مستربچ یکی از بهترین مواد برای صنعت بسته بندی، تولید لوله و اتصالات سیم کابل، لوازم خانگی و قطعات خودرو می باشد. مسترپچ در رنگ های مختلف موچود می باشد اما معمولا از مسترپچ رنگ مشکی برای موارد بیشتری استفاده می شود که به بررسی و معرفی هر یک از آنها در این مقاله می پردازیم. در این مقاله از سایت چاپم کن به بررسی همه چیز درباره مزایا و معایب مسترپچ مشکی می پردازیم. با ما همراه باشید.
مستربچ، یکی از محصولاتی است که در صنعت از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار است. این محصول به دلیل مزایای فراوانی که دارد، بسیار مورد استفاده تولیدکنندگان قرار می‌گیرد؛ سهولت ذخیره‌سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن، از مزایای مهمی است که این محصول را به یک ماده کاربردی تبدیل کرده‌است.
مستربچ چیست؟
در واقع مستربچ آمیزۀ غلیظی از سه جزء تشکیل شده است. این سه جزء شامل مواد شیمیایی افزودنی، عامل سازگارکنندۀ فعال ( به عنوان پخش کننده) و پایه پلیمری می باشد. جالب است بدانید که افزودنی های مستربچ مقدار زیادی پیگمنت، مواد شیمیایی یا پرکننده های معدنی بوده که به دلایل مختلفی همچون تولید رنگ، کاهش قیمت تمام شده و بهبود خواص به پلیمر اضافه می شوند. شاید بد نباشد بدانید که از نظر شکل ظاهری این محصول دارای شکل دانه ای یا گرانول می باشد و پایه پلیمری آن مانند پلاستیک اصلی تزریقی است.
اجزای مستربچ چیست؟
مستربچ‌ها دارای سه جزء اصلی پلیمر پایه، افزودنی و عامل سازگارکننده هستند که هر یک در زیر توضیح داده شده‌اند:
پلیمر پایه :
پایۀ پلیمری مصرفی، غالبا انواع پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن، 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 مستربچ‌ها اضافه می‌شوند که عبارتند از افزودنی‌های بهبود دهندۀ خواص، پیگمنت‌ها و پرکننده‌ها. با توجه به نوع و قدرت افزودنی و پایه پلیمر میزان خوراک دهی افزودنی در مستربچ متفاوت است.
عامل سازگارکننده :
موثرترین روش پخش افزودنی یا رنگ، ترکیب آنها با یک پلیمر مذاب سازگار با مادۀ نهایی مصرفی است. افزایش سازگاری شیمیایی افزودنی‌ها با پلاستیک پایه در فرآیند تولید مستربچ، با پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA)، پلی اتیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PE-g-MA) و ABS گرافت شده با مالئیک انیدرید (ABS-g-MA) انجام می‌گیرد که باعث بهبود خواص می‌گردند.
در این راستا، به منظور دست یابی به حداکثر سازگاری، استفاده از تجهیزات مناسب نیز از اجزای جدایی ناپذیر تولید مستربچ‌ها است. گسترۀ وسیعی از تجهیزات در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما عموما تجهیزات باید شامل دستگاه‌هایی با توانایی ایجاد نیروی برشی مناسب به همراه مخلوط کن و کنترل‌گر دما باشد.
معتبرترین نظریه در مکانیزم اختلاط، نظریه‌ای است که بر نیروی برشی به عنوان بحرانی‌ترین مرحله تاکید دارد و بهترین زمان افزودن اجزای مخلوط زمانی است که پلیمر مصرفی بیشترین چسبندگی را دارد. اختلاط مواد بعد از این نقطه، تحت تاثیر افزایش دما و در نتیجه، کاهش چسبندگی قرار می‌گیرد.
مزایای سازگارکننده ها در فرآیند تولید مستربچ:
با افزودن سازگارکننده‌ها به مستربچ، فرآیند پذیری آنها از طریق بهبود ترشوندگی، یکنواختی و تثبیت، تسهیل می‌شود که هریک شامل موارد زیر می‌شوند:
- تثبیت عالی
- بهبود یکنواختی
- تطابق رنگ دقیق
- ترشوندگی سریع
- افزایش استحکام رنگ
- امکان افزایش بارگیری
- کلوخه‌ها و تجمع ذرات کمتر
- پیشگیری از کلوخه‌سازی مجدد
- امکان افزایش سرعت فرآورش
- رقیق‌سازی آسان و بهبود سازگاری در کاربرد نهایی
آشنایی با انواع مستربچ
بهتر است بدانید که مستربچ دارای انواع مختلف پرکننده، رنگی و افزودنی می باشد که به صورت مختصر با هر کدام از این انواع آشنا خواهیم شد.
