ماده‌ای کارآمد در صنعت به نام اکسید روی
اکسید روی با فرمول شیمیایی( ZnO ) یک پودر سفید، خاکستری، زرد یا قهوه‌ای است که در اثر گرم شدن، تغییر رنگ می‌دهد (به‌عنوان مثال به یک پودر سفید مایل به زرد تبدیل می‌شود) اما وقتی سرد شد به رنگ اصلی خود باز می‌گردد. این پودر در مواد اسیدی و قلیایی حل شده و در دمای بسیار بالا ذوب می‌شود. لازم به ذکر است که این ماده خاصیت آمفوتریک داشته و حلالیت آن در آب ناچیز است. لازم به ذکر است که گریدهای تجاری زیادی از پودر روی وجود دارد که از نظر ترکیب متفاوت هستند.
شرح پودر روی
اکسید رویبه انگلیسی( ZINC OXIDE ) یک پودر کریستالی بی رنگ است که در آب نامحلول است و با حرارت دادن زرد شده و در دمای 1800 درجه سانتی‌گراد تصعید می‌شود. از پودر روی به طور گسترده در صنایع شیمیایی و دارویی استفاده می‌شود. از این محصول همچنین در‌ترکیب خمیر دندان، ضدآفتاب‌ها و کرم‌های زیبایی و به‌عنوان مواد پر کننده لاستیک، چرم مصنوعی و محصولات لاستیکی استفاده می‌شود. علاوه‌بر این، در صنایع تایر، رنگ و لاک، پالایش روغن کاربرد داشته و از آن در ساخت شیشه و سرامیک نیز استفاده می‌شود.
توضیحات و خواص
اکسید روی (ZnO) یکی از رایج‌ترین‌ترکیب‌های معدنی است که کاربرد آن بسیار متنوع و گسترده است. پودر روی نمی‌تواند در آب حل شود. این ماده در کانی روی یافت می‌شود، اما بیشتر محصول قابل فروش از طریق اکسیداسیون فلز روی یا سنگ معدن روی در دمای بالا تولید می‌شود.
انواع کاربرد اکسید روی
اکسید روی از جمله پرکاربردترین پودرهای صنعتی بوده و استفاده از آن محدود به طیف خاصی نیست. در ادامه به انواع کاربرد این پودر پرداخته می‌شود:
- پودر روی با محتوای روی 72٪ -77٪ به‌عنوان یک افزودنی خوراکی برای طیور و حیوانات و در تولید پیش مخلوط‌ها و خوراک دام استفاده می‌شود. در واقع، خوراک روی اکسید برای رشد، پرواربندی، افزایش وزن و تولید مثل جوجه‌ها، گاوها و سایر حیوانات بسیار پرکاربرد است.
- صنعت لاستیک و تایر: پودر روی همراه با اسید استئاریک به‌عنوان یک فعال کننده فرآیند ولکانیزاسیون عمل می‌کند. علاوه بر این، این پودر مقاومت در برابر حرارت و سایش را افزایش داده و به محافظت در برابر تخریب اشعه ماوراء بنفش کمک می‌کند. در‌ترکیب یک لاستیک، محتوای اکسید روی به صورت واحد در هر 100 واحد لاستیک بیان می‌شود. لازم به ذکر است که تقریبا تمام محصولات لاستیکی حاوی پودر روی هستند.
- صنایع سرامیک و شیشه: پودر روی ، جزء استاندارد لعاب‌های سرامیکی و به‌عنوان بخشی از‌ترکیب فریت‌های سرامیکی است که از آن ساخته می‌شود. پودر روی در شیشه‌های مقاوم در برابر حرارت، ظروف پخت و پز نیز وجود داشته و اخیرا به کاربردهای خاص‌تری مانند لنزهای فتوکرومیک راه پیدا کرده است.
- صنایع شیمیایی: پودر روی در هر جایی که روی به‌عنوان فلز اصلی مورد نیاز باشد، استفاده می‌شود.
- صنایع آرایشی و بهداشتی و دارویی: در این صنایع، پودر روی، دارای اثرات ضد باکتریایی و ترمیم زخم است. به همین دلیل از آن به‌عنوان جزئی اساسی در کرم و پمادها و برای درمان انواع بیماری‌های پوستی استفاده می‌شود. علاوه‌بر این، امروزه از این پودر در دندانپزشکی و برای ساخت پرکردگی‌های موقت، استفاده ویژه‌ای می‌شود.
- پزشکی: در حوزه پزشکی، از این پودر به‌عنوان جزئی از داروهای موضعی مورد استفاده در پوست استفاده می‌شود، چرا که این محصول دارای اثر ضد التهابی، خشک کننده، جذب کننده، قابض و ضد عفونی کننده است. لازم به ذکر است که پودر روی، پروتئین‌ها را تشکیل و آن‌ها را دناتوره می‌کند، به همین دلیل است که هنگامی‌که روی سطح آسیب دیده اعمال می‌شود، اثرات‌ترشح، التهاب و تحریک بافت را کاهش می‌دهد و یک سد محافظ در برابر عوامل تحریک کننده ایجاد می‌کند. همچنین، می‌توان از آن برای درماتیت از جمله راش پوشک، گرمای خاردار، زخم‌ها و سوختگی‌های سطحی (آفتاب سوختگی، بریدگی، خراش)، ضایعات زخمی‌پوستی (زخم‌های‌تروفیک)، زخم بستر، اگزما در مرحله حاد، هرپس سیمپلکس، استرپتودرما استفاده کرد.
