پلاستیک یکی از مهم‌ترین محصولات صنعتی است که در تمام عرصه‌های زندگی ما نفوذ کرده است. زمینه استفاده از آن، هم برای مصرف‌کننده نهایی و هم برای مصرف‌کنندگان صنعتی به عنوان یکی از وسیع‌ترین مواد شناخته میشود. بنابراین، انتظار می رود که تنوع فنی، مکانیکی و زیبایی شناختی زیادی برای محصولی وجود داشته باشد که در چنین طیف وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد.
پلاستیک با رنگ شروع نمی شود. رنگی که می خواهید را میتوانید بسازید. برای به دست آوردن رنگ دلخواه نیاز به مواد افزودنی یا رنگدانه دارد.
مستربچ افزودنی است، نادی پلاستیک می‌تواند این افزودنی‌ها را ترکیب کند تا رنگ‌هایی ایجاد کند که به محصول شما جذابیت و عملکرد مورد نیاز محصول شما را بدهد. با ادامه مقاله با ما همراه باشید تا در مورد مستربچ، انواع آن، مزایا و کاربردهای آن بیشتر بدانیم.
مستربچ به چه معناست؟
یک محصول ، جامد (معمولاً از پلاستیک، لاستیک، الاستومر) که در آن رنگدانه ها یا مواد افزودنی در غلظت بالا در یک ماده حامل به طور بهینه پراکنده می شوند. مواد حامل با پلاستیک اصلی که در طی قالب گیری در آن مخلوط میشود، سازگار است، به این ترتیب محصول پلاستیکی نهایی رنگ یا خواص را از مستربچ به دست می آورد. به عبارت دیگر مستربچ مخلوط غلیظی از رنگدانه ها و یا مواد افزودنی است که در طی فرآیند حرارتی در یک رزین حامل، محصور شده و سپس سرد شده و به شکل دانه ای بریده می شود. مستربچ به پردازنده این امکان را می دهد که در طی فرآیند پلاستیک، پلیمر خام را به صورت اقتصادی رنگ آمیزی کند. بسته به کاربرد، مستربچ ها می توانند در اشکال مختلفی از جمله مایعات، گرانول ها، دانه های کوچک و پودر موجود باشند.
اجزای مستربچ
به طور کلی مستربچ ها سه جزء اصلی دارند:
1- پلیمر پایه: پلیمرهای پایه ای که در مستربچ ها استفاده می شوند عبارت اند از:
پلی اتیلن (polyethylene)
پلی پروپیلن (polypropylene)
اتیلن وینیل استات (ethylene vinyl acetate)
پلی استایرن (polystyrene)
2- افزودنی ها:
افزودنی ها برای عوض کردن خواص پلیمرها به مستربچ اضافه می شوند. این افزودنی ها عبارت اند از:
پودرهای رنگی
پرکننده ها
بهبود دهنده های خواص
با توجه به نوع مستربچ که می خواهیم تولید کنیم درصد هریک از مواد افزودنی فوق متفاوت است.
3- عوامل سازگارکننده:
مواد سازگار کننده دارای یک سر آب دوست (Hydrophilic head) و یک سر آلی دوست (Hydrophobic tail) در ترکیب خود هستند.
این مواد باعث ترشوندگی سطح پودر رنگی و پخش بهتر آن می شوند و بدون این که روی کیفیت محصول تاثیر بگذارند پلیمر را پایدار می کنند، در واقع فرآیند پذیری مستربچ را آسان می کنند.
نمونه گرانول مستربچ
مستربچ چگونه تولید میشود؟
مستربچ ها مطابق با استانداردهای لازم در صنعت پلاستیک و مشخصات مشتری در صورت ارائه تولید می شوند. برای تولید مستربچ از دستگاه خاصی به نام اکسترودر استفاده می شود. فرآیند کلی برای ساخت مستربچ شامل مراحل زیر است:
(1) شناسایی و توزیع رنگدانه ها و یا افزودنی های مورد نیاز،
(2) اختلاط این رنگدانه ها و یا افزودنی ها به یک رزین حامل یا پلیمر با عملیات حرارتی و اکستروژن دو پیچ،
(3) خنک کردن و شکل دادن مخلوط غلیظ به گرانول، پودر و سایر اشکال مستربچ، و
(4) بسته بندی محصول نهایی.
