مستربچ ها پرکابردترین و محبوب ترین محصول در صنایع مختلف مخصوصا صنایع پلاستیک سازی می باشند که با هدف ایجاد بهبود خواص پلیمر در محصولات بکاربرده می شوند. مستربچ ها که بصورت پیگمنت و پودرهای آلی و معدنی و به همراه افزودنی های دیگر در صنایع مختلف مانند صنعت پلاستیک، خودرو، لوله و اتصالات و.. کاربرد دارند. مستربچ ها در رنگ کردن و تقویت پلیمرهای پایه موثرهستند و ترکیبی از سه بخش پلیمر پایه، عامل سازگارکننده و افزودنی های شیمیایی می باشند که در ادامه به توضیح هر کدام می پردازیم.
مستربچ چیست؟
از ادغام پیگمنت یا پودر رنگی در یک رزین پایه مستربچ تولید می شود که به سبب شکل گرانولی آن وامکان جابجایی آسانی که دارد می توان در صنایع مختلف از آن استفاده کرد. مستربچ ها که به دلیل تولید رنگ، کاهش قیمت تمام شده و بهبود خواص پلیمر به محصول اضافه می شوند. و امروزه به دلیل افزایش کاربرد پلیمرها در زندگی، استفاده از مستربچ ها بسیار رواج پیدا کرده است.
اجزای مستریچ
همانطور که قبلا نیز گفته شد مستربچ ها از سه جز پلیمر پایه، عامل سازگارکننده و افزودنی های شیمیایی تشکیل شده است که در زیر به شرح هر کدام می پردازیم:
پلیمر پایه
مستربچ ها معمولا دارای یک نوع پلیمر پایه از انواع اتیلن وینیل استات، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن یا پلیمرهای مخصوص دیگر هستند. درواقع پایه پلیمری استفاده شده در مستربچ باید شبیه به پلاستیک استفاده شده در تزریق پلاستیک باشد که ظاهری شبیه دانه ایی و یا گرانولی داشته باشد.
عامل سازگارکننده
برای افزایش بهره وری و بهبود پخش شوندگی و افزایش سازگاری افزودنی ها و پیگمنت ها از عامل های سازگارکننده استفاده می شود که سبب می شوند رنگدانه ها و مواد افزودنی دیگر بطور صحیح و با بهترین حالت در پلیمر ترکیب شوند.
افزودنی شیمیایی
به منظور تغییر خواص پلیمرها، مواد شیمیایی افزودنی به مستربچ‌ها اضافه می‌شوند که عبارت‌اند از افزودنی‌های بهبود دهنده ی خواص، پیگمنت‌ها و پرکننده‌ها که با توجه به نوع و قدرت افزودنی و پایه پلیمر، میزان خوراک دهی افزودنی در مستربچ متفاوت است.
انواع مستربچ
مستربچ ها با توجه به محصول نهایی و هدفی که تولید می شوند مواد اولیه متفاوتی دارند و مواد افزودنی و رنگدانه های متفاوتی به آن اضافه می شود. برای مثال اگر می خواهید قطعه مورد نظر شما رنگ شود، باید از مواد شیمیایی رنگی معدنی استفاده گردد. به همین دلیل مستربچ ها به چند دسته تقسیم می شوند که در زیر به توضیح آن می پردازیم.
مستربچ رنگی
مستربچ های رنگی با درصد بالایی رنگدانه در ترکیب پلیمر آن تولید می شوند. که علاوه بر رنگدار کردن پلیمر از خواصی مانند مقاوم بودن در برابر اشعه UV و مقاومت در برابر گرما که در مستربچ های سفید و مشکی وجود دارد، بهره می گیرند.
مستربچ پرکننده
مستربچ های پرکننده که برای بهبود خواص ضربه پذیری، خاصیت کاغذی و ضد چسبندگی و همچنین کاهش قیمت نهایی محصول مورد استفاده قرار می گیرند؛ بیشتر برای تولید محصولات فیلم، ورقه، پاکت و کیسه استفاده می شوند. لازم به ذکر است که مستربچ هایی همچون تالک، میکا و کربنات کلسیم از جمله مستربچ های پرکننده به شمار می آیند.
مستریچ افزودنی (مستربچ مهندسی)
برای بهبود خاصیت های فیزیکی و شیمیایی در محصول نهایی با توجه به نیاز کارمان، بهترین روش استفاده از مستربچ های افزودنی می باشد. که دارای انواع مختلفی می باشند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم:
مستربچ لیزکننده
مستربچ های لیزکننده که بعنوان یک روان کننده درونی، پوشش نازک و نامرئی برروس سطح جسم ایجاد می کند که سبب می شوند هم لغزنگی لازم برروی سطح محصول بوجود بیایید و هم اصطکاک موجود در پلیمر را کاهش دهد. مستربچ های لیزکننده بیشتر در تولید فیلم‌های یک و چند لایه PE، فیلم‌های BOPP، فیلم‌های OPP کاربرد دارند.
