آشنایی با ترکیبات و فرمولاسیون لاک پاک کن
محلول لاک پاک کن حلالی است که توانایی حل کردن لایه خشک شده لاک ناخن را دارد. در گذشته تنها قدرت پاک کنندگی لاک پاک کن ها برای تولید کنندگان و مصرف کنندگان اهمیت داشت. به همین دلیل از استون که دارای قدرت پاک کنندگی بسیار خوبی برخودار است به عنوان لاک پاک کن استفاده میشد. اما امروزه علاوه بر قدرت پاک کنندگی ، عدم آسیب رساندن به ناخن ها و پوست اطراف آن و همچنین بو و رایحه لاک پاک کن ها مورد توجه مصرف کنندگان است. با ما همراه باشید تا با موادی که در فرمولاسیون لاک پاک کن ها استفاده می شود بیشتر آشنا شوید.
استون
استون یکی از معروف ترین حلال هایی است که در فرمولاسیون لاک پاک کن ها و رنگ بر ها استفاده می شود. همچنین از استون در صنعت داروسازی به عنوان افزودنی استفاده می شود. بعضی از متخصصین پوست از استون برای درمان آکنه نیز استفاده می کنند. امروزه در فرمولاسیون لاک پاک کن ها کمتر از استون استفاده می شود و تولید کنندگان لاک پاک کن سعی میکنند از حلال هایی استفاده کنند که به پوست و ناخن آسیبی وارد نکند. اما هنوز برای برداشتن ناخن کاشته شده و پاک کردن لاک های اکلیلی از استون خالص استفاده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله معرفی استون خالص دیمتا را مطالعه نمایید.
پروپیلن کربنات
پروپیلن کربنات یک حلال بدون رنگ و بو است که در دمای محیط به صورت مایع می باشد. فرمول شیمیایی آن به صورت C4H6O3 می باشد. این ماده نسبت به دیگر حلال ها دارای مزیت هایی مانند میزان تبخیر بسیار کم ، سمیت کم ، پایداری شیمیایی بالا و سبز بودن می باشد . سبز بودن در مورد مواد شیمیایی به این معنا است که برای محیط زیست کاملا بی خطر است. ویژگی های یک حلال سبز شامل سمیت کم ، حمل و نقل آسان ، تجزیه پذیر بودن ، قابل بازیافت بودن و سهولت در تصفیه می باشد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی
روش تولید پروپیلن کربنات
برای تولید پروپیلن کربنات روش های مختلفی وجود دارد . می توان از پروپیلن گلیکول و اوره برای تولید پروپیلن کربنات استفاده نمود . اما بهترین روش برای تولید پروپیلن کربنات کربوناسیون اپوکسیدها می باشد زیرا در این روش کربن دی اکسید مصرف می شود و نشان از سبز بودن فرآیند تولید این ماده شیمیایی است.
CH3CHCH2O + CO2 → CH3C2H3O2CO
کاربرد های پروپیلن کربنات
پروپیلن کربنات در صنایع آرایشی و بهداشتی ، شیمیایی ، نساجی و الکترونیک کاربرد فراوان دارد. در صنعت الکترونیک از این ماده برای ساخت باتری های لیتیوم یونی استفاده می شود. در صنایع شیمیایی و نفت گاز نیز به عنوان جاذب گازهای اسیدی در پالایشگاه های گاز در فرآیند شیرین سازی گاز مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت نساجی از پروپیلن کربنات به عنوان رنگ بر استفاده می شود.
در صنعت آرایشی و بهداشتی از پروپیلن کربنات در تولید رژ لب ، سایه چشم ، ریمل ، پاک کننده پوست و لاک پاک کن استفاده می شود . این ماده از آنجایی که قابلیت حل کردن بسیار خوبی دارد و فاسد نشدنی است برای این صنعت بسیار مناسب است . پروپیلن کربنات در تولید لاک پاک کن جایگاه ویژه ای پیدا کرده است و در اکثر فرمولاسیون های بدون استون از این ماده استفاده می شود .
