أكسيد الزنك (ZnO)
مركب غير عضوي متعدد الاستخدامات يستخدم في صناعات المطاط، والسيراميك، ومستحضرات التجميل، وواقيات الشمس، والأدوية
نظرة عامة
أكسيد الزنك (ZnO، CAS No: 1314-13-2) هو مركب غير عضوي على شكل مسحوق أبيض. يستخدم على نطاق واسع في صناعة المطاط كمحفز للكبريت، وفي مستحضرات التجميل كحاجب للأشعة فوق البنفسجية، وفي السيراميك كمادة معتمة، وفي الطب كمطهر.
يستخدم أكسيد الزنك أيضًا في التطبيقات الإلكترونية بسبب خصائصه مثل نطاق الطاقة الواسع (3.3 فولت إلكتروني) والتوصيل الحراري العالي. يعزز الشكل النانوي مساحة السطح مما يقوي خصائصه التحفيزية والمضادة للميكروبات. غير قابل للذوبان في الماء ولكنه يذوب في الأحماض والقلويات.
مجالات التطبيق
يتمتع أكسيد الزنك بمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والتجميلية والطبية:
صناعة المطاط
يستخدم كمحفز في عملية كبريتة المطاط. يحسن القوة الميكانيكية للمنتجات المطاطية والتوصيل الحراري. له أهمية خاصة في إطارات السيارات.
مستحضرات التجميل وواقيات الشمس
يعمل كواقي شمسي فيزيائي يحجب أشعة UVA و UVB. يستخدم في المساحيق، ومزيلات العرق، ومنتجات الأطفال كمادة واقية للبشرة. يتيح الشكل النانوي استخدامه في الكريمات الشفافة.
صناعة السيراميك والزجاج
يستخدم في طلاءات السيراميك كمادة معتمة ومنظمة لمعامل التمدد. يفضل في صناعة الزجاج لخصائصه في تنظيم اللون وحجب الأشعة فوق البنفسجية.
الإلكترونيات والبصريات
يستخدم في أفلام الأكاسيد الموصلة الشفافة، والصمامات الثنائية الباعثة للضوء، والخلايا الشمسية. يفضل في تطبيقات المستشعرات بسبب خصائصه الكهروضغطية.
التطبيقات الطبية
يستخدم في المراهم، ومعاجين الأسنان، والمستحضرات الجلدية بسبب خصائصه المطهرة. تم إثبات آثاره في التئام الجروح ومضادات البكتيريا سريريًا.
الدهانات والطلاءات
يستخدم في الدهانات الواقية كمثبط للتآكل، وفي مواد حماية الخشب كمضاد للفطريات. يعمل كمثبت للأشعة فوق البنفسجية في الطلاءات.
المواصفات الفنية
| الخاصية | القيمة | الوحدة | طريقة الاختبار |
|---|---|---|---|
| الاسم الكيميائي | أكسيد الزنك | - | - |
| رقم CAS | 1314-13-2 | - | - |
| رقم EC | 215-222-5 | - | - |
| الصيغة | ZnO | - | - |
| الوزن الجزيئي | 81.38 | غ/مول | - |
| المظهر | مسحوق ناعم أبيض | - | بصري |
| الرائحة | عديم الرائحة | - | - |
| النقاوة | ≥99.5 | % | ISO 9298 |
| محتوى الزنك (Zn) | ≥80.0 | % | ISO 9297 |
| محتوى الرصاص (Pb) | ≤5 | ملغ/كغ | ISO 172 |
| محتوى الكادميوم (Cd) | ≤1 | ملغ/كغ | ISO 3856 |
| قيمة الرقم الهيدروجيني (10% معلق) | 6.5-7.5 | - | ISO 787 |
| الكثافة | 5.6 | غ/سم³ | ISO 787 |
| نقطة الانصهار | 1975 | °م | ISO 6321 |
| متوسط حجم الجسيمات | 0.1-1.0 | ميكرومتر | ISO 13320 |
| مساحة السطح | 10-50 | م²/غ | BET |
| محتوى الرطوبة | ≤0.5 | % | كارل فيشر |
معلومات السلامة
رموز المخاطر والعبارات
مهيج خطر على البيئة
معدات الحماية الشخصية (PPE)
- قناع ضد الغبار (N95 أو ما يعادله)
- قفازات مقاومة للمواد الكيميائية (نيتريل أو نيوبريين)
- نظارات واقية أو واقي للوجه
- ملابس عمل مقاومة للغبار
ظروف التخزين
- قم بالتخزين في مكان بارد وجيد التهوية
- قم بالحفظ في العبوة الأصلية مغلقة بإحكام
- درجة حرارة التخزين: بين 15-30 درجة مئوية
- ابتعد عن الأحماض والعوامل المؤكسدة القوية
- احم من الرطوبة، ومنع التلامس مع الماء
مكافحة الحرائق
- مادة غير قابلة للاشتعال
- قد ينبعث بخار الزنك في درجات الحرارة العالية
- طرق الإطفاء المناسبة: رذاذ الماء، المسحوق الجاف، CO₂
- يجب على رجال الإطفاء استخدام حماية تنفسية كاملة
النقل والتخزين
النقل
- تأكد من إغلاق الحاويات بإحكام
- منع التلامس مع الرطوبة
