تويت
الشموع
الشموع waxes مواد صلبة، مختلفة الألوان، تتألف من ليبيدات بسيطة واستيرات الحموض الدسمة ذات الأعداد الشفعية لذرات الكربون، وطويلة السلاسل مع الأغوال، وأحادية الهيدروكسيل طويلة السلاسل، ذات الأعداد الزوجية لذرات الكربون.
لمحة تاريخية
ظهرت الشموع في بلاد الصين في مجالس العبادة والطقوس الدينية والصلوات، وكانت تعد مقدسة لرائحتها العطرية عند الاحتراق، واستخدمها المصريون القدماء في تحنيط الموتى، وإضاءة المعابد والمساكن، وصنع التماثيل، وفي الطقوس والعبادات، والزينة والتجميل، والمراهم والدواء. واستخدمها سكان بلاد الرافدين والفينيقيون في صناعة المنسوجات والجلود المقاومة للمياه والتآكل، وانتقلت صناعتها إلى روسيا ورومانيا وأمريكا. وفي بلاد الهند استخرج العنبر المستخدم في الدواء والتجميل من حوت العنبر. واشتهرت أمريكا اللاتينية (وخاصة البرازيل والمكسيك) بالشموع النباتية، كما اشتهر الوطن العربي بالشمع المستخرج من حشائش الإسبارتو Espartoالتي تعيش في ليبيا وتونس والجزائر وجنوب إسبانيا. وينتج شمع فاكهة التوت في اليابان وشمع قصب السكر في فرنسا. وقد تطورت صناعة الشموع بتطور صناعة النفط منذ منتصف القرن الثامن عشر، وظهرت أنواع شموع جديدة من أصل معدني، ولجأ الإنسان إلى إنتاج الشموع الصناعية لصعوبة الحصول على الشموع الطبيعية وعمليات تنقيتها من الشوائب وارتفاع أسعارها وقلة مردودها، خلافاً للشموع الصنعية التي تتمتع بنقاوة عالية وأسعار منافسة، وقدرة ذاتية على الاستحلاب، وشدة واضحة في البريق واللمعان.
الخواص العامة للشموع
تعد الشموع مواد صلبة لدنة، مقاومة للماء، تمتلك خواص التلميع واللصق والملء واللدونة (البلاستيك)، وهي طيّعة التشكيل على البارد، ذوابة بالمذيبات العضوية، وتعتمد قدرة الذوبان في تلك المذيبات على اختلاف درجات الحرارة إذ تحصل الإذابة الكاملة عند درجات الحرارة القريبة من درجات حرارة انصهار الشمع أو من درجة غليان المذيب.كما تتمتع الشموع بقدرة فائقة على الخلط والتجانس بعضها مع بعض وتشكيل خلائط جديدة بنسب كبيرة ومختلفة. غالباً ما تعطي الشموع عند تصبنها بالقلويات كحولات طويلة السلاسل الكربونية، عديمة الانحلال في الماء، وتحتوي إلى جانب الاستيرات كميات قليلة من فحوم هدروجينية مشبعة وحموضاً دسمة وكحولات حرة، واستيرولات.
مصادر الشموع وأنواعها
الشموع إما طبيعية من أصل نباتي كأوراق وجذور وثمار النباتات والحشائش وقصب السكر وزيت الكتان وزيت نخالة الأرز أو القطن والخل...وغيرها ومنها شموع الكرنوبا Carnauba والكاندليلا Candelilla، والأوريكوري Ouricury، والإسبارتو، والشمع الياباني Japan، وشمع القطن Coton، ونخالة الأرز Rice bran، والنخيل Raffia ، والقنب الهندي Hemp. أو تكون الشموع من أصل حيواني من الحشرات كالنحل والحشرات الأخرى أو من الأغنام والحيتان وغيرها، مثل: شمع العسل Beeswax، والحشرة الصينية Chinese insect wax، والشيلاكShellac wax، وشمع الصوف (اللانولين) Wool wax or lanolin، وشمع العنبر Spermaceti wax. أو تكون الشموع من أصل معدني (كالأنواع المستحصلة من البترول ومشتقاته) مثل شموع المونتان Montan والأوزوكيريتOzokerite والسيريزين Ceresin والبارافينParaffin والشمع البلوري المجهري Micro crystalline wax والفازلين (هلال البترول)Petrolatum. أو تنتج الشموع صنعياً من المعالجات الكيمياوية والتقنية المتنوعة وغيرها مثل: الشموع المصنعة من الكحولات الدهنية، والكحولات المتعددات الهدرات، ومن الحموض الدهنية، ومن الحموض المعدنية، ومن البولي اتيلين، ومن الزيوت المهدرجة، ومن الهدروكربونات المكلورة، والشموع الصنعية الكربونية، وشموع أميدات الحموض الدهنية وغيرها.
