طرح تولید سلولوئید

سلولوئید Celluloid چیست؟
سلولوئید یک ترموپلاستیک (ماده ای که بوسیله ی حرارت قابل ارتجاع می باشد) محکم است که از سلولز تشکیل شده است.این ماده هنگامی که گرم شود، به راحتی فرم داده می شود. سلولوئید اولین ماده ی پلاستیکی موفقی بود که تولید شد. برای سال ها از آن در ساخت شانه ها، کلید ها، زیور آلات و دیگر وسایل خانگی و فیلم های عکاسی استفاده می شد.
از آن جا که سلولوئید به راحتی آتش می گرفت، عمدتاً با دیگر ترموپلاستیک ها همچون؛ پلی استر، ناپلون و سلولز استات جایگزین گردید.
سلولوئید از سلولز مخلوط شده با نیتریک و سولفوریک اسید و سپس اثر داده شده با کافور جهت ایجاد انعطاف پذیری، ساخته می شود.
سلولوئید در واقع نوعی نام تجاری است همانند کلینکس و سایر برندها ولی این عنوان به صورت کلی به مدت سالها و برای انواعی از مواد پلاستیکی استفاده شده است که در دهه ۸۰ میلادی اختراع شدند. این ماده از سلولز دی نیترات و رنگدانه، فیلر، کافور و الکل تشکیل شده تا در نهایت نوعی ماده ترکیبی منحصر بفرد تولید شود که در دسته پلاستیک ها قرار میگیرد.
سلولوئید اولین ماده پلاستیکی ترکیبی است که در دهه ۶۰ و ۷۰ از پراکندگی همگن کلوئیدی نیتروسلولز و کافور بوجود آمد. نوعی ماده سخت، انعطاف پذیر و قالب پذیر که در مقابل آب، روغن و اسیدهای رقیق مقاوم میباشد و میتوان آن را با هزینه های پایین در انواعی از رنگها تولید کرد.
به عنوان مثال این ماده در تولید وسایل سرویس بهداشتی، فیلم های عکاسی، کالاهای جدید و بسیاری از محصولاتی نقش داشته که به مقدار فراوانی به کار برده می شوند.
اختراع سلولوئید
عده ای اختراع سلولوئید را به شیمیدان انگلیسی با نام الکساندر پارکز نسبت میدهند که در سال ۱۸۵۶ حق اختراع نوعی ماده پلاستیکی با نام پارکزین را دریافت کرد. پارکزین با انحلال نیتروسلولز ها (نوعی استر نیتریک اشتعال پذیر که از نخ یا سلولز چوب ساخته شده است) در حلال هایی مانند الکل و یا نفتای چوب و ترکیب آنها در روان کننده ها مانند روغن سبزیجات و یا کافور بدست می آید. در سال ۱۸۶۷ شریک تجاری وی با نام دانیل اسپیل ماده ای با نام زیلونایت (Xylonite) را اختراع کرد که در مقایسه با پارکزین پایداری بیشتری داشت و پس از آن نیز کمپانی زیلونایت را تاسیس کرد که قطعات شطرنج را از همین ماده می ساخت.
در همان دوران در آمریکا، مخترع و صنعتگر با نام John Wesley Hyatt نوعی پلاستیک را تولید کرد که با ترکیب نیترو سلولز جامد، کافور و الکل تحت فشار بدست آمد. محلول جامد به نوعی ماده ی خمیر مانند تبدیل میشود که میتوان رنگدانه ها را نیز به آن افزود تا رنگی شفاف و یا کدر پیدا کند.
خمیر رنگ شده پیچیده شده، ورقه شده و سپس به بلوک تبدیل میشود. پس از ان بلوکها تقسیم میشوند و در همین مرحله میتوان به میزان بیشتری از این بلوکها تولید کرد. پلاستیکی که در دمای جوش آب نرم می شود را میتوان حرارت داد و سپس آن را به اشکال متفاوتی تبدیل کرد و امکان پولیش این ماده در دمای اتاق هم وجود دارد.
