مستربچ چیست و استفاده از آن چه مزایایی دارد؟ (قسمت اول: معرفی مستربچ)

ستفاده و کاربرد مستربچ به صورت شماتیک در شکل ۱ مشاهده می­‌شود:

مستربچ

شکل ۱: استفاده و کاربرد شماتیک مستربچ

اجزای مستربچ

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.
 

انواع مستربچ

انواع مستربچ‌ها عبارتند از مستربچ رنگی، افزودنی و پرکننده. در شکل ۲ انواع مستربچ‌ها مشاهده می­‌شوند:

مستربچ افزودنی

مستربچ رنگی

مستربچ پرکننده

شکل ۲: انواع مستربچ

۱) افزودنی: یکی از بهترین راهکارهای ایجاد خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه در محصول نهایی، استفاده از مستربچ افزودنی است. شرکت آریا پلیمر پیشگام، فعالیت گسترده‌ای در زمینۀ تولید سفارشی این مستربچ‌های مهندسی دارد.

نانو افزودنی­‌ها: مستربچ‌های نانو پایه PE ،PP و UPVC   به منظور بهبود خواص مکانیکی و ضربه پذیری به کار می­‌رود.
مستربچ­‌های افزودنی: در شکل ۳ انواع مستربچ‌های افزودنی مشاهده می‌شوند و عبارتند از:
مستربچ شفاف کننده PP یا هسته ­زا: این مستربچ‌ها شفافیت پلی پروپیلن را از طریق سازمان دهی مولکولی در حین فرآیند افزایش می‌دهند.
مستربچ لیزکننده: پس از تولید فیلم‌های پلاستیکی، لایه‌های فیلم به سختی از هم جدا می‌شوند و در فرآیندهای بسته‌بندی مشکلات فراوانی ایجاد می‌کنند. همچنین در تولید برخی تجهیزات و لوازم پزشکی مانند سرنگ، اصطکاک بین دو قطعه باعث کندی حرکت آن می‌شود. برای از بین بردن مشکلاتی از این قبیل از مستربچ لیزکننده استفاده می‌شود. این مستربچ باعث لغزندگی بهتر و کاهش چسبیدگی سطح محصول (خصوصا فیلم و ورق) به قطعات فلزی می‌گردد. انواع مستربچ‌های لیز کننده عبارتند از پایه پلی اتیلن جهت مصرف در نایلون، نایلکس و فیلم­‌های چند لایه  و پایه پلی پروپیلن مخصوص سلفون.
مستربچ آنتی بلاک: این مستربچ در تولید فیلم‌های پلیمری کاربرد دارد. این مستربچ افزودنی جهت کاهش چسبندگی سطوح فیلم به همدیگر پس از تولید تا زمان مصرف است.
مستربچ روشن کنندۀ نوری یا براق کننده PE: این مستربچ با نام های مواد سفیدکنندۀ پلیمر، مستربچ شفاف کننده و عوامل سفید کنندۀ فلوئورسنت، مستربچ Aria Add 2161 است. این مستربچ برای براق کردن و رفع کدری محصولات به کار می‌رود و به دلیل عبور نور بیشتر در محصول، جلای بیشتری به مصنوعات پلاستیکی می‌دهد. این ماده مورد استفاده در فیلم‌های معمولی و نازک و ضخیم و ظروف یک بار مصرف و انواع مصنوعات پلاستیکی است.
مستربچ آنتی استاتیک: استفاده از این مستربچ باعث جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن و جذب گرد و غبار در سطح محصول می‌شود.
مستربچ پایدارکنندۀ نور UV: استفاده از این مستربچ‌ها باعث جلوگیری از اثرات تخریبی و رنگ‌پریدگی محصولات پلیمری در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش می‌گردد.
مستربچ 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.
کمک فرآیند پلیمر: به منظور افزایش قابلیت اکستروژن، مستربچ‌های کمک فرآیند پلیمری به طور گسترده در صنایع پلاستیک استفاده می‌شوند. مستربچ کمک فرایند شکست مذاب را حذف می‌کند، تجمع سرقالب را کاهش می‌دهد، با حذف پدیدۀ پوسته ماهی سطح فیلم را بهبود می‌بخشند و با کاهش درصد ژل، خروجی تولید را افزایش می‌دهند.
ضد سایش: مستربچ‌های سیلیکونی بر پایۀ پلی اتیلن که به منظور بهبود مقاومت سایشی به کار می‌رود.

منبع: اریا پلیمر