اتیل استات
اتیل استات یک حلال ارگانیک با فرمول شیمیایی C4H8O2 می باشد. این ماده از خانواده استرها بوده و کاملا بی رنگ است . بوی آن شبیه بوی میوه است و ناخوشایند نیست. اتیل استات بسیار فرار و آتشگیر است . اتیل استات در دیگر حلال های آلی مانند الکل ها ، کتون ها و استرها بسیار انحلال پذیر است اما انحلال پذیری آن در آب پایین است.
روش تولید اتیل استات
روش تولید اتیل استات از طریق استری سازی اتانول می باشد. استری سازی یک واکنش برگشت پذیر میان یک الکل با یک اسید آلی(اسید استیک) در حضور یک اسید معدنی قوی مانند اسید سولفوریک است. این واکنش، باعث تولید ترکیبی به نام استر می شود. در نهایت با تولید آب همراه است.
C2H5OH + CH3COOH => CH3COOC2H5 + H2O
ابتدا اتانول و استیک اسید به نسبت مولی برابر، وارد راکتور می شوند. سپس اسید سولفوریک به اندازه یک درصد وزنی به عنوان کاتلیزور اضافه می گردد. به علت گرماگیر بودن واکنش استری سازی ، این واکنش در اثر حرارت شروع می شود. تا زمانی که دما در طول برج تقطیر ثابت و حالت یکنواخت ایجاد شود، ادامه می یابد. پس از اتمام این مرحله آب از اتیل استات تولید شده جدا می شود. محصول به دست آمده از این مرحله دارای درصد وزنی حدود 83 است. همچنین حاوی کاتالیزور و الکل باقیمانده می باشد. جهت خالص سازی اتیل استات ابتدا با کربنات سدیم میزان اسید موجود در آن را در مخزن خنثی سازی خنثی می کنند. سپس با آب شستشو داده می شود.
پس از تشکیل مایع دو فازی، آب از قسمت زیرین تخلیه می شود. لایه رویی که این محصول می باشد، جهت بالا بردن خلوص به برج تقطیر منتقل می شود. محصول خالص شده از پایین برج خارج شده و به مخزن نگهداری منتقل می گردد.
کاربرد های اتیل استات
با توجه به قیمت مناسب و غیر سمی بودن این ترکیب، مهم ترین کاربرد اتیل استات به عنوان حلال و رقیق کننده در صنایع رنگ، رزین است. همچنین در پوشش ها و لاک هایی مانند اپوکسی، اورتان، سلولزی، اکریلیک و وینیل استفاده می شود. از کاربرد های اصلی این محصول در صنایع چاپ و بسته بندی است؛ که برای تهیه جوهر های چاپ در دستگاه های چاپی مانند فلکسو، هلیو و روتو گراور و نیز به عنوان مواد اولیه در تولید مرکب های چاپ برای دیگر دستگاه های چاپ استفاده می شود.
اتیل استات در صنایع و فرآورده های غذایی، برای ساخت اسانس های میوه ای مصنوعی و طعم دهنده ها و جداسازی کافئین از چای و قهوه نیز کاربرد دارد.
در صنایع دارو سازی نیز به عنوان یک جزء مهم در فرآیند خالص سازی آنتی بیوتیک ها می باشد. این حلال همچنین به صورت گسترده ای در تولید چرم های مصنوعی، فیلم های عکاسی، فیلم های پلی استر، فیلم های پروپیلن، فویل های آلومینیومی و فرمولاسیون عطر ، چسب و بعضی از لاک پاک کن ها استفاده می شود.