یکی از عیوب سلولوئید این است که با قرار گیری در دمای بالا، نرم میشود و نمیتوان آن را برای فرایندهای تولیدی جدی و موثر به کار برد مانند قالب گیری تزریقی.

سلولوئید چگونه تولید میشود؟
سلولوئید از ترکیبی از موادی مانند نیتروسلولز، کافور، الکل و همچنین عاملهای رنگزا و فیلر ها بر اساس محصول مورد نظر بدست می آید. در مرحله اول سلولز های خام را با استفاده از واکنش های نیتراتی به نیتروسلولوز تبدیل میکنند. این کار با قرار گیری فیبر های سلولزی در محلول آبی نیتریک اسید صورت می گیرد.
سپس گروه های هیدروکسیل با گروه های نیتراتی بر روی زنجیره های سلولزی جایگزین میشوند. این واکنش ممکن است با توجه به درجه جایگزینی نیتروژن و یا درصد نیتروژن موجود در هر مولکول سلولزی، محصولات متفاوتی را تولید نماید (سلولز نیترات در هر مولکول سلولزی خود دارای ۲.۸ مولکول نیتروژنی می باشد).
همچنین در این واکنش ها از سولفوریک اسید استفاده میشود تا اولا گروه های نیتریک اسید را کاتالیز نماید و جایگزینی آن در سلولز امکان پذیر شود و سپس امکان اتصال همگن و یکنواخت گروه ها به فیبر و ایجاد یک نیتروسلولز با کیفیت تر بوجود آید.
پس از آن نیز محصول کاملا شسته میشود تا اسیدهای اضافی که در واکنش شرکت نکرده اند، زدوده شوند. خشک سازی و خمیر سازی نیز در مراحل بعدی قرار می گیرند.
در طی این مدت محلولی متشکل از ۵۰ درصد کافور به الکل اضافه میشود که خود عامل تغییر ساختار ماکرومولکول نیتروسلولز به ژل همگن نیتروسلولز و کافور است. ماده نهایی پس از ترکیب با فشار زیاد در بلوک هایی قرار میگیرد و در نهایت با توجه به نیازمندی های لازم شکل مناسب خود را پیدا میکند.
چگونه مواد ساخته شده از سلولوئید را تشخیص دهیم؟
امروزه بیشتر مردم می دانند که قطعات زرد رنگی که در حقیقت مشابه عاج هستند، سلولوئید می باشند. در واقع، این ماده در گذشته با نام عاج فیل فرانسوی شناخته می شد تا جذابیت بیشتری برای عموم پیدا کند. یکی دیگر از نامهای مشابه داده شده به ماده یاد شده پیرالین عاج مانند است و میتوان گاهی اوقات عبارت یاد شده را روی محصولات ساخته شده از سلولوئید یافت.
اگرچه این محصولات با رنگ زرد روشن شناخته میشوند ولی این در گذشته و در دورانی که به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می گرفتند، رنگها و اشکال مختلفی داشتند. سلولوئید ارزان بوده، کاربری ساده ای داشته و انواع جدید آن نیز بادوام می باشند. اگر به اطراف خود دقت کنید، میتوانید دسته چاقو، تزیینات جشن ، تیغ ، وسایل زینتی مو و حتی جواهراتی را ببینید که همگی از همین ماده ساخته شده اند و حتی امروزه نیز تعداد زیادی از محصولات یاد شده شرایط مطلوبی دارند. کمدهای لباس چندتایی در اغلب موارد رنگی زرد مانند دارند ولی پلاستیک یاد شده با تزئینات و رنگهای متنوع تری ارائه شده است.
به عنوان مثال می توانید به جواهرات سلولوئیدی دقت کنید. تعدادی از النگوی های ساخته شده از این ماده که دارای چندین ردیف بدلیجات رنگی می باشند هم میتوانند برای یک فرد ارزش بالایی داشته باشند. یکی دیگر از پلاستیکهای موجود در این عرصه باکلیت است که با نام کاتالین نیز شناخته میشود و رقابتی با سلولوئید دارد. اما سلولوئید سبک تر و کم چگال تر از کاتالین می باشد.