استئارات کلسیم

استئارات کلسیم

استئارات کلسیم، صابون فلزی اسید استئاریک است که از جایگزینی یون کلسیم با یون هیدروژن اسید به وجود می آید و شکل ظاهری آن پودر سفید رنگ می باشد. استئارات کلسیم برای اولین بار در سال ۱۹۲۴ برای بهبود بافت خمیر نان و پایین آوردن سطح گرد شدگی در آرد استفاده شد و خواص منحصر به فرد آن باعث شد از این ماده در بسیاری از صنایع غیر غذایی نیز به ‌کار گرفته شود.

استئارات کلسیم (Calcium Stearate) که  به اسید اکتادکانوئیک کلسیم نیز معروف است پودری کریستالی سفید و روشن با فرمول شیمیایی C₁₇H₃₅COO)₂Ca) است. استئارات کلسیم یک کربوکسیلات کلسیم است که به عنوان یک صابون کلسیم طبقه بندی می شود. استئارات کلسیم به صورت تجاری به صورت ۵۰% در آب یا به عنوان پودر خشک افشانه عرضه می‌شود. بر خلاف صابون هایی که شامل سدیم و پتاسیم هستند، استئارات کلسیم قابل حل در آب نبوده و به خوبی کف نمی­کند. شکل (1) نشان دهنده ساختار مولکولی کلسیم استئارات است.

شکل (1): ساختار مولکولی کلسیم استئارات

این ماده از سال 1955 توسط هوچست و از اواخر سال 1960 توسط مونتل به عنوان ماده افزودنی مورد استفاده قرار گرفته است. تولید کنندگان استئارات کلسیم برای تولید این ماده از واکنش  اکسید کلسیم با اسید استئاریک در مجاورت گرما طی واکنش زیر استفاده می‌کنند:

2C₁₇H₃₅COOH + CaO  (C₁₇H₃₅COO)₂Ca + H₂O

شکل (2): واکنش تولید کلسیم استئارات

صابون کلسیم خنثی است که در شرایط کنترل شده از اسید استئاریک با کیفیت بالا ساخته شده و محصول نهایی بسیار یکنواخت است. این محصول در بیشتر حلال ها حل نمی‌شود و در صورتی که به آن حرارت دهیم به مقدار خیلی کم در ترکیبات آروماتیک، هیدروکربن های کلرینه یا روغن های معدنی و گیاهی و واکس­ها حل می­شود. کلسیم استئارات مهم­ترین نوع نمک کلسیم است اما به دلیل انحلال ناپذیری این ماده، بطور معمول در زمان حاضر به عنوان صابون به کار برده نشده و با یک مواد مصنوعی که در آب قابل حل هستند، جایگزین شده است.

کاربردهای کلسیم استئارات

صنایع غذایی

این نمک به عنوان نرم کننده، تثبیت کننده و یک ماده فعال در سطح به کار می رود و ماده ای است که اداره دارو و غذای آمریکا (FDA) در شکل کلی آن را به عنوان یک افزودنی خوراکی ایمن تشخیص داده است. طبق مقررات FAO / WHO  کلسیم استئارات می­تواند برای پوشاندن پودر گلوکز، پودر ساکارز و مکعب‌های خوراکی و غیره استفاده شود و حداکثر مقدار مجاز آن ۱۵ گرم در کیلوگرم است.

استئارات کلسیم یک ماده ضد پخت است که در طیف گسترده ای از غذاها از جمله نمک، ادویه ها، شیرینی‌ها، محصولات میان وعده و مخلوط های خشک استفاده می‌شود. همچنین از کلسیم استئارات در تولید بعضی از خوراکی‌ها (مانند اسمارتیزها)، نرم کننده سطح شیرینی‌های سخت استفاده می‌شود.

صنایع بهداشتی

این ماده به طور متناوب در لوازم آرایشی، به خصوص محصولات اسپری آرایش مو به کار می‌رود. از این ماده همچنین در پودرهای آرایشی، پمادها و بسته‌های زیبایی استفاده می­شود. علیرغم ریسک بسیار پایین برای تحریکات پوستی، تماس موضعی ممکن است باعث قرمزی، خارش و سوزش چشم شود. هم چنین می‌تواند در ژل‌ها به کار رود یا به صورت پر حجم در پودرهای آرایشی استفاده شود.

صنایع شیمیایی

استئارات کلسیم، کربوکسیلات کلسیم می باشد که در بعضی از روان سازها و مواد فعال در سطح یافت می‌شود و به صورت یک پودر سفید می‌باشد. این ماده شیمیایی معمولاً برای محصولات نرم غیر سمی مانند فیلم های بسته بندی مواد غذایی، ابزار پزشکی و غیره استفاده می شود. این ترکیب با نمک های سرب بازی و صابون‌های سرب که برای محصولات سخت استفاده می شوند، سرعت ژل شدن را افزایش می دهد. این محصول همچنین به عنوان روان کننده و ماده آزاد کننده پلاستیک های حرارتی مانند پلی الفین، پلاستیک‌های تقویت شده با پلی استر، رزین فنولیک، آمینو رزین و غیره کاربرد زیادی دارد.

این ماده معمولاً در فرمولاسیون های مختلف آنتی فوم استفاده می­شود. به طور کلی ترکیبات ضد کف از عوامل نامحلول در محیط کف تشکیل می­شوند. مهم است که این ضد کف‌ها ویسکوزیته کمی داشته و به راحتی در محیط پخش شوند. دوز استئارات معمولاً ۰.۵٪ تا ۱٪ بیشتر از مواد جامد موجود در پراکندگی است.

کلسیم استئارات برای  نفوذ ناپذیری به پارچه های مختلف، کفش‌ها و حتی پشم سنگ که به عنوان عایق استفاده می شود، اضافه می­شود. یکی دیگر از مزایای این افزودنی اثر بخشی آن به عنوان ضد آب و کم هزینه بودن آن است.

با غلظت حدود ۲٪ کلسیم استئارات و استئارات روی در تولید مواد اطفاء حریق استفاده می شود. این ماده در ترکیبات ضد صوت و سایر محصولات ترکیبی برای ساخت و ساز مانند سقف ها و پانل های کاذب نیز وجود دارد.

این ترکیب شیمیایی برای پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده می شود و می تواند اثرات سوء کاتالیزور باقیمانده را روی رنگ و تثبیت کننده رزین از بین ببرد.

به دلیل خواصی مثل مقاومت بالا در برابر حرارت و نور مورد توجه قرار گرفته است. این ماده به طور عمده به عنوان تثبیت کننده رزین های پی وی سی و روان کننده برای پودر یا قرص‌های پلاستیکی قالب ریزی استفاده می شود. به دلیل دارا بودن مقدار زیاد اسید استئاریک، استئارات کلسیم در پی وی سی می‌تواند به عنوان روان کننده خارجی در پردازش PVC مورد استفاده قرار گیرد و باعث ایجاد همجوشی شود

صنایع کاغذ سازی

در صنعت کاغذ از استئارات کلسیم به عنوان یک افزودنی کم هزینه، جهت افزایش طول عمر کاغذ و ایجاد ظاهری نیمه مات به آن، استفاده می­شود.

صنایع سیمان و بتن

این ترکیب همچنین برای کنترل شوره زدگی مواد سیمانی موجود در محصولات بتنی از جمله سنگفرش‌ها و بلوک‌ها و افزایش مقاومت آنها در برابر آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع پلاستیکی

در پلاستیک، می‌تواند به عنوان رباینده یا خنثی کننده اسید در کنسانتره‌های بالای ppm 1000 و یک روان ساز و یا یک عامل آزاد کننده عمل نماید.

استئارات کلسیم هم چنین در کنسانتره های پلاستیک رنگی به کار گرفته شود تا خشک شدن پیگمنت را بهبود بخشد.

به طور کلی کاربرد  استئارات کلسیم را می‌توان در موارد ذیل خلاصه نمود:

• عامل سیالیت در مواد پودری شکل
• پارچه های ضد آب
• نرم کننده مداد و مداد مومی
• در صنعت بتن
• کاغذ و مقوا سازی
• صنعت لاستیک و پلاستیک بعنوان یک نرم کننده موثردر پروسه و عامل آزاد کننده
• در کنسانتره های پلاستیک رنگی به عنوان خمیر کننده رنگدانه ها