اسید استئاریک یک اسید چرب اشباع شده ۱۸ کربنی می‌باشد. این ماده بطور طبیعی در چربی حیوانی و چربی گیاهی یافت می‌شوند و به طور معمول ظاهری سفید رنگ و واکس مانند دارد. اسید استئاریک کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف از جمله آرایشی، صابون سازی، شوینده، لاستیک و پلاستیک دارد. اسید استئاریک در صنعت پلاستیک عمدتا به عنوان روان کننده و همچنین به عنوان ماده اولیه ساخت پایدارکننده حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به بررسی کاربرد این ماده در صنعت پلاستیک پرداخته شده است.

 

ساختار شیمیایی اسید استئاریک و انواع آن

اسید استئاریک نام دیگری برای اسید چرب ۱۸ کربنی اکتادکانوئیک با فرمول شیمیایی CH3(CH2)16COOH  وزن مولکولی ۲۷۳ و دما ذوبی در حدود ۶۵ تا ۶۹ درجه سانتی گراد می‌باشد. این اسید چرب به صورت گلیسرول استر در چربی حیوانی و گیاهی یافت می‌شود. در واقع یکی از فراروان ترین اسیدهای چرب در چربی حیوانی ( در حدود ۳۰ درصد) استئاریک می‌باشد این درحالی است که فراروانی آن در چربی گیاهی (به جزء کره کاکائو و شی باتر که در حدود ۲۸ تا ۵۵ درصد از این ماده را دارند) تنها ۵ درصد می باشد.

این اسید چرب غیر سمی بوده و زیست سازگار می‌باشد. از نظر ساختار شیمیایی یک سر قطبی دارد که با کاتیون فلزی پیوند برقرار میکند و زنجیره غیر قطبی آن در حلال آلی حل می‌شوند. نمک‌های این اسید و استر آن به نام استئارات و تری گلیسیرید حاص از سه مولکول اسید استئاریک به نام استئارین شناخته می‌شود.

اسید استئاریک طی یک فرآیند شیمیایی شامل جداسازی و هیدوژناسیون از چربی و روغن های حیوانی و یا گیاهی تهیه می‌شود، ترکیبات این ماده بسته به منبعی که از آن تهیه شده است متفاوت خواهد بود به طور معمول شامل مقداری پاملتیک اسید و درصد کمی اسید چرب‌های دیگر می‌باشد. از نظر ظاهری می‌تواند به صورت مایع و جامد باشد.

 

نحوه تولید اسید استئاریک

 

در واقع اسید استئاریک یک نوع اسید چرب غیر اشباع است این درحالی است که بیشتر چربی موجود در حیوانات و گیاهان به صورت مایع است، نوع غیر اشباع اسید استئاریک، اولئیک اسید نام دارد که در گیاهان مختلفی از جمله در روغن پالم به میزان حدود ۴۰ درصد، روغن زیتون در حدود ۷۰ درصد و روغن آفتابگردان در حدود ۸۰ درصد یافت می‌شود. اسید اولئیک که در واقع  استئاریک غیر اشباع بوده و مایع می‌باشد. طی یک فرآیند جداسازی ابتدا از روغن جدا شده و سپس در اثر هیدروژناسیون تبدیل به اسید استئاریک می‌باشد. بسته به حضور سایر اسید چرب های غیر اشباع همچون اسید لینولنیک که بعد از هیدروژن دار شدن تبدیل به اسید استئاریک می‌شوند. درصد اسید استئاریک حاصله بعد از فرآیند هیدروژناسیون می تواند بیشتر از میزان اسید اولئیک اولیه باشد.

 

 

کاربرد استئاریک اسید در صنعت پلاستیک

 

کاربرد اسید استئاریک به عنوان روان کننده 

قیمت پایین، سمی نبودن، کارایی بالا سبب شده اسید استئاریک و مشتقات آن یکی از پر کاربرد ترین روان کننده‌ها در صنعت پلاستیک از جمله تولید انواع کامپاند پلاستیک و پی وی سی باشند. این روان کننده در اغلب موارد به عنوان روان کننده خارجی در نظر گرفته می‌شود. 

 

کابرد استید استئاریک برای پوشش دهی فیلرها

از استئاریک اسید جهت پوشش دهی فیلرهایی چون کربنات کلسیم استفاده می‌شود. فیلر پوشش داده شده دارای خواص بهتری از جمله پراکندگی بهتر و کلوخه شدن کمتر در فرآیند تولید می‌باشد.

 

کاربرد اسید استئاریک به عنوان استابلایزر پی وی سی

اسید استئاریک در کنار استابلایزرهای حرارتی خاصیت هم افزایی دارد و از طرفی مشتقات صابونی آن از جمله کلسیم استئارات و زینک استئارات در ساخت استابلایزر حرارتی پی وی سی استفاده می‌شوند.

 

 

 

مشتقات اسید استئاریک

اسید استئاریک یک اسید چرب با گروه کربوکسیلیک است. این گروه را می‌توان در واکنش با الکل به استر تبدیل کرد، در واکنش با آمین به آمید و در واکنش با نمک فلزات به استئارات فلزی تبدیل نمود. هرکدام یک از موارد ذکر شده دارای خواص بخصوصی بوده و در صنایع مختلف کاربرد دارند. 

 

صابون‌های فلزی اسید استئاریک

صابون های فلزی اسید استئاریک از واکنش این ماده با اکسید یا هیدروکسید فلزی حاصل می‌شوند. صابون های فلزی متداول این ماده، استئارات کلسیم – سرب – روی و منیزیم هستند. از دیگر استئارات‌های معروف در صنعت پلاستیک استئارات سرب است که در فرمولاسیون تولید استابلایزر پی وی سی کاربرد داشته و با نام NLS  نیز شناخته می‌شود.

۱۲-هیدروکسی استئاریک اسید

در واقع مشتق هیدورکسیل دار اسید استئاریک می باشد. که  از هیدروژن دار شدن روغن کرچک حاصل می‌شود. این ماده دمای ذوبی در حدود ۷۵ تا ۸۰ درجه سانتی گراد دارد و اثر آن بر فرآیند پی وی سی مشابه با استئاریک اسید می باشد با این تفاوت که سبب بهبود براقیت و شفافیت سطح محصول در سیستم های شامل استابلایزر سرب می‌شود و از این نظر که اسید استئاریک سبب کاهش شفافیت می‌شود اهمیت دارد.