مستربچ پرکننده : این نوع محصول معمولا به منظور بهبود خواص مستربچ و کاهش قیمت مورد استفاده قرار می گیرد. لازم به ذکر است که مستربچ هایی همچون تالک، میکا و کربنات کلسیم از جمله مستربچ های پرکننده به شمار می آیند.
مستربچ رنگی : این محصول از اجزای مختلفی همچون پلیمر، سازگار کننده و رنگ دانه تشکیل شده است. در واقع شامل درصد کمی از پلمیری و درصد بالایی از رنگ دانه می باشد. به جرات می توان گفت یکی از معمول ترین روش تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی افزودن این نوع محصول است.
این افزودنی ها به نوعی باعث اصلاح و بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی می شوند. همچنین این مستربچ ها دارای دو نوع روان کننده داخلی و خارجی و پایدار کننده هستند. با استفاده از این محصول به راحتی می توان پلاستیک مورد نظر را به رنگ های مختلفی در آورد و از آن ها جهت مصارف گوناگونی استفاده نمود.
مستربچ افزودنی : این نوع محصول یکی از بهترین روش ها جهت ایجاد خاصیت های فیزیکی وشیمایی در محصولات نهایی است. لازم به ذکر است که این محصول دارای انواع مختلف هسته زا، لیزکننده، آنتی بلاک، روشن کننده نوری، آنتی استاتیک، پایدار کننده نور uv و آنتی اکسیدانت می باشد.
مزایای استفاده از مستربچ
با به کار بردن مستربچ‌ها می‌توان در وقت، انرژی و هزینۀ لازم برای مخلوط کردن این پودرها و نیروی کار صرفه جویی کرد و استفاده از این ترکیبات اقتصادی است. همچنین به دلیل عدم پخش شوندگی مناسب برخی از افزودنی‌ها، امکان اضافه کردن مستقیم آن به محصول وجود ندارد. به عنوان مثال در فرآیندهای تزریق اضافه کردن افزودنی‌های پودری به دلیل کوتاه بودن طول مارپیچ دستگاه تزریق مناسب نبوده و استفاده از مستربچ پلیمری توصیه می‌شود.
دیگر مزایای استفاده از مستربچ عبارتند از:
- ثبات بیشتر خواص یا رنگ
- حذف هزینۀ پاک سازی و تمیزکاری
- مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
- کنترل پذیری بهتر کدری و شفافیت محصولات رنگی
- سهولت ذخیره سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن
- بهبود فرآیند ذوب به دلیل سازگاری عامل اتصال دهندۀ مستربچ با پلیمر
- پخش و یکنواختی بهتر رنگ، افزودنی یا پرکننده در سراسر محصول نهایی
- افزایش تکرارپذیری فرآیند از طریق از پیش تعیین کردن نسبت اجزای افزودنی مستربچ
- 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
- کاهش دفعات خوراک دهی در فرآیند با استفاده از مستربچ حاوی افزودنی های تغلیظ شدۀ پایدار UV، آنتی اکسیدانت، به تاخیر اندازندۀ شعله یا شفاف کنندۀ نوری
فرآیند تولید مستربچ
فرآیند تولید مستربچ شامل چهار مرحله فرمولاسیون، خوراک‌دهی، اختلاط و الک‌کردن است:
۱-فرمولاسیون
اولین و مهمترین مرحله، فرمول‌بندی رنگ و میزان افزودنی است. در این مرحله توزین دقیق تمام اجزاء فرمولاسیون انجام می‌گیرد که در بعضی موارد لازم است كه این تركیبات با سرعت بالا تركیب شوند تا نتیجه بهتری ارائه دهند.
۲-خوراک‌دهی
میزان تغذیه اجزاء متناسب با خروجی دستگاه تنظیم می‌شود.
۳-اختلاط
اختلاط مذاب در دمای مخزن تنظیم می‌شود تا مخلوط ذوب شود. دمای نامناسب باعث اختلال در برش گرانول و پخش پودر می‌شود.
اختلاط شامل ۴ مرحله زیر است:
- فرآیند خیس شوندگی پیگمنت، افزودنی و پرکننده
- توزیع: توزیع پیگمنت، افزودنی و پرکننده در مذاب پلیمری
- اختلاط فیزیکی: اختلاط و پخش پیگمنت و افزودنی در پلیمر پایه
- پراکنده‌سازی پایدار کردن این مخلوط و جلوگیری از کلوخه‌شدن
- مهمترین مرحله تولید مستربچ، اختلاط است و متداول‌ترین روش پخش مناسب افزودنی یا رنگ از طریق تركیب اجزاء به صورت مذاب حاصل می‌شود.