- علاوه‌بر این، از پودر روی در صنایع کشاورزی، رنگ، چسب و پلاستیک استفاده می‌شود.
- در الکترونیک، از اکسید روی برای تولید وریستورها استفاده می‌شود که در برقگیرهای مدرن (SP) به جای برقگیرهای منسوخ پر شده با گاز استفاده می‌شود.
- علاوه‌بر این، پودر روی یک ماده امیدوارکننده برای تولید لیزرهای پودری است. بر اساس اکسید روی، یک LED آبی ایجاد شد.
- از لایه‌های نازک و سایر نانوساختارهای مبتنی بر اکسید روی می‌توان به‌عنوان حسگرهای بیولوژیکی استفاده کرد.
- پودر روی همچنین در‌ترکیب خمیرهای رسانای گرما، به‌عنوان مثال، خمیر KPT-8 گنجانده شده است.
تولید اکسید روی
اکسید روی (روی سفید) (ZnO) از سوزاندن بخار روی با اکسیژن اتمسفر به دست می‌آید. بخار روی از تبخیر فلز روی (فرایند غیر مستقیم یا فرانسوی) یا با احیای مواد خام اکسید روی مانند سنگ معدن روی (اسفالریت کلسینه شده، کالامین شماره 2608) با کربن (فرایند مستقیم یا آمریکایی) به دست می‌آید. در این فرآیندها، اکسید در کیسه‌ها یا محفظه‌های مقیاس اکسید با افزایش خلوص جمع آوری می‌شود. در فرآیندهای مرطوب، روی از مواد اولیه روی شسته شده و سپس به صورت هیدروکسید روی یا کربنات روی رسوب می‌کند. رسوب فیلتر شده، شسته، خشک و در ZnO کلسینه می‌شود. در نظر داشته باشید که اکسید روی تولید شده یک پودر ریز سفید است که با حرارت دادن زرد می‌شود. ماهیت آن آمفوتریک است و در اسیدها و قلیاها محلول است.
خواص شیمیایی
در ادامه برخی از مهم‌ترین خواص شیمیایی اکسید روی پرداخته می‌شود:
پودر روی یک اکسید آمفوتریک معمولی است. با اکسیدهای اسیدی و بازی، اسیدها و قلیاها تعامل دارد.
هنگامی‌که پودر روی با اکسیدهای بازی برهمکنش می‌کند، نمک‌های روی تشکیل می‌شوند. به‌عنوان مثال، اکسید روی با اکسید سدیم تعامل دارد: ZnO + Na2O → Na2ZnO2
اکسید روی با بازهای محلول (قلیاها) برهمکنش دارد. در این حالت، نمک‌های روی در مذاب و نمک‌های پیچیده در محلول تشکیل می‌شوند. در این حالت، اکسید روی خاصیت اسیدی از خود نشان می‌دهد. به‌عنوان مثال، اکسید روی با هیدروکسید سدیم در یک مذاب واکنش داده و روی و آب تشکیل می‌دهد: ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O
اکسید روی با اکسیدهای اسیدی تعامل دارد. این امر منجر به تشکیل نمک‌های روی می‌شود. در این واکنش‌ها، پودر روی خواص اساسی را از خود نشان می‌دهد. به‌عنوان مثال، اکسید روی با اکسید گوگرد (VI) واکنش داده و سولفات روی را تشکیل می‌دهد: ZnO + SO3 → ZnSO4
ملاحظات امنیتی استفاده از اکسید روی
لازم به توضیح است که این پودر، کم خطر و کم سمی‌برای انسان، ضد آتش و انفجار است. با این حال، گرد و غبار و تعلیق آن موجب تحریک سیستم تنفسی می‌شود. علاوه‌بر این، در فرایند ذخیره سازی اکسید روی نیز باید در نظر داشت که این محصول را تنها باید در ظروف دربسته نگهداری نمود، زیرا اکسید روی هنگامی که در معرض دی اکسید کربن و رطوبت هوا قرار می‌گیرد، می‌تواند تبدیل به کربنات روی شود.
نتیجه‌گیری
اکسید روی (ZnO) به‌عنوان یک ترکیب معدنی با ویژگی‌های منحصر به‌فرد، نقشی کلیدی در صنایع مختلف ایفا می‌کند. از خصوصیات بارز این ماده می‌توان به خاصیت آمفوتریک، پایداری در برابر حرارت، قابلیت حل شدن در اسیدها و قلیاها، و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش اشاره کرد. همچنین، اکسید روی به علت اثرات ضدالتهابی و ضدباکتریایی خود، جایگاه ویژه‌ای در صنعت داروسازی، پزشکی و محصولات آرایشی و بهداشتی پیدا کرده است.
با وجود اینکه اکسید روی ماده‌ای کم‌خطر محسوب می‌شود، رعایت نکات ایمنی در هنگام استفاده، به‌ویژه در محیط‌های صنعتی و آزمایشگاهی الزامی است. نگهداری این پودر در ظروف دربسته و به دور از رطوبت و دی اکسید کربن نیز برای حفظ کیفیت و جلوگیری از تشکیل کربنات روی ضروری است. در مجموع، اکسید روی ماده‌ای با کاربرد گسترده، ایمن و قابل اتکا در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی به شمار می‌رود که شناخت جامع از خواص و نحوه استفاده از آن می‌تواند به بهره‌برداری بهینه‌تر و ایمن‌تر از این ماده منجر شود.