مستربچ چگونه به پلاستیک اضافه می شود؟
مستربچ‌ها به پلیمر، مواد خام یا به مواد اولیه اضافه می‌شوند و معمولاً در یک سطل یا لیوان به داخل دستگاه قالب‌گیری یا اکسترودینگ که در آن محصول نهایی پلاستیکی ساخته میشود، از فرآیند اختلاط عبور می‌کند. مستربچ های افزودنی و رنگ برای صنعت و کاربرد خاص سفارشی می شوند تا اطمینان حاصل شود که این فرآیند تولید به آرامی پیش می رود و محصولی با کیفیت بالا و بدون عیب یا نقص تولید می کند.
انواع مستربچ
مستربچ در رنگ های مشکی، سفید و رنگی عرضه می شود. این افزودنی های رنگی مختلف با هم ترکیب می شوند تا رنگ مورد نظر را ایجاد کنند.
- مستربچ سفید
- مستربچ مشکی
- مستربچ رنگی
- مستربچ افزودنی
- مستربچ پرکننده
مستربچ سفید:
مستربچ سفید دارای انواع مختلفی از کاربردها، پوشش، لوله، شکل دهی حرارتی، فیلم های محافظ، الیاف و در قالب گیری دمشی و قالب گیری تزریقی است. قابلیت های تولید پیشرفته شامل گریدهای دی اکسید تیتانیوم (TiO2) در فضای باز و داخلی با کیفیت بالا است. TiO2 با انعکاس نور کدورت را به دلیل وجود آن در پراکندگی نور ارائه می کند. این عمل با انکسار و پرش نور انجام می شود، زیرا نور از ذرات دی اکسید تیتانیوم می گذرد. اگر نور کافی از طریق سطح وجود داشته باشد، به بیرون منعکس می شود و جسم مات به نظر می رسد.
مستربچ مشکی:
مستربچ مشکی بر پایه پلی اتن، پلی پروپیلن و سیستم حامل جهانی و رنگ‌های کربن سیاه انتخاب می‌شوند. به ویژه برای ارائه خدمات از خواص بالا، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و تماس با مواد غذایی استفاده میشود. مستربچ مشکی را مقرون به صرفه‌تر افزایش می‌دهند تا تنها رنگ را ایجاد کند.
مستربچ رنگی:
مستربچ رنگی تحولی در رزین های پلاستیکی و کاربردهای مختلف به ارمغان می آورد.
این نوع مستربچ کاربرد باورنکردنی برای ایجاد رنگ های مختلف دارد. با افزودن این مستربچ ها به پلیمرها به راحتی می توانیم به آنها رنگ بدهیم. علاوه بر این، ترکیب رنگ ها می تواند جلوه های ویژه ای ایجاد کند تا محصولات شما منحصر به فرد به نظر برسد. یکی از مهم ترین اجزای مستربچ رنگ، پیگمنت است. رنگدانه ها دو گروه اصلی به نام های رنگدانه های آلی و رنگدانه های معدنی دارند. از تجهیزات صنعتی گرفته تا لوازم خانگی، منسوجات تا بسته بندی و طراحان، پردازشگرهای پلاستیکی به فناوری رنگی پیشرفته متکی هستند. پایداری حرارتی و پذیرشی عالی رنگ دو مولفه اصلی هستند که مستربچ رنگ را به یک راه حل برای محصولات پلاستیکی تبدیل می کند. اینها از رنگدانه های درجه بالا ساخته می‌شوند.
محصول تولید شده از رنگدانه های متفاوت مستربچ
مستربچ افزودنی:
با این نوع مستربچ می توانید خواص فیزیکی و شیمیایی متنوع و خاصی به پلاستیک بدهید. اینکه چگونه می خواهید پلیمرها را تغییر دهید به شما بستگی دارد، اما قبل از آن، قطعاً باید هدف خود را درک کنید. برنامه های کاربردی زیادی برای این نوع مستربچ وجود دارد و طیف گسترده ای از گزینه ها را در نظر بگیرید. مستربچ های افزودنی را می توان به شاخه های زیادی از جمله مستربچ ضد مه ، مستربچ ضد بلوک ، مستربچ تک بسته ای ، مستربچ روشن کننده نوری، مستربچ لیز کننده، شفاف کننده، و بسیاری دیگر تقسیم کرد.
مستربچ های افزودنی از خراب شدن ناشی از گرما و برش در حین پردازش و اشعه ماوراء بنفش و اکسیداسیون در محیط کاربر نهایی جلوگیری می کند. این می تواند آتش را محدود کند و در مقابل واکنش نشان دهد، کنترل های کلیدی نشان می دهد که وزن محصول را کاهش می دهد. همچنین از ایجاد برق احتمالی جلوگیری می کند.