مرحله اختلاط با بهره‌گیری از دستگاه‌های زیر انجام می‌شود:
- اكسترودر دو مارپیچ
- مخلوط كن های داخلی مداوم
- ماشین های تك مارپیچ مانند Buss Ko-Kneader
- مخلوط كن های سرعت بالا به همراه اكسترودر تك مارپیچ
- مخلوط كن های داخلی همانند بنبوری: بهترین انتخاب برای تولید مقدار زیادی از این افزودنی‌ها
مهمترین دستگاه مورد استفاده در فرآیند اختلاط و تولید مستربچ که به طور گسترده در صنعت ایران به کار می‌رود، اکسترودر است. در این روش پلیمر و افزودنی‌ها درون دستگاه اکسترودر ذوب و با هم ترکیب شده و سپس از انتهای اکستروژن خارج می‌شوند. در این روش خط تولید مستربچ به طور مختصر عبارت است از سیستم تخلیه، سیستم خوراک‌دهی، اکسترودر، سیستم خنک کننده، سسیستم برش، انبارش و بسته‌بندی.
4- الک کردن
مستربچ نهایی باید به اندازه‌ای محكم و با سایز مناسب باشد كه مصرف کننده نهایی بتواند در مرحله تولید خود با مشکل خوراک دهی روبرو نشود. بنابراین لازم است تا از الک هایی برای اطمینان از مناسب بودن اندازه گرانول مستربچ استفاده شود
کاربرد مستربچ مشکی:
به طور کلی استفاده از مستربچ ها باعث افزایش بازدهی و سود محصول نهایی خواهند شد. چرا که با استفاده از این ترکیبات، نیازی به صرف هزینه، انرژی و نیروی کار برای به وجود آوردن ترکیباتی مناسب با پایه پلیمری وجود نخواهد داشت. علاوه بر آن از آنجایی که مستربچ مشکی از پیش آماده شده است، احتمال پراکنده شدن پیگمنت و رنگدانه های به کار رفته در آن در محیط به صفر می رسد و به این ترتیب سلامت کارکنان کارگران حفظ خواهد شد.
از دیگر مزایای استفاده از مستربچ مشکی توزیع یکنواخت رنگدانه ها و افزودنی ها در محصول است. همانطور که گفته شد تجهیزات و دستگاه های به کار رفته در تولید ابن مستربچ ها از کیفیت بسیار بالایی برخوردار بوده و مواد و افزودنی ها را در زمان مناسب و با نیروی مناسب ترکیب می کند و به همین دلیل رنگ موجود در این مستربچ ها از پایداری و دوام بیشتری برخوردار خواهد بود.
از دیگر مزیت های استفاده از این نوع از مستربچ آن است که فرایند ذوب به شکل بهتری انجام می پذیرد. چرا که مستربچ های تولید شده سازگاری بسیار بالایی با پلیمرها داشته و به همین دلیل فرآیند ذوب را آسان تر می کنند.
مستربچ مشکی از محصولاتی است که امروزه جایگاه بسیار مناسبی در صنایع پیدا کرده است. به طور کلی صنعتی موجود در ایران به دو منظور رنگ دهی به پلیمرهای پایه و تقویت این پلیمر ها از پرتوهای مضر مانند پرتوهای فرابنفش از این مستربچ رنگی استفاده می کند. همانطور که از نام این مستربچ پیدا است، ترکیباتی که از این مستربچ ساخته شده اند، همواره دارای رنگ مشکی هستند. اما از مستربچ مشکی برای تولید محصولات دیگری نیز استفاده می شود. این محصولات عبارتند از:
- تولید فیلم
- لوازم خانگی
- ظروف مواد غذایی
- تولید قطعات مختلف خودرو
- محصولاتی که از تزریق پلاستیک به وجود می آیند
- انواع کیسه های پلاستیکی به خصوص کیسه های زباله
- تولید لوله و اتصالات مطابق با استانداردهای موجود و اندازه های گوناگون
- تولید کارتن پلاست های مستحکم و استفاده از آن ها در کاربرد های گوناگون
درصد استفاده از مستربچ مشکی به چه عواملی بستگی دارد؟
به طور کلی میزان استفاده از مستربچ در ترکیبات در بازه صفر تا ۵۰ درصد قرار دارد. اما میزان درصد ترکیب دقیق این محصول همواره تحت عوامل متعددی قرار دارد که از جمله این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- ضخامت ورق تولیدی
- کیفیت افزودنی مورد استفاده
- میزان غلظت نهایی محصول
- خواص درخواستی استاندارد قطعه
جمع بندی :
در این مقاله از سایت چاپم کن به بررسی همه چیز درباره مسترپچ و مزایا و معایب آن پرداختیم. همچنین شما می توانید سئوالات خود را برای ما ارسال کنید و از کارشناسان ما مشاوره رایگان بگیرید. از همراهی شما ممنونیم.
