چکیده
مستربچ، یکی از محصولاتی است که در صنعت از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار است و به دلیل مزایای فراوانی که دارد، بسیار مورد استفاده تولیدکنندگان قرار می‌گیرد. با استفاده از مستربچ، به جای این‌که مواد موردنیاز تولید خود را به صورت جداگانه تهیه کنید، می‌توانید همه این مواد را به شکل گرانول مستربچ داشته باشید. سهولت در ذخیره‌سازی، جابجایی و کاربری، به‌دلیل شکل گرانولی مستربچ، از مزایای مهمی است که این محصول را به یک ماده کاربردی تبدیل کرده‌است. در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع مستربچهای پرکاربرد در صنعت و ویژگی‌های آنها بپردازیم، در نهایت کاربردهای هر یک از انواع مستربچ را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
مستربچ
مستربچ، محصولی است که در آن پیگمنت و یا افزودنی‌های دیگر به صورت بهینه با یکدیگر در یک رزین پایه ادغام شده‌اند. این افزودنی‌ها مقدار زیادی پودر رنگ (پیگمنت)، پرکننده‌های معدنی یا مواد شیمیایی هستند که به سه منظور مختلف شامل تولید رنگ، بهبود خواص و یا کاهش قیمت تمام‌شده به پلیمر اضافه می‌شوند. پایه پلیمری آن معمولا باید مشابه پلاستیک اصلی باشد و شکل ظاهری آن، دانه‌ای (گرانول) است.
مستربچ‌ها دارای سه جزء اصلی پلیمر پایه، افزودنی و عامل سازگارکننده هستند:
پلیمر پایه: پایۀ پلیمری مصرفی، غالبا انواع پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی‌استایرن، اتیلن وینیل استات، واکس‌هایی با وزن مولکولی پایین، پلیمر آلکیدی یا پلیمر‌های مخصوص دیگر هستند.
افزودنی: به منظور تغییر خواص پلیمرها، مواد شیمیایی افزودنی به مستربچ ها اضافه می شوند که عبارت‌اند از افزودنی‌های بهبود دهندۀ خواص، پیگمنت ها و پرکننده‌ها. با توجه به نوع و قدرت افزودنی و پایه پلیمر، میزان خوراک‌دهی افزودنی در مستربچ متفاوت است.
عامل سازگارکننده: سازگارکننده ها با عنوان علمی ترکیبات آمفی فیلیک، دارای یک سر آب دوست و یک سر آلی دوست هستند. وجود سازگارکننده از طرفی باعث ایجاد ترشوندگی بر سطح رنگ‌دانه و در نتیجه پخش بهتر پیگمنت می‌شود و از طرف دیگر بدون آن‌که روی کیفیت رنگ محصول اثر بگذارد، پلیمر را نیز پایدار می‌کند.
انواع مستربچ
انواع مستربچ‌ها عبارتند از:
• مستربچ رنگی
• مستربچ سفید
• مستربچ مشکی
• مستربچ افزودنی
1-مستربچ رنگی
استفاده از مستربچ رنگی، رایجترین روش تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی است. این محصولات، همان‌طور که از نامشان پیداست، جهت رنگ‌کردن پلاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کاربرد به قدری مرسوم است که در بسیاری مواقع منظور از مستربچ همان مستربچ رنگی است. این افزودنی‌ها گاهی علاوه بر ایجاد رنگ مطلوب محصول نهایی، باعث بهبود و اصلاح خواص فیزیکی، مکانیکی نیز می‌شود.
مستربچهای رنگی کاربردهای مختلفی دارند. مهمترین کاربرد مستربچ رنگی، تولید قطعات پلاستیکی رنگی است. محصولاتی نظیر انواع ظروف رنگی، مواد پلاستیکی رنگی، نخ و... محصولاتی هستند که با استفاده از مستربچ رنگی تولید می‌شوند. از آنجایی که مواد پلیمری به خودی خود بی رنگ هستند، معمولا به همان شکل مورد استفاده قرار نمی‌گیرند و نیاز به مقداری مستربچ دارند. این افزودنی، همچنین دو کاربرد اصلی و مهم دیگر هم در تولید مواد پلاستیکی دارد که این کاربردها عبارتند از: بهبود خواص و کاهش قیمت تمام شده.
اجزای تشکیل‌دهنده مستربچ رنگی، حاوی سه جزء پایه پلیمری، مواد شیمیایی افزودنی و عامل سازگارکننده فعال به عنوان پخش‌کننده است. ذکر این نکته ضروری است که در این مقاله اگر چه میتوان مستربچ سفید و مشکی را هم جز دسته مستربچهای رنگی قرار داد، اما به دلیل کاربرد بسیار زیاد مستربچ سفید و مشکی آنها را در دسته جداگانه‌ای قرار دادیم.
2-مستربچ سفید
از مستربچ سفید به صورت گسترده‌ای در صنعت پلاستیک بهره‌گیری می‌شود و یکی از ماده‌های پرطرفدار به منظور ایجاد رنگ روشن است که ترکیبات آن حاوی تیتانیوم دی‌اکسید است. از جمله رایجترین مصارف مستربچ سفید میتوان به فیلمهای تک‌لایه و چندلایه برای بسته‌بندی فرآورده‌های غذایی، ساخت بطری و لیوان یکبار مصرف اشاره کرد.
3-مستربچ مشکی
مستربچ مشکی، از ترکیب دوده (Carbon black) و امتزاج مناسب آن در یک پایه پلیمری به دست می‌آید. با توجه به کاربرد نهایی مستربچ، پایه‌های پلیمری مختلفی همچون پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن، EVAو ABS با گریدهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به صورت کلی مستربچهای مشکی به دو منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند:
1-به عنوان رنگ برای رنگ‌آمیزی پایه‌های پلیمری
2- به عنوان افزودنی جهت محافظت پایه پلیمری در برابر پرتو ماوراء بنفش
البته این کارکردها می تواند به طور همزمان نیز مورد نظر باشد.
از این محصول میتوان در صنایع فیلم، لوله و اتصالات (مطابق با استانداردهای داخلی و بین‌المللی و با مقادیر پخش کوچک‌تر از 3 مطابق استاندارد (ISO 18553)، لوازم خانگی، قطعات تزریقی، ظروف بادی و … استفاده کرد.
4-مستربچ افزودنی
یکی از بهترین راهکارهای ایجاد خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه در محصول نهایی، استفاده از مستربچ افزودنی است که از انواع مستربچ‌هایی که به صورت افزودنی برای کاربردهای مختلف بکار می‌روند میتوان به مواردی نظیر لیزکننده، آنتی بلاک، پایدارکننده نور UV، آنتی‌استاتیک، آنتی اکسیدانت، نانو افزودنی، کمک‌فرآیند، ضد سایش و ... اشاره کرد که هر کدام خواص و کاربرد مخصوص به خود را دارند. به عنوان مثال در زیر به چند مورد از آنها به همراه کاربردشان اشاره شده است.
• پایدارکنندۀ نور (UV): استفاده از این محصول باعث جلوگیری از اثرات تخریبی و رنگ‌پریدگی محصولات پلیمری در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش می‌شود.
• آنتی استاتیک: استفاده از این مستربچ باعث جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن و جذب گرد و غبار در سطح محصول می‌شود.
• آنتی اکسیدانت: پلیمرها به دلایل مختلف تحت تاثیر اکسیداسیون و تخریب قرار می‌گیرند. از این مستربچ‌ها جهت پایدار‌سازی پلیمر در برابر عوامل اکسایش در فرآیند تولید استفاده می‌شود.
• ضد سایش: مستربچهای سیلیکونی بر پایه پلی‌اتیلن که به منظور بهبود مقاومت سایشی به کار می‌رود.
• شفاف کننده PP) ) یا هسته زا: این نوع مستربچ های افزودنی، شفافیت پلی پروپیلن را از طریق سازمان‌دهی مولکولی در حین فرآیند افزایش می‌دهند.
نتیجه گیری
در این مقاله به بررسی انواع مستربچ‌ها، ویژگی‌ها و کاربردهای هر یک از آنها پرداخته‌شد. گفته شد که مستربچ‌ها انواع گوناگونی دارند و به مستربچهای رنگی، سفید، مشکی و افزودنی تقسیم می‌شوند. هر کدام از این مستربچهای رنگی، سفید و مشکی با هدف تولید محصولات رنگی مورد استفاده می‌گیرند و هدف از استفاده مستربچهای افزودنی، بهبود خواص محصولات و کمک به فرآیند تولید است، هرچند که یک مستربچ می‌تواند به طور همزمان هر دوی این اهداف را دنبال کند؛ برای مثال مستربچی که به طور همزمان رنگ و بهبود خواص را در محصول ایجاد کند. تولیدکنندگان با توجه به هدف و کاربرد مدنظر خود، می‌توانند هر کدام از این مستربچ‌ها را انتخاب کنند. برای انتخاب بهترین و مناسبترین گرانول مستربچ برای تولید محصولات خود، مطالعه مقاله «نکات مهم خرید گرانول» می‌تواند دید خوبی به شما بدهد که چه پارامترهایی را قبل از خرید گرانول مستربچ بررسی کنید.