التركيب العام للشموع
إن الشموع ليبيدات بسيطة، وهي مواد صلبة ذات ألوان مختلفة بيضاء أو صفراء أو خضراء تبعاً لمصدرها. وتحتوي الشموع الطبيعية إضافة إلى الاستيرات على بعض كميات من الكحولات والحموض العالية الحرة وقليل من الهدروكربونات ذات العدد الفردي من ذرات الكربون (من 27 ـ 33) وقليل من المواد الصبغية والعطرية والشوائب قد تصل إلى 50%. تحوي جزيئة الشمع ارتباطاً استيرياً واحداً وتكون صيغتها العامة:
حيث إن R\ – R من رتبة 16 ـ 36 ذرة كربون طولاً.
يدخل في تركيب الشموع عدة عشرات من الحموض الدهنية والكحولات سواء في الحالة الحرة أو على شكل استيرات. يوجد ضمن تركيب شمع النحل والشمع الذي يغطي سطوح الأوراق النباتية والفواكه كحولات وحموض ذات جزيئات من 32 و34 ذرة كربون.
صناعة الشموع
تدخل الشموع في صناعات مختلفة بسبب ما تتمتع به من خواص فيزيائية وكيمياوية والكثافة واللزوجة والتوافق والصلابة والانصهار،إضافة إلى تشكيل خلائط متنوعة مناسبة لصناعات متعددة المجالات0 وتشمل صناعة الشموع: شموع الإضاءة ومواد تلميع الأحذية ومواد تلميع العربات والأثاث والأرضيات ومواد التغطية والتغليف والورق المغطس بالشمع والمواد اللاصقة ومواد التزييت والنسيج والأدوية والتجميل وغيرها.
1 ـ شمع الإضاءة: يصنع شمع الإضاءة من المواد الشمعية من مشتقات النفط: شمع البارافين أو خليط شمع البارافين وحمض الاستيرتيك أو بعض المواد مثل شمع المونتان وشمع العنبر وشمع السيريزين وشمع العسل وغيرها. يستخدم شمع البارافين بثلاثة أشكال: قشر الشمع الذي يستخدم في الزجاجات أو شمع البارافين ذو حرارة انصهار 50ـ 52 ْم أو شمع البارافين ذو حرارة انصهار 53ـ 57 ْم. أما الأنواع الأخرى فتخلط مع حمض الاستيرتيك الذي يزيد صلابة شمع البارافين ويرفع درجة الإضاءة ويخفض نقطة انصهاره. لصنع شمع الإضاءة المنزلي يمكن إضافة 1 ـ 2% من شمع الكرنوبا أو شمع المونتان من أجل إضاءة عالية الجودة. ويمكن إضافة شمع الكاندليلا وسيتيل الكحول وشمع البولي إتيلين وشمع النخيل وشمع الخروع لتحسين خواص التنقيط. يوفر شمع البارافين درجة عالية من البريق وقابلية سريعة لتشكيل زخارف ملونة، وقوة إضاءة مميزة دون رائحة. يصنع شمع الإضاءة عادة على شكل قضبان ذات أطوال وأقطار مختلفة بأشكال هندسية أسطوانية أو مثلثية أو مكعبة أو حلزونية. وفي وسط كل منها فتيل الاشتعال.
2 ـ الشموع العطرية وتنقية الهواء:تستخدم الشموع العطرية لإضفاء الهدوء والشاعرية والرمزية عند تزيين الموائد والجلسات والزوايا. يدخل في تركيب الشموع العطرية شمع البارافين 90% وحمض الاستيرتيك والفازلين وزيوت عطرية تساعد على امتصاص الروائح الناتجة عن الرطوبة والأرضيات وروائح الطبخ.
اختبارات الشموع
تخضع الشموع إلى عدة اختبارات لمراقبة جودتها وهي:
1ـ الاختبارات الفيزيائية: وتشمل المذاق واللون والكثافة النوعية ونقطة الانصهار ونقطة الليونة والصلابة ومعامل الانكسار وجهد الشد والمرونة ونقطة الاشتعال والمحتوى من الزيوت والعزم الكهربائي ودرجة الذوبان وغيرها.
