مستربچ چیست؟قسمت دوم

۲) مستربچ رنگی: رایج‌ترین روش تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی، افزودن مستربچ‌های رنگی است. این افزودنی‌ها گاهی علاوه بر ایجاد رنگ مطلوب محصول نهایی، باعث بهبود و اصلاح خواص فیزیکی، مکانیکی نیز می‌شود. مستربچ رنگ یک مخلوط پلاستیکی شامل درصد بالایی از رنگ دانه و درصد کم پلیمر است و از طریق تغییر غلظت و مقدار این ماده می‌توان به نمونه های رنگی مختلف دست یافت. انواع مستربچ‌های رنگی، مستربچ سفید، مشکی و سایر رنگ‌­ها هستند. این مستربچ‌­ها معمولا دارای دو نوع پایدار کننده و دو نوع روان ­کنندۀ داخلی و خارجی، رنگینه و پایه پلیمری است. با کمک مستربچ، پلاستیک مورد نظر را می توان به رنگ‌­های مختلفی در آورد. نکتۀ بسیار مهم در انتخاب مستربچ، سازگاری پلاستیک با رنگ و سایر افزودنی های همراه آن مستربچ است.

 اجزای اصلی مستربچ رنگی عبارتند از رنگ­ دانه، سازگارکننده و پلیمر حامل:

    رنگ­ دانه‌ها: شامل پیگمنت­‌ها در دو گروه آلی (مانند فتالو سیانین سبز) و معدنی (مانند اکسید آهن قرمز و یا تیتانیوم) و دای که مانند یک جوهر یا رنگ بی اثر است و عموماً نمی‌توان از آن برای رنگ کردن پلی الفین استفاده کرد. در شکل ۴ انواع رنگ ­دانه­‌ها نشان داده شده است:

رنگ دانه (پیگمنت)
    

    سازگارکننده (پخش کننده): وجود سازگارکننده از طرفی باعث ایجاد ترشوندگی بر سطح رنگ­دانه و در نتیجه پخش بهتر پیگمنت می­‌شود و از طرف دیگر بدون آن­ که روی کیفیت رنگ محصول اثر بگذارد، پلیمر‌ را نیز پایدار می‌کند.
    پلیمر حامل: این پلیمر‌ باعث یکنواختی توزیع پیگمنت و سهولت شکل ­دهی آن به صورت گرانول می‌­شود. وجود سازگاری پلیمر‌ و عامل پخش و همچنین سیالیت بیشتر حامل نسبت به رنگ­ دانه و پلیمر‌ ضروری است. پلیمر با توجه به شاخص مذابش، به صورتی انتخاب می­ شود که بتواند مستربچ را در خود حل کند؛ از آن جایی که مستربچ ها برای تعداد محدودی از پلاستیک ­های پر مصرف صنعتی ساخته می­ شوند، لازم است در مورد توانایی رنگ ­آمیزی پلاستیک­ ها با رنگ­ دانه نیز اطلاعاتی ارائه گردد. بنابر ماهیت شیمیایی پلاستیک می­ توان رنگ مناسب آن را انتخاب نمود. به عنوان مثال، رنگ آمیزی پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پی وی سی به رنگ سفید (با استفاده از تیتان) یا زرد یا قهوه ای (با استفاده از اکسید­های کروم) در آورد اما از رنگ­ های ترکیبات آبی آهن نمی­ توان در فرمولاسیون پلی­ اتیلن و پلی ­پروپیلن استفاده نمود.

۳) مستربچ پرکننده: برای کاهش قیمت و بهبود خواص مستربچ استفاده می­ شود. از مستربچ کربنات کلسیم، مستربچ تالک، میکا و مستربچ‌های دیگر می توان به عنوان مستربچ پر کننده یاد کرد.

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:

•     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 پاک سازی و تمیزکاری

درصد استفاده از مستربچ

با بالا رفتن درصد افزودنی مستربچ در کاربردی مشخص، میزان مصرف مستربچ پایین می‌آید. درصد مصرف مستربچ در محصول نهایی به عوامل زیر بستگی دارد:

    درصد و کیفیت افزودنی
    ضخامت قطعه یا فیلم تولیدی
    میزان پوشش دهی یا غلظت مورد نظر

مقدار مستربچ مورد استفاده در تولید محصول نهایی از زیر یک درصد (در برخی انواع ضد UV و پایدارکنندۀ رنگ ها) تا بالای ۵۰ درصد (گونه­‌هایی از کندکننده‌های حریق یا مستربچ های کربنات کلسیم) متفاوت است. همچنین برای رنگ کردن محصولات، معمولا مقدار یک تا سه درصد مناسب است.

ویژگی های مستربچ خوب

فاکتورهای موثر در انتخاب مستربچ با کیفیت مناسب عبارتند از:

•     مطابقت پایه پلیمری مستربچ با مواد و کالای تولیدی
   
•   ثبات رنگ یا خواص در دفعات مصرف
   
•   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
   
•   غلظت یکنواخت و درصد مناسب افزودنی یا پیگمنت
   
•   میزان مصرف کم
   
•   منحصر به فرد بودن رنگ و شید
   
•   عدم ایجاد مشکلات در فرآیند تولید محصول نهایی

 منبع: آریاپلیمر