- افصل عن الأحماض والعوامل المؤكسدة القوية
- احتفظ بمواد ماصة في حالة الانسكاب
- وفر التهوية أثناء النقل
التخزين
- قم بالتخزين في مناطق جافة وباردة وجيدة التهوية
- ضع علامات مناسبة في منطقة التخزين
- احم من أشعة الشمس المباشرة
- قم بالتخزين على رفوف مرتفعة عن الأرض
- لا يجب أن تتجاوز درجة حرارة التخزين 40 درجة مئوية
الإجراءات في حالة الانسكاب
- أخرج الأشخاص المعرضين من المنطقة
- استخدم معدات الحماية الشخصية المناسبة
- اجمع الانسكاب بطريقة جافة (كنس)
- لا تستخدم الماء - قد يشكل سحابة غبار
- نظف المنطقة المنسكب عليها بالمكنسة الكهربائية
معلومات تنظيمية
تصنيف نظام التصنيف العالمي المنسق (GHS)
- تهيج الجهاز التنفسي الفئة 2
- تهيج العين الفئة 2
- خطر مائي حاد الفئة 1
اللوائح المهمة
- REACH: مسجل
- EPA: مدرج في قائمة TSCA
- اللائحة الأوروبية لمستحضرات التجميل: معتمد
- FDA: مصنف عمومًا على أنه آمن (GRAS)
- الاتحاد الأوروبي: كمادة مضافة غذائية برمز E6
شهادات المطابقة
- ISO 9001:2015 نظام إدارة الجودة
- ISO 22716:2007 معيار تصنيع مستحضرات التجميل
- معايير دستور الأدوية USP، BP، Ph.Eur (للصفوف ذات الصلة)
- متوافق مع RoHS و REACH
معلومات بيئية
التأثير البيئي
أكسيد الزنك سام بشكل معتدل للكائنات المائية. يتطلب الشكل النانوي الجسيمات اهتمامًا خاصًا. يتحول في التربة إلى أيونات زنك يمكن امتصاصها بواسطة النباتات. يلزم إزالة أيونات الزنك في أنظمة معالجة مياه الصرف.
التحلل البيولوجي
- غير قابل للتحلل البيولوجي
- يتحول إلى أيونات زنك في الطبيعة
- يمكن أن يشكل أملاح الزنك في التربة
إدارة النفايات
- مصنف كنفايات خطرة
- يجب معالجته في مرافق التخلص من النفايات المرخصة
- لا ينبغي تصريفه في المجاري أو المياه السطحية
- يمكن إرساله إلى مرافق إعادة تدوير الزنك للاسترداد
- يجب تطبيق طرق التخلص الخاصة لكميات النفايات الكبيرة
الأسئلة الشائعة
لماذا يستخدم أكسيد الزنك في واقيات الشمس؟
يوفر أكسيد الزنك حماية واسعة الطيف من الأشعة فوق البنفسجية (UVA و UVB). يعمل كحاجب فيزيائي يشكل طبقة واقية على سطح الجلد. يسبب تفاعلات حساسية أقل مقارنة بمرشحات الشمس الكيميائية ويظهر خصائص مستقرة ضوئيًا. يتيح الشكل النانوي الجسيمات استخدامه في الكريمات الشفافة.
ما هو دور أكسيد الزنك في صناعة المطاط؟
يتفاعل أكسيد الزنك مع الكبريت أثناء كبريتة المطاط لتسريع تكوين الروابط المتقاطعة. هذا يزيد من القوة الميكانيكية، والمرونة، ومقاومة التآكل للمنتجات المطاطية. كما يحسن التوصيل الحراري ويقلل تراكم الحرارة.
ما الفرق بين أكسيد الزنك النانوي وأكسيد الزنك العادي؟
أكسيد الزنك النانوي هو شكل بحجم جسيمات بين 1-100 نانومتر. لديه مساحة سطح أكبر من أكسيد الزنك العادي، وبالتالي يظهر امتصاصًا أكثر فعالية للأشعة فوق البنفسجية ونشاطًا مضادًا للميكروبات. يوفر مظهرًا شفافًا في التطبيقات التجميلية. ومع ذلك، يجب إجراء تقييم السلامة للجسيمات النانوية بعناية أكبر.
ماذا أفعل إذا استنشقت أكسيد الزنك؟
انقل الشخص المتأثر إلى الهواء النقي. إذا كان هناك صعوبة في التنفس، قدم الأكسجين واطلب المساعدة الطبية على الفور. قد يحتاج الأشخاص المعرضون لسحابة الغبار إلى المراقبة الطبية. يوصى باختبارات وظائف الرئة في حالة التعرض المستمر.
كيف يكون تأثير أكسيد الزنك المضاد للميكروبات؟
ينتج أكسيد الزنك أنواعًا تفاعلية من الأكسجين (ROS) التي تلحق الضرر بجدار الخلية البكتيرية. الجسيمات النانوية، بسبب مساحة سطحها الكبيرة، تظهر نشاطًا مضادًا للميكروبات أكثر فعالية. تكون فعالة ضد البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام، وبعض الفيروسات، والفطريات. يستخدم في المواد الطبية والمنسوجات بسبب هذه الخاصية.