2ـ الاختبارات الكيمياوية: وتشمل تعيين قيمة الحموضة والرقم اليودي وقيمة التصبن ومحتوى الرماد والمواد غير المتصبنة ورقم الهدروكسيد والهدروكربونات... وغيرها.
استخدامات الشموع وتطبيقاتها
1ـ في مجال الطب والعلاج والتجميل: تستخدم الشموع في الصناعات الدوائية وتحضير الفيتامينات والهرمونات وتغليف الحبوب والمراهم وأطقم الأسنان ومواد التجميل والكريمات وأقلام أحمر الشفاه وتجميل العين وتبييض الشعر وغيرها.
2ـ في مجال البناء والكهرباء والميكانيك: يستخدم في صناعة السيراميك والبلاستيك والسباكة وسحب الأسلاك والكوابل والإنارة والتزييت والتشحيم وغيرها.
3ـ في مجال الكيمياء: تستخدم الشموع في صناعة المطاط والحبر والورق واللدائن ومركبات تلميع الأحذية والأثاث والعربات وشرائط اللصق وأشرطة التسجيل الصوتي والثقاب والمفرقعات والألعاب النارية المواد المقاومة للتآكل والماء وغيرها.
4ـ في مجال الغذاء والأطعمة والزراعة: تستخدم الشموع في حفظ الأطعمة وتغليف الفواكه ومبيدات الحشرات والفطريات.
5ـ في مجال النسيج والجلود والأصبغة: تستخدم الشموع في معالجة الأقمشة القطنية والحرارية والمنسوجات وصناعة الجلود المقاومة للماء والأصبغة.
6ـ في مجال فنون الرسم والحفر والزخرفة: تستخدم الشموع في صناعة أشكال الزينة والهدايا والتحف والإنارة وأعمال الحفر على الزجاج وصناعة الزهور والفواكه والدمى الاصطناعية وغيرها.
7ـ متاحف الشمع وهي متاحف مخصصة كلياً أو جزئياً لعرض شخوص مصنوعة من الشمع الملون تمثل مشاهير عالميين أو محليين في بيئاتهم الطبيعية وقد تترافق بالصوت والضوء لإعطاء الزوار فكرة بينة عن الشخصيات التي تمثلها، ومن أشهرها متحف الشمع المعروف باسم متحف مدام توسّو Tussaud في لندن ومتاحف الشموع في باريس وبغداد وحلوان وغيرها.
عدنان يوسف عبود
الشموع waxes مواد صلبة، مختلفة الألوان، تتألف من ليبيدات بسيطة واستيرات الحموض الدسمة ذات الأعداد الشفعية لذرات الكربون، وطويلة السلاسل مع الأغوال، وأحادية الهيدروكسيل طويلة السلاسل، ذات الأعداد الزوجية لذرات الكربون.
لمحة تاريخية
ظهرت الشموع في بلاد الصين في مجالس العبادة والطقوس الدينية والصلوات، وكانت تعد مقدسة لرائحتها العطرية عند الاحتراق، واستخدمها المصريون القدماء في تحنيط الموتى، وإضاءة المعابد والمساكن، وصنع التماثيل، وفي الطقوس والعبادات، والزينة والتجميل، والمراهم والدواء. واستخدمها سكان بلاد الرافدين والفينيقيون في صناعة المنسوجات والجلود المقاومة للمياه والتآكل، وانتقلت صناعتها إلى روسيا ورومانيا وأمريكا. وفي بلاد الهند استخرج العنبر المستخدم في الدواء والتجميل من حوت العنبر. واشتهرت أمريكا اللاتينية (وخاصة البرازيل والمكسيك) بالشموع النباتية، كما اشتهر الوطن العربي بالشمع المستخرج من حشائش الإسبارتو Espartoالتي تعيش في ليبيا وتونس والجزائر وجنوب إسبانيا. وينتج شمع فاكهة التوت في اليابان وشمع قصب السكر في فرنسا. وقد تطورت صناعة الشموع بتطور صناعة النفط منذ منتصف القرن الثامن عشر، وظهرت أنواع شموع جديدة من أصل معدني، ولجأ الإنسان إلى إنتاج الشموع الصناعية لصعوبة الحصول على الشموع الطبيعية وعمليات تنقيتها من الشوائب وارتفاع أسعارها وقلة مردودها، خلافاً للشموع الصنعية التي تتمتع بنقاوة عالية وأسعار منافسة، وقدرة ذاتية على الاستحلاب، وشدة واضحة في البريق واللمعان.
