سلولز استات به چه ماده ای گفته میشود و چه خواصی دارد؟
سلولز استات نوعی پلاستیک طبیعی است که از سلولز های طبیعی و خالص گرفته میشود. در واقع این ماده نوعی استر استاتی از سلولز است و اولین بار در سال 1865 تولید شد. پلاستیک یاد شده به عنوان فیلم در عکاسی مورد استفاده قرار گرفته است. سایر مصارف آن عبارتند از پوشش، فریم عینک های چشمی و همچنین به عنوان فیبر ترکیبی در تولید فیلترهای سیگار و کارتهای پاسور. این ماده در دهه 50 توانست تا جایگزین فیلم های نیتراتی در حوزه عکاسی شود زیرا قابلیت اشتعال خیلی کمتری دارد و علاوه بر آن هزینه تولید آن کمتر است.
تاریخچه ی سلولز استات
Paul Schützenberger در سال 1865 کشف کرد که سلولز با انهیدراید استیک واکنش می دهد و سلولز استات را تولید میکند. شیمی دانهای المانی با نامهای Arthur Eichengrün و Theodore Becker نیز اولین اشکال محلول سلولز استات را در سال 1903 اختراع کردند.
در سال 1904 نیز Camille Dreyfus و برادر کوچکترش تحقیقاتی در خصوص این ماده در باغچه پدری شان در سوئیس انجام دادند و به توسعه آن کمک کردند. برادران یاد شده به مدت پنج سال به آزمایشات سیستمی و تحقیقات خود در سوئیس و فرانسه ادامه دادند. تا سال 1910 نیز، آنها فیلمی را برای صنعت تصاویر متحرک تولید کردند و میزان کم و پایداری از لاک های استات با نام لاک یا لعاب به صنعت در حال گسترش هوا و فضا فروخته شد تا به منظور پوشش دهی بالها و بدنه هواپیما به کار برده شود.
در سال 1913 و پس ازانجام هزار 20 ازمایش متفاوت، آنها موفق به تولید یک نمونه آزمایشگاهی از رشته شدند، همان ماده ای که تا به امروز از صنعت سلولز استات به دور مانده است. متاسفانه آغاز جنگ جهانی اول باعث شد تا پیشرفت این فرایندها به تعویق بیفتد.
پس از جنگ نیز، تولید فیبر های استات مجددا مورد توجه قرار گرفت. رشته های اولیه از کیفیت خیلی خوبی برخوردار بودند ولی فروش چندان مطلوب نبود و از طرف دیگر هم انجمن های مشغول در حوزه مواد ابریشمی تلاش می کردند تا اعتبار این ماده را کاهش دهند و از استفاده آن جلوگیری نمایند. اگرچه ساختار ترموپلاستیک این ماده آن را به گزینه ای ایده آل برای تولید پارچه هایی با خطوط موازی تبدیل کرده بود زیرا این الگو دائمی بوده و با شست و شو از بین نمیرود.
ترکیب استات و ابریشم در آغاز راه ممکن شد و نخ نیز به طور ناگهانی به این ترکیب اضافه شد تا در نهایت پارچه های کم هزینه و ارزان تری تولید شود که مقرون به صرفه تر از ابریشم و یا استات است. امروزه استات با ابریشم، نخ، پشم، نایلون و سایر مواد ترکیب میشود تا از چروک شدن پارچه جلوگیری نماید، استفاده از آن را ساده تر سازد و کیفیت پوشش آن را ارتقا بخشد. افزایش سرعت خشک شدن، پایداری ابعادی مناسب و قیمتهای مطلوب نیز از سایر مزیت های این پارچه های ترکیبی میباشند.
سلولز استات چه خواصی دارد؟
استات نوعی فیبر تولیدی بسیار ارزشمند است که هزینه پایینی دارد ولی به عنوان یک پارچه خواص مطلوبی دارد. از استات به منظور تولید ساتن، پارچه های زر بافت و سایر انواع استفاده می شود تا درخشندگی و زیبایی بیشتری به آنها ببخشد.
· نرم و لطیف و ارتجاعی
· هوا به خوبی از آن عبور میکند، به سرعت خشک میشود
· این ماده دارای رگه های براق میباشد
· انعکاس نور نوعی ظاهر زیبا به آن می بخشد
· رنگ خود را در برابر لکه های ناشی از تعریق حفظ میکند، در برابر خشکشویی نیز رنگی ثابت دارد و امکان نفوذ هوا و بخار هم در آن وجود دارد
· این ماده چندان سخت و محکم نیست و مقدار سختی آن بین 1.2 تا 1.4 g/d میباشد. همچنین این پارچه ها زمانی که مرطوب می شوند، بلافاصله استحکام خود را از دست میدهند باید با خشکشویی آنها را تمیز کرد
· استات مقاومت کمی در برابر ساییدگی دارد
· استات به میزان کمی گرما را در خود حفظ میکند و امکان واکنش های حساسیتی با مصرف لباس های ساخته شده از استات پایین است.
· خواص سلولزی و ترموپلاستیک
· جذب انتخابی و رفع تعداد کمی از مواد شیمیایی ارگانیک
· به راحتی با نرم کننده ها پیوند می خورد
· استات قابلیت انحلال در تعداد زیاد از حلالها را دارد به خصوص استون و سایر حلالهای ارگانیک و میتوان ان را به گونه ای تغییر داد تا در حلالهای جایگزین مانند آب هم حل شود
· استات آب دوست بوده و به راحتی مرطوب می شود از آنجایی که دارای انتقال مایعی خوب و جذب بالا میباشد، راحتی و جذب رطوبت را تضمین میکند ولی زمانی که مرطوب می شود، استحکام خود را از دست میدهد.