متیلال
یکی دیگر از حلال هایی که در فرمولاسیون بعضی از لاک پاک کن ها مورد استفاده قرار می گیرد متیلال است . دی متوکسی متان، که به آن متیلال نیز گفته می شود، یک استال دی متیل قابل تجزیه زیستی است. فرمول مولکولی دی متوکسی متان به صورت C3H8O2 است. مایعی قابل اشتعال ، بی رنگ و دارای نقطه جوش پایین، ویسکوزیته پایین و قدرت حلالیت عالی است. دارای بوی شبیه کلروفرم و تند است. این ماده از مشتقات دی متیل استیل فرمالدهید است.
روش تولید متیلال
متانول و فرمالدهید با فشار به درون رآکتور در حضور کاتالیزور پمپ می‌شوند. دمای واکنش درون رآکتور در محدوده ۶۰ تا ۸۵ درجه سلسیوس کنترل می‌شود تا متیلال، متانول و آب مخلوط شود. این مخلوط برای تبخیر در دیگ بخارِ پایین برج تقطیر گرم می‌شود. ترکیبات فرار در بالای برج جمع می‌شود و بخش سنگین پایین برج باقی می‌ماند. متیلال و متانول از بالای برج با کندانسور به درون مخزن رفلاکس فرستاده می‌شوند. بخشی از مایع برای رفلاکس (پس ریزی) به بالای برج بر می‌گردد و بخش دیگر به‌عنوان محصول نهایی جمع آوری می‌شود. در این روش میزان ناخالصی های آلی در پساب ده برابر کمتر است. در این روش انرژی کمتری نسبت به روش‌های دیگر مصرف می شود و کاتالیزگر راحت‌تر بازسازی می‌شود. همچنین غلظت فرمالدهید در پساب بسیار پایین است وخلوص متیلال نیز بالاتر است.
کاربرد های متیلال
متیلال یکی از حلال های پرکاربرد و مقرون به صرفه است که در بسیاری از صنایع استفاده می شود. از متیلال در صنعت رنگ سازی ، عطر سازی ، آرایشی و بهداشتی ، تولید رزین های مصنوعی ، تولید چسب ، اسپری های خوش بو کننده و لاک پاک کن ها استفاده می شود. همچنین در صنعت نساجی برای زد آب کردن چرم و پارچه از متیلال استفاده می شود. از دیگر کاربرد های متیلال افزایش عدد اکتان بنزین است به همین دلیل به عنوان افزودنی بنزین نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
گلیسرین
گلیسیرین یا گلیسرول مایع بی بو و شفافی است که در بیشتر چربی های طبیعی گیاهی و حیوانی، از جمله چربی هایی که در پوست شما هستند وجود دارد. از نظر شیمیایی گلیسرین یک الکل سه عاملی با فرمول شیمیایی C3H5(OH)3 است که غیر سمی بوده و مزه شیرین دارد. این ماده در آب و اتانول به هر نسبتی حل شده و در معرض هوا به آرامی رطوبت را جذب می کند. گلیسرین در طبیعت بیشتر به صورت ترکیب با اسید های چرب است که چربی را می سازد. مونو گلیسرید یا تری گلیرسید که ماده اصلی روغن سویا ، روغن پالم ، روغن نارگیل و … هستند ، دارای گلیسرین در ساختار خود می باشند.
تاریخچه گلیسرین
بیش از دو قرن پیش در سال ۱۷۷۹ کارل ویلهم شیل شیمیست سوئدی با حرارت دهی به روغن زیتون و مونو اکسید سرب برای اولین بار گلیسیرین را تهیه کرد. او از این کشف تصادفی خود بسیار خوشحال بود و آن را “اصل شیرین چربی” نامید. شیل به آزمایش و مقایسه گلیسیرین با سایر شکرهای کشف شده در آن دوران پرداخته و متوجه تفاوت آن با دیگر شیرین کننده‌ها شد. طبق آزمایشات او گلیسیرین مانند بقیه شکرها تشکیل کریستال نداده، تخمیر نشده و مقاومت گرمایی بالاتری را نسبت به آن‌ها از خود نشان می‌داد.