الخواص العامة للشموع
تعد الشموع مواد صلبة لدنة، مقاومة للماء، تمتلك خواص التلميع واللصق والملء واللدونة (البلاستيك)، وهي طيّعة التشكيل على البارد، ذوابة بالمذيبات العضوية، وتعتمد قدرة الذوبان في تلك المذيبات على اختلاف درجات الحرارة إذ تحصل الإذابة الكاملة عند درجات الحرارة القريبة من درجات حرارة انصهار الشمع أو من درجة غليان المذيب.كما تتمتع الشموع بقدرة فائقة على الخلط والتجانس بعضها مع بعض وتشكيل خلائط جديدة بنسب كبيرة ومختلفة. غالباً ما تعطي الشموع عند تصبنها بالقلويات كحولات طويلة السلاسل الكربونية، عديمة الانحلال في الماء، وتحتوي إلى جانب الاستيرات كميات قليلة من فحوم هدروجينية مشبعة وحموضاً دسمة وكحولات حرة، واستيرولات.
مصادر الشموع وأنواعها
الشموع إما طبيعية من أصل نباتي كأوراق وجذور وثمار النباتات والحشائش وقصب السكر وزيت الكتان وزيت نخالة الأرز أو القطن والخل...وغيرها ومنها شموع الكرنوبا Carnauba والكاندليلا Candelilla، والأوريكوري Ouricury، والإسبارتو، والشمع الياباني Japan، وشمع القطن Coton، ونخالة الأرز Rice bran، والنخيل Raffia ، والقنب الهندي Hemp. أو تكون الشموع من أصل حيواني من الحشرات كالنحل والحشرات الأخرى أو من الأغنام والحيتان وغيرها، مثل: شمع العسل Beeswax، والحشرة الصينية Chinese insect wax، والشيلاكShellac wax، وشمع الصوف (اللانولين) Wool wax or lanolin، وشمع العنبر Spermaceti wax. أو تكون الشموع من أصل معدني (كالأنواع المستحصلة من البترول ومشتقاته) مثل شموع المونتان Montan والأوزوكيريتOzokerite والسيريزين Ceresin والبارافينParaffin والشمع البلوري المجهري Micro crystalline wax والفازلين (هلال البترول)Petrolatum. أو تنتج الشموع صنعياً من المعالجات الكيمياوية والتقنية المتنوعة وغيرها مثل: الشموع المصنعة من الكحولات الدهنية، والكحولات المتعددات الهدرات، ومن الحموض الدهنية، ومن الحموض المعدنية، ومن البولي اتيلين، ومن الزيوت المهدرجة، ومن الهدروكربونات المكلورة، والشموع الصنعية الكربونية، وشموع أميدات الحموض الدهنية وغيرها.
التركيب العام للشموع
إن الشموع ليبيدات بسيطة، وهي مواد صلبة ذات ألوان مختلفة بيضاء أو صفراء أو خضراء تبعاً لمصدرها. وتحتوي الشموع الطبيعية إضافة إلى الاستيرات على بعض كميات من الكحولات والحموض العالية الحرة وقليل من الهدروكربونات ذات العدد الفردي من ذرات الكربون (من 27 ـ 33) وقليل من المواد الصبغية والعطرية والشوائب قد تصل إلى 50%. تحوي جزيئة الشمع ارتباطاً استيرياً واحداً وتكون صيغتها العامة:
 |
يدخل في تركيب الشموع عدة عشرات من الحموض الدهنية والكحولات سواء في الحالة الحرة أو على شكل استيرات. يوجد ضمن تركيب شمع النحل والشمع الذي يغطي سطوح الأوراق النباتية والفواكه كحولات وحموض ذات جزيئات من 32 و34 ذرة كربون.