کاربردهای مستربچ افزودنی:
- بسته بندی
- کالاهای مصرفی
- خودرو
- ساختمان و ساخت و ساز
- کشاورزی
مستربچ پرکننده:
از این محصول برای کاهش قیمت و بهبود خواص استفاده میشود. از مستربچ‌های پرکننده می‌توان به مستربچ کربنات کلسیم، تالک، میکا و انواع دیگر اشاره کرد.
مزایای استفاده از مستربچ در تولید پلاستیک
مستربچ مزایای بسیاری را برای محصولات پلاستیکی نهایی به ارمغان می آورد:
بهره وری:
مستربچ می تواند خروجی حجمی را افزایش دهد (در نتیجه هدایت حرارتی و انبساط حجمی تا دما). علاوه بر این، به دلیل خواص فیزیکی بالاتر فیلم، قابلیت پایین‌سنجی را دارد.
صرفه جویی در هزینه کل:
مستربچ با درصد زیادی از پودر CaCO3 در جزء، به تولیدکنندگان کمک می کند تا با استفاده از انرژی کمتر برای راه اندازی دستگاه به دلیل گرمای ویژه CaCO3 بیشتر، هزینه مواد را کاهش دهند.
اموال فیزیکی:
مستربچ به پلاستیک ها کمک می کند تا بسیاری از خواص فیزیکی مانند:
چقرمگی بالاتر، سفتی، چسبندگی و قابلیت چاپ خود را حفظ کنند. همچنین می‌تواند برای کاربردهایی که تجمع بارهای الکتریکی ساکن می‌تواند به طور بالقوه مشکلاتی ایجاد کند، استفاده شود.
- سهولت ذخیره سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن
- ساده‌تر شدن خوراک دهی و حل مشکل تغییر غلظت افزودنی و یکنواختی رنگ یا خواص در حین تولید
- عدم پخش پیگمنت‌ها در هوا و در نتیجه ایجاد خطر سلامتی و ایمنی کارکنان و آلوده سازی خطوط تولید مجاور
- پخش و یکنواختی بهتر رنگ، افزودنی یا پرکننده در سراسر محصول نهایی
- مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
- بهبود فرآیند ذوب به دلیل سازگاری عامل اتصال دهندۀ مستربچ با پلیمر
- ثبات بیشتر خواص یا رنگ
- کنترل پذیری بهتر کدری و شفافیت محصولات رنگی
- کاهش دفعات خوراک دهی در فرآیند با استفاده از مستربچ حاوی افزودنی‌های تغلیظ شدۀ پایدار UV، آنتی اکسیدانت، به تاخیر اندازندۀ شعله یا شفاف کنندۀ نوری
- افزایش تکرارپذیری فرآیند از طریق از پیش تعیین کردن نسبت اجزای افزودنی مستربچ
- حذف هزینۀ پاکسازی و تمیزکاری
استفاده از مستربچ ها مشکلات مربوط به جمع شدن مواد افزودنی یا رنگ یا پراکندگی ناکافی را کاهش می دهد. وقتی صحبت از افزودنی های مستربچ می شود، غلظت آنها بیشتر از پلیمر نهایی است، اما مواد افزودنی به خوبی در رزین میزبان توزیع می شوند. از برخی جهات، کاربرد آنها با فروآلیاژها قابل مقایسه است که برای افزودن عناصر آلیاژی به فولادها استفاده می شود.
طیف وسیعی از رنگدانه ها
ویژگی‌های مستربچ با کیفیت
فاکتورهای موثر در انتخاب مستربچ با کیفیت مناسب عبارتند از:
1- مطابقت پایه پلیمری مستربچ با مواد و کالای تولیدی
2- ثبات رنگ یا خواص در دفعات مصرف
3- مشخصات فنى مطلوب که این مشخصات فنی عبارتند از مقاومت انتقال سطح، درصد رطوبت، دمای ذوب، پراکندگی در ماتریس پلیمری، شکل ظاهری و درخشندگی (جلا)، مقاومت حرارتی سطح
4- غلظت یکنواخت و درصد مناسب افزودنی یا پیگمنت
5- ميزان مصرف كم
6- منحصر به فرد‌بودن رنگ و شيد
7- عدم ایجاد مشکلات در فرایند تولید محصول نهایی
کلام پایانی
مستربچ ها در انواع گوناگونی وجود دارند و تولید کنندگان باید بر اساس هدف و کاربرد خود، مستربچ مورد نظر را انتخاب و بررسی کنند. در صورتی که قصد خرید مستربچ را دارید شرکت نادی پلاستیک، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان مستربچ در کشور است که با استفاده از به روزترین فناوری های روز دنیا در تولید پلاستیک شناخته شده است.