او فرق بین گلیسیرین و قند نیشکر را به خصوص در نسبت‌های اکسیژن مورد بررسی قرار داده و نشان داد که مقدار بیشتری اسید نیتریک برای اکسیده کردن گلیسیرین نسبت به نیشکر مورد نیاز است و همچنین گلیسرول در واکنش با اتانول، بر عکس قند نیشکر باز تولید نخواهد کرد. او نشان داد که گلیسیرین با اینکه کریستالیزه نمی‌شود امکان تقطیر آن وجود دارد و در دماهای بالاتر تجزیه خواهد شد.
آشکار شدن اهمیت تجاری گلیسیرین به استفاده از دینامیت باز می‌گردد. آلفرد نوبل در سال ۱۸۶۶ با ساخت نیتروگلیسیرین و استفاده از آن در دینامیت که پایدار، قابل حمل و دارای قدرت انفجاری بسیار بالایی بود، گلیسیرین را به ماده‌ای با ارزش در تجارت جهانی به خصوص تجارت تسلیحاتی تبدیل کرد.
دینامیت تبدیل به اولین کاربرد گلیسیرین در دنیا شد و به طبع آن گلیسیرین تاثیر بسیار بزرگی بر توسعه صنعتی گذاشت زیرا دینامیت دسترسی به بسیاری از دخایر معدنی و نفتی زیر زمین را ممکن کرده و مقدار زیادی از آن در ساخت راههای ریلی و دیگر پروژه‌های ساخت و ساز استفاده شد، که مشهورترین آن‌ها ساخت کانال پاناما بود که به ۴۰۰۰ تن گلیسیرین و ۸۰۰۰ هزار تن ماده منفجره نیاز داشت.
انواع گلیسرین و تولید آن
گلیسرین دارای سه نوع گیاهی ، حیوانی و سنتزی می باشد که در ادامه در مورد هر یک از آن ها توضیحات لازم را ارائه خواهیم داد.
گلیسرین گیاهی :
این ماده از گیاهان سرشار از چربی های تری گلیسیرید به دست می آید از روغن سبزی‌ها و گیاهانی مانند روغن نخل، روغن هسته خرما و روغن نارگیل، تحت فشار و یا در طی واکنش با باز های قوی مانند سدیم هیدروکسید تولید می‌گردد. این عملیات موجب می شود تا گلیسیرین موجود، از اسیدهای چرب جدا شود و با آب مخلوط گردد. در نتیجه محصول نهایی که یک مایع بی بو و دارای طعم شیرین است حاصل می گردد.
گلیسرین حیوانی:
به وسیله چربی های حیوانی طی فرآیند تولید صابون تولید می‌شود. هیدرولیز چربی های گیاهی و یا حیوانی با کمک سدیم هیدروکسید می تواند بیشترین حجم تولیدی گلیسرول به روش طبیعی را تولید نماید.
گلیسرین سنتزی :
توسط قند عصاره نیشکر یا ذرت و همین‌طور پروپیلن به دست می‌آید.از تقطیر نفت، پروپیلن به دست می آید. در نهایت گلیسیرین نیز با اضافه کردن کلر به مولکول و سپس هیدرولیز کردن تری کلروپروپان تولید می گردد. محصول تولید شده از روش سنتزی یا مصنوعی به دلیل خلوص 99.7 درصد در کاربردهای دقیق تری به خصوص در بیوتکنولوژی و ساخت داروها استفاده می شود.
خواص و کاربرد گلیسرین:
با توجه به ویژگی های گلیسیرین ، کاربرد گلیسیرین بسیار متنوع است. می توان گفت بیشترین کاربرد گلیسیرین در صنایع غذایی به عنوان افزودنی است. از گلیسیرین خوراکی در غذاها به عنوان رقیق کننده، شیرین کننده، حلال و منسجم کننده استفاده می شود. به دلیل این ویژگی ها موارد مصرف گلیسیرین در محصولات لبنی از جمله خامه، شیرینی پزی، مربا، غذاهای کنسرو شده و سایر غذاها بیشتر است. از دیگر کاربردهای گلیسیرین می توان یه موارد مصرف آن در صنایع داروسازی، شربت ها، دهانشویه ها و ژل های حاوی فلوراید و خمیردندان ها همچنین امولوسیون در کپسول ها اشاره کرد. از دیگر موارد مصرف گلیسیرین در ساخت انواع ملین و شیاف است. گلیسیرین به عنوان دارو برای پایین آوردن فشار چشم نیز استفاده می شود. در مواد تشکیل دهنده بسیاری از مرطوب کننده های پوست و شامپوها نیز از گلیسیرین استفاده شده است. مهمترین خاصیت گلیسیرین برای پوست است. از آنجا که این ماده آب را به خوبی جذب می کند، با آبرسانی به پوست بهترین مرطوب کننده برای آن محسوب می شود. با استفاده از گلیسیرین روی پوست این ماده به عنوان لایه ای محافظ به نرم کنندگی پوست کمک می کند. در نتیجه اگر پوستی خشک دارید و به دنبال مرطوب کننده و آبرسان برای پوست خود هستید از خواص گلیسیرین برای پوست غافل نشوید. کرم های مرطوب کننده ای که در آن ها از گلیسیرین استفاده شده است بهترین جایگزین برای کرم های حاوی سدیم کلرید و اوره هستند. می توانید از ترکیب گلیسیرین و گلاب نیز به تنهایی استفاده کنید. گلسیرین با جذب رطوبت هوا آن را به پوست می رساند و باعث نرمی پوست می شود. همچنین اگر به دنبال یک تونر خوب برای پوست خود هستید مصرف گلیسیرین و گلاب علاوه بر رطوبت رسانی به پوست سطح PH پوست را معتدل کرده و لک و سایر آسیب های پوستی را کاهش می دهد. لذا با گلیسیرین خوراکی می توانید پوستی صاف، نرم و درخشان داشته باشید. روغن گلیسیرین خالص به عنوان مرطوب کننده قوی پوست، پوست های خشک را نرم می کند و می توانید به راحتی پوست زبر خود را نرم کنید.
دیگر کاربرد گلیسیرین برای تقویت ناخن است. کسانی که زیاد لاک می زنند بعد از مدتی ناخن هایشان خشک و کدر می شود. گلیسیرین با خاصیت نرم کنندگی و آبرسانی می تواند به برطرف کردن این مشکل کمک کند. گلیسیرین برای تقویت ناخن بهترین گزینه بوده و می توانید با استفاده از آن از ناخن هایتان مراقبت کنید. یک قاشق گلیسیرین را با مقداری گلاب ترکیب کنید و با استفاده از پنبه به ناخن هایتان بمالید و بعد از 10 دقیقه با آب بشویید. بعد از مدتی شاهد تاثیر گلیسیرین برای تقویت ناخن خواهید بود. دیگر کاربرد گلیسیرین علاوه بر تقویت ناخن ها ، کمک به درخشان شدن ناخن ها است. با توجه به خواص مفید گلیسرین برای ناخن ، تولید کننده های لاک پاک کن ها از این ماده در فرمولاسیون های خود استفاده می کنند.
اسانس ها
با توجه به اینکه لاک پاک کن ها شامل حلال هایی هستند که ممکن است بوی نامطبوع داشته باشند ، استفاده از اسانس در فرمولاسیون لاک پاک کن ها جایگاه ویژه ای دارد. استفاده از اسانس در محصولات آرایشی و بهداشتی به عنوان خوشبو کننده رایج بوده و باعث می شود مصرف کننده هنگام استفاده از این محصولات حس خوشایندی را تجربه کند. اسانس هایی که در تولید لاک پاک کن ها استفاده می شود بیشتر شامل رایحه میوه هایی مانند موز ، هلو ، طالبی ، سیب و بعضی از گل ها می باشد.