صناعة الشموع
 يغطي الشمع بلون نهائي بطريقة التغطيس اليدوي |
1 ـ شمع الإضاءة: يصنع شمع الإضاءة من المواد الشمعية من مشتقات النفط: شمع البارافين أو خليط شمع البارافين وحمض الاستيرتيك أو بعض المواد مثل شمع المونتان وشمع العنبر وشمع السيريزين وشمع العسل وغيرها. يستخدم شمع البارافين بثلاثة أشكال: قشر الشمع الذي يستخدم في الزجاجات أو شمع البارافين ذو حرارة انصهار 50ـ 52 ْم أو شمع البارافين ذو حرارة انصهار 53ـ 57 ْم. أما الأنواع الأخرى فتخلط مع حمض الاستيرتيك الذي يزيد صلابة شمع البارافين ويرفع درجة الإضاءة ويخفض نقطة انصهاره. لصنع شمع الإضاءة المنزلي يمكن إضافة 1 ـ 2% من شمع الكرنوبا أو شمع المونتان من أجل إضاءة عالية الجودة. ويمكن إضافة شمع الكاندليلا وسيتيل الكحول وشمع البولي إتيلين وشمع النخيل وشمع الخروع لتحسين خواص التنقيط. يوفر شمع البارافين درجة عالية من البريق وقابلية سريعة لتشكيل زخارف ملونة، وقوة إضاءة مميزة دون رائحة. يصنع شمع الإضاءة عادة على شكل قضبان ذات أطوال وأقطار مختلفة بأشكال هندسية أسطوانية أو مثلثية أو مكعبة أو حلزونية. وفي وسط كل منها فتيل الاشتعال.
2 ـ الشموع العطرية وتنقية الهواء:تستخدم الشموع العطرية لإضفاء الهدوء والشاعرية والرمزية عند تزيين الموائد والجلسات والزوايا. يدخل في تركيب الشموع العطرية شمع البارافين 90% وحمض الاستيرتيك والفازلين وزيوت عطرية تساعد على امتصاص الروائح الناتجة عن الرطوبة والأرضيات وروائح الطبخ.
اختبارات الشموع
تخضع الشموع إلى عدة اختبارات لمراقبة جودتها وهي:
1ـ الاختبارات الفيزيائية: وتشمل المذاق واللون والكثافة النوعية ونقطة الانصهار ونقطة الليونة والصلابة ومعامل الانكسار وجهد الشد والمرونة ونقطة الاشتعال والمحتوى من الزيوت والعزم الكهربائي ودرجة الذوبان وغيرها.
2ـ الاختبارات الكيمياوية: وتشمل تعيين قيمة الحموضة والرقم اليودي وقيمة التصبن ومحتوى الرماد والمواد غير المتصبنة ورقم الهدروكسيد والهدروكربونات... وغيرها.
استخدامات الشموع وتطبيقاتها
1ـ في مجال الطب والعلاج والتجميل: تستخدم الشموع في الصناعات الدوائية وتحضير الفيتامينات والهرمونات وتغليف الحبوب والمراهم وأطقم الأسنان ومواد التجميل والكريمات وأقلام أحمر الشفاه وتجميل العين وتبييض الشعر وغيرها.
2ـ في مجال البناء والكهرباء والميكانيك: يستخدم في صناعة السيراميك والبلاستيك والسباكة وسحب الأسلاك والكوابل والإنارة والتزييت والتشحيم وغيرها.
3ـ في مجال الكيمياء: تستخدم الشموع في صناعة المطاط والحبر والورق واللدائن ومركبات تلميع الأحذية والأثاث والعربات وشرائط اللصق وأشرطة التسجيل الصوتي والثقاب والمفرقعات والألعاب النارية المواد المقاومة للتآكل والماء وغيرها.
4ـ في مجال الغذاء والأطعمة والزراعة: تستخدم الشموع في حفظ الأطعمة وتغليف الفواكه ومبيدات الحشرات والفطريات.
5ـ في مجال النسيج والجلود والأصبغة: تستخدم الشموع في معالجة الأقمشة القطنية والحرارية والمنسوجات وصناعة الجلود المقاومة للماء والأصبغة.
6ـ في مجال فنون الرسم والحفر والزخرفة: تستخدم الشموع في صناعة أشكال الزينة والهدايا والتحف والإنارة وأعمال الحفر على الزجاج وصناعة الزهور والفواكه والدمى الاصطناعية وغيرها.
7ـ متاحف الشمع وهي متاحف مخصصة كلياً أو جزئياً لعرض شخوص مصنوعة من الشمع الملون تمثل مشاهير عالميين أو محليين في بيئاتهم الطبيعية وقد تترافق بالصوت والضوء لإعطاء الزوار فكرة بينة عن الشخصيات التي تمثلها، ومن أشهرها متحف الشمع المعروف باسم متحف مدام توسّو Tussaud في لندن ومتاحف الشموع في باريس وبغداد وحلوان وغيرها.
عدنان يوسف عبود