· میتوان استات را کمپوست کرد یا سوزاند
· میتوان این ماده را رنگ کرد اگرچه به انواع خاصی از رنگدانه ها نیاز است زیرا این ماده رنگهای معمولی کاربردی برای نخ و ریون را نمی پذیرد.
· این نوع پلاستیک در برابر کپکهای قارچی نیز مقاوم میباشد
· به راحتی می توان آن را با استفاده از مواد قلیایی قوی و عاملهای اکسید کننده تضعیف کرد
· امکان خشکشویی و یا شستشوی عادی هم برای ترموپلاستیک یاد شده وجود دارد زیرا کوچک نمیشود و سایز آن تغییری نمیکند.
سلولزاستات برای تولید چه محصولاتی به کار برده میشود؟
فیبر
فیبر های سلولز استات که به عنوان اولین فیبر های موجود شناخته میشوند، با نخ و یا سلولز خمیر درخت (پلیمرهای زیستی) ساخته میشود. این فیبر های سلولزی، در بسیاری از محصولات در طی دهه های اخیر جایگزین فیبر های نفتی مانند نایلون و پلی استر شده اند. نام های تجاری استات عبارتند از: Acele, Avisco, Celanese, Chromspun, و Estron.
این ماده شباهت زیادی با ریون یا ابریشم مصنوعی دارد و در گذشته با این ماده یکسان در نظر گرفته میشد. در واقع نوع به کار گیری استیک اسید در تولید این دو ماده با یکدیگر متفاوت است. امروزه نام این دو ماده به صورت جداگانه بروی برچسبهای پوشاک نوشته میشود.
ریون در برابر حرارت مقاوم است و این در حالی است که استات در چنین وضعیتی ذوب می شود. همچنین پارچه های استاتی را باید با دقت اتو کرد. از آنجایی که هوا به خوبی می تواند از این مواد عبور کند، گزینه ای مناسب برای آستر دوزی می باشد. به عنوان مثال پارچه های استاتی به طور گسترده ای در تولید لباس عروس بکار برده میشوند. ساختار براق، لطیف و صاف آن باعث شده است تا به خوبی بتوان استات را جایگزین ابریشم کرد.
فیلم
سلولز استات در سال 1937 معرفی شد و به عنوان جایگزین سلولز نیترات به کار برده شد که قبلا به عنوان ماده ای استاندارد در این حوزه استفاده می شدند. زمانی که این فیلمها در برابر حرارت و یا رطوبت قرار می گیرند، اسیدهای موجود در آن حالتی ناپایدار پیدا میکنند و استیک اسید را آزاد می سازند که بویی سرکه مانند دارد. به این فرایند سندروم سرکه هم می گویند. هنوز هم از فیلم های عکاسی استاتی استفاده می شود مانند نگاتیو دوربین برای فیلمهای سینمایی. از دهه 80 به بعد، فیلمهای پلی استری محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند به خصوص برای آرشیو. فیلم های استاتی هم قبل از ظهور فیلم های پلی استری، برای تولید نوارهای مغناطیسی به کار برده می شدند.
نوار مغناطیسی
نوارهای مغناطیسی استاتی در سال 1952 و توسط کمپانی IBM تولید شد تا در یکی از کامپیوترهای تولیدی آنها قرار گیرد. این نوارهای در مقایسه با نوارهای فلزی معرفی شده توسط کمپانی UNIVAC در سال 1951 کاربری خیلی ساده تری دارند. در سال 1956 نیز نوارهای مغناطیسی استاتیک با نوارهای فیلم پلی اتیلن ترفتالات جایگزین شدند که پایداری بیشتری دارند.
سایر محصولات
· پوشاک: دکمه، بلوز، پیراهن، لباس های عروسی و مهمانی، وسایل خانه، پارچه، آستر و سایر موارد
· فریم های عینک نیز معمولا از سلولز استات ساخته میشوند
· مصارف صنعتی: فیلتر سیگار و سایر فیلترها، محفظه جوهر و خودکار هایی که بخش ابتدایی انها از فیبر ساخته شده است.
· محصولاتی که قابلیت جذب بالایی دارند، پوشکها و ابزارهای جراحی
· کارتهای پاسور هم در اغلب موارد از همین نوع پلاستیک ساخته میشوند
· وسایل بازی
سلولزاستات چگونه تولید میشود؟
کمیسیون بازرگانی فدرال استات را این گونه توصیف میکند: نوعی فیبر تولیدی که در ان ماده فیبر مانند همان سلولز استات است. در این ماده کمتر از 92 درصد از گروه های کربوکسیلی حالت آستیلی پیدا کرده اند و به همین دلیل ممکن است نام تری آستات به عنوان شرحی کلی برای این ماده به کار برده شود.
استات از سلولز گرفته میشود و در مرحله اول خمیر چوب به سلولز های سفید خالص تبدیل می شود. به منظور تولید یک محصول مطلوب، انواع خاصی از خمیرها مانند مواردی که قابلیت حلالیت دارند، به کار برده میشوند. واکنش پذیری ناهمسان این ماده مشکلی را بوجود می اورد که بر کیفیت محصول نهای موثر خواهد بود. سلولز با استیک اسید و استیک انهیدراید و با حضور سولفوریک اسید واکنش می دهد و در معرض هیدرولیز کنترل شده قرار می گیرد تا سولفات و مقادیر کافی از گروه های استاتی زدوده شود و محصول نهایی از خواص دلخواه برخوردار شود.
