مستربچ یکی از پرکاربرد ترین و پر مصرف ترین اقلام است که در صنعت از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار است. مستربچ، محصولی است که به‌صورت پیگمنت، پودرهای آلی یا معدنی به همراه افزودنی‌های دیگر، در تولید پلاستیک به‌کاربرده میشوند . این محصول به دلیل مزایای فراوانی که دارد، بسیار مورد استفاده تولیدکنندگان قرار میگیرد. در این مقاه از سایت چاپم کن به بررسی همه چیز درمورد انواع مستربچ و ویژگی های آن می پردازیم. با ما همراه باشید.
مستربچ چیست؟
«مستربچ، محصولی است كه در آن پیگمنت و یا افزودنی‌های دیگر به صورت بهینه با یكدیگر در یك 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.»
اجزای مستربچ
- 1- پلیمر پایه : مستربچ ها دارای یک پلیمر پایه از انواع پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و… هستند.
- 2- افزدونی : تغییر خواص این پلیمرها و کاربردی کردن آنها به کمک افزودنی ها انجام میشود. افزودنی هایی مانند رنگ دانه و یا پیگمنت که جهت تغییر رنگ پلیمرها استفاده میشود و همینطور افزودنی بهبود دهنده خواص که برای کاربرد مد نظرمان از محصول با پلیمر پایه ترکیب میکنیم و همچنین پرکنندها که در ادامه به تفصیل مثال هایی از هر کدام خواهیم پرداخت.
- 3- عامل سازگارکننده : همینطور برای بهبود پخش شوندگی و افزایش سازگاری افزودنی و پیگمنت ها از عامل سازگار کننده استفاده میشود، که کمک میکند رنگدانه و یا افزودنی ها بصورت صحیح و به بهترین حالت پراکندگی، با پلیمر ترکیب شده تا بالاترین بهره وری را از آنها داشته باشد.
کاربرد مستربچ چیست؟
هرکدام از انواع مستربچ‌ها، خواص ویژه‌ای دارند. برای مثال، از مستربچ‌های افزودنی در لوازم و تجهیزات پزشکی به شکل گسترده‌ای استفاده میشود. مثلاً در تولید سرنگ‌ها، وجود اصطکاک باعث میشود که حرکت کند شود. درنتیجه با استفاده از انواع لیزکننده آن، این مشکل را رفع میکنند. این ماده باعث کاهش چسبندگی، اصطکاک دو سطح و ایجاد لغزندگی میشود.
یکی دیگر از موارد پرکاربرد این ماده در تولید فیلم‌های پلیمری است که در آن به‌وسیله مستربچ آنتی بلاک، چسبندگی سطوح فیلم را کاهش می‌دهند. نوع شفاف کننده نیز نوعی افزودنی است که با سازمان‌دهی مولکولی، شفافیت هرچه بیشتر در ماده پلی پروپیلن را سبب میشود.
انواع روشن‌کننده نوری برای کاهش کدری و افزایش براقیت محصول و جلای بیشتر آن به کار می‌رود. به همین دلیل، در صنعت تولید ظروف یک بار مصرف، مصنوعات مختلف پلاستیکی، فیلم‌های معمولی و نازک، کاربرد بسیار گسترده‌ای دارند. همچنین انواع آنتی استاتیک مستربچ می‌تواند با جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن، مانع جذب گرد و غبار در سطح محصولات شود.
پلیمرها نیز مانند دیگر مواد صنعتی به دلایل مختلفی می‌توانند تحت تأثیر اکسیداسیون تخریب شوند. به همین سبب، مستربچ آنتی‌اکسیدان مورداستفاده قرار میگیرد تا مقاومت و پایداری ماده اولیه را افزایش دهد. پایدارکننده نور یو وی، یکی از بهترین محصولات افزودنی برای محافظت از تخریب محصولات پلیمری به‌وسیله نور یو وی است. این ماده، مقاومت محصول در برابر