنگ‌دانه‌ها و افزودني براي جوهر و پوشش‌ها، پلاستيك‌ها، مواد آرايشي، تونرها و چسب‌ها
- استفاده به عنوان روان‌کننده خارجی در پلاستیک‌ها به طور مثال در فرآیند اکستروژن و کلندرینگ PVC
- استفاده در شمع‌های تزیینی و درمانی که یکی از اصلی‌ترین و پرکاربردترین مصارف وکس هاست.
- 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.