مستربچ براق کننده
نور خورشید سبب از بین بردن رنگ محصول و زرد شدن محصول می شود که تولیدکنندگان برای از بین بردن این رنگ زردی طبیعی که توسط نور ماورابنفش اتفاق می افتد و داشتن سطحی براق و درخشنده برای محصولات خود از مستربچ براق کننده استفاده می کنند. مستربچ های براق کننده که در صنعت نساجی و پلاستیک و کاغذ و.... استفاده می شود و در تولید نایلون و فیلم‌های چندلایه و تک لایه با سطح شفاف یا سفید، تولید ورق‌های پلاستیک، استفاده در تزریق پلاستیک، استفاده در ساخت محصولاتی که در تولید آنها از پلیمر بازیافتی استفاده شده است و تولید ظروف یک بار مصرف کاربرد دارند.
مستربچ آنتی یووی(UV)
ترکیب اکسیژن و پلاستیک بطور طبیعی سبب بروز اکسایش در محصولات می شود که علاوه بر از بین بردن زیبایی محصول، باعث تجزیه و تخریب در محصولات پلاستیکی می شود. به همین منظور از مستربچ های آنتی یووی استفاده می شود که از تغییر رنگ ، ایجاد ترک ،کاهش استحکام کششی ،کاهش مقاومت در برابر ضربه و شکنندگی در محصول جلوگیری می کند. این مستربچ در تولید فیلم های نازک، معمولی و ضخیم، صنعت کشاورزی، تولید گونی ،جامبو، تولید کارتن پلاست، تولید الیاف و تولید لوله و اتصالات پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد.
مستربچ آنتی استاتیک
مستربچ های آنتی استاتیک از ایجاد الکتریسیته ساکن و جذب گرد وغبار برروی سطح محصول جلوگیری می کند و همچنین با افزایش امکان چاپ پذیری در محصول و جلوگیری از تخلیه ناگهانی بار ساکن که موجب آتش سوزی و آسیب به کارکنان میشود، جلوگیری میکند.
مستربچ شفاف کننده
این مستربچ بر میزان شفافیت محصول و عبوردهی نور از محصول را افزایش می دهد. به دلیل این که در صنعت بسته بندی و فیلم احتیاج به شفافیت و زیبایی داریم با اضافه کردن مستربچ های شفاف کننده از کدری درمحصول نهایی جلوگیری می شود و باعث شفافیت و جلا می شود.
مزایای استفاده از مستربچ
- قیمت پایین‌تر نسبت به سایر بهبوددهنده‌ها که عامل مهمی در تعیین قیمت محصول نهایی است.
- تنوع رنگ بالا
- صرفه‌جویی در وقت و انرژی و درنتیجه صرفه اقتصادی بالا
- کاهش مصرف رنگ دانه‌ها و سایر افزودنی‌ها
- افزایش شفافیت و کاهش کدری محصولات رنگی
- سهولت ذخیره سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن
- سازگاری با پلیمرها و ذوب آسان
- کاهش دفعات خوراک دهی در فرآیند با استفاده از مستربچ حاوی افزودنی های تغلیظ شده ی پایدار UV، آنتی اکسیدانت، به تاخیر اندازنده ی شعله یا شفاف کننده ی نوری
- پخش رنگ یکنواخت
- نداشتن هزینه پاک سازی و تمیزکاری
- مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
- افزایش دفعات تکرارپذیری فرآیند به دلیل امکان از پیش تعیین کردن نسبت اجزای مستربچ
- ساده تر شدن خوراک دهی و حل مشکل تغییرغلظت افزودنی و یکنواختی رنگ یا خواص در حین تولید
- پخش نشدن پیگمنت ها در هوا
- ایمنی کارکنان و خط تولید
ویژگی های مستربچ
- رنگ خاص و منحصربه‌فرد
- مصرف کم به ویژه محصولات رنگی
- ثبات بالای رنگ
- غلطت یکنواخت
- متناسب بودن دانه های رنگی و مواد افزودنی یا پیگمنت
- مشخصات فنى مطلوب که این مشخصات فنی عبارتند از: مقاومت انتقال سطح، درصد رطوبت، دمای ذوب، پراکندگی در ماتریس پلیمری، شکل ظاهری و جلای مستربچ، مقاومت حرارتی سطح
- مطابق بودن جز پلیمری مستربچ با سایر مواد اولیه و محصول
- ثبات خواص
- قابل‌استفاده در چندین بار
- میزان مصرف کم
- مقاومت حرارتی مطلوب
- میزان پراکندگی مناسب در ماتریس پلیمری
- مقاومت انتقال سطح قابل قبول
- دمای ذوب و درصد رطوبت مناسب
- بی‌خطر بودن و عدم ایجاد مشکل در خط تولید
کاربرد انواع مستربچ
مستربچ ها کاربردهای زیادی دارند و یک جز جدا نشدنی در صنعت می باشند؛ از استفاده مستربچ ها برای جلوگیری از اصطکاک در سرنگ در تولید تجهیزات پزشکی گرفته تا استفاده از مستربچ های آنتی باکتریال برای جلوگیری از رشد قارچ در محیط های گرم. با توجه به اینکه مستربچ ها انواع گوناگونی دارند و هر کدام با هدف و کاربرد خاصی تولید می شوند؛ تولیدکنندگان باید قبل از خرید مستربچ فاکتورهای هرکدام را بررسی کنند و سپس اقدام به خرید کنند.
