مقدمه
روغن ها و چربی ها ترکیباتی شیمیایی و نامحلول در آب هستند که منشأ گیاهی و یا حیوانی دارند. این مواد از نظر ساختار شیمیایی تری گلیسیریدهای حاصل از یک مولکول گلیسیرین و سه مولکول اسید چرب و با نوع منبعی که از آن بدست می آیند، شناخته می شوند. نوع و مقدار اسیدهای چرب موجود در روغن های مختلف متفاوت است و همین امر موجب پدید آمدن انواع روغن ها در طبیعت شده است.
کاربرد و مصارف
اسیدهای چرب در صنایع مختلف به صورت اسیدی و یا به صورت مشتقات حاصل از آنها (مشتقات صابونی، استری، الکلی و یا آمیدی) مورد استفاده قرار می گیرند. بسته به نوع در کاربردهای مختلف قابل استفاده هستند:
- صنایع شوینده و آرایشی بهداشتی
- پلاستیک ها
- صنایع لاستیک و تایر
- روان کننده ها و گریس ها
- صنایع کاغذ
- رزین ها و پوشش ها
- سایر صنایع همچون غذایی، نساجی، چرم، چسب، کشاورزی، تولید شمع و …
انواع اسید چرب
اسیدهای چرب از روغن ها و چربی ها قابل تولید هستند. اینکه روغن از چه منبعی تهیه شده باشد، نوع اسید چرب و خواص آن را تغییر می دهد. تغییر در ترکیب اسید چرب چگونگی و نوع کاربرد آن را مشخص می کند.
دسته بندی روغن ها
روغن ها معمولا به سه دسته خشک شونده، نیمه خشک شونده و غیرخشک شونده تقسیم بندی می شوند. عامل خشک شوندگی میزان باند دوگانه مجزا یا مزدوج در ساختار شیمیایی آنهاست. وجود این پیوندهای دوگانه و نحوه آرایش آنها رفتار خشک شوندگی روغن را مشخص می نماید. بطور کلی هرچه پیوند دوگانه بیشتر وجود داشته باشد خشک شدگی سریعتر بوده و تمایل به زرد شدن نیز افزایش می یابد. دلایل عمده افزایش خشک شوندگی روغن ها عبارت است از:
- افزایش تعداد کربن در زنجیره خطی اسید چرب آن ها
- افزایش تعداد باندهای دوگانه
- افزایش تعداد باندهای دوگانه مزدوج
در طول فرایند تولید رزین آلکید، نقاط غیراشباع موجود روی زنجیره ها معمولا دست نخورده باقی می ماند از این رو مکانیزم خشک شدن در آلکیدها اساسا همان مکانیزم خشک شدن در روغنهاست.
خشک شوندگی
خشک شوندگی روغن ها عبارت است از:
- افزایش تعداد کربن در زنجیره خطی اسید چرب آن ها
- افزایش تعداد باندهای دوگانه
- افزایش تعداد باندهای دوگانه مزدوج
در طول فرایند تولید رزین آلکید، نقاط غیراشباع موجود روی زنجیره ها معمولا دست نخورده باقی می ماند از این رو مکانیزم خشک شدن در آلکیدها اساسا همان مکانیزم خشک شدن در روغنهاست.
ترکیب درصد روغن ها
اسیدهای چرب حاصل از روغن های گیاهی معمولا زنجیره های کربنی 14 تا 20 کربنه داشته و می توانند حاوی پیوندهای دوگانه بصورت مجزا یا مزدوج باشند. جدول 1 ترکیب درصد اسیدهای چرب در روغن های گیاهی را به تفکیک نشان می دهد. تفکیک بصورت تعداد کربن زنجیره (عدد 14 تا 20) و تعداد باند دوگانه در هر زنجیره (عدد بعد از : ) ذکر شده است.
جدول 2 : ترکیب درصد اسیدچرب در روغنهای گیاهی
متداولترین روغن در صنعت رنگ و رزین، روغن سویا (و یا اسید چرب حاصل از آن) است که برای تهیه رزین های آلکید مورد استفاده قرار می گیرد. با وجود آنکه این روغن در دسته انواع نیمه خشک شونده قرار می گیرد اما رزین آلکید حاصل از آن زمان خشک شدن بسیار خوبی در مقایسه با انواع دیگر روغن دارد. از این نظر، روغن های ذرت، آفتابگردان، گلرنگ و گردو در وضعیت مشابهی قرار می گیرند. روغن کانولا با وجود میزان غیر اشباعیت مناسب، دارای مقدار زیادی C18 با یک باند دوگانه است که آن را تبدیل به روغن نیمه خشک شونده ساخته و برای تهیه رزین آلکید چندان مناسب نخواهد بود. روغن بزرک دارای بیشترین میزان باند دوگانه بوده (عمدتا بصورت لینولنیک اسید با سه باند دوگانه) و بدلیل تمایل شدید به زردگرایی کاربرد محدودتری دارد.
منابع
P. K. T. Oldring and N. Tuck, Resins for Surface Coatings, Alkyds & Polyesters. Wiley, 2000
D. D. Andjelkovic, M. Valverde, P. Henna, F. Li, and R. C. Larock, “Novel thermosets prepared by cationic copolymerization of various vegetable oils—synthesis and their structure–property relationships,” Polymer, vol. 46, no. 23, pp. 9674–9685, Nov. 2005
Moghis U.Ahmad, Fatty acids, Chemistry, Synthesis and Applications, Academic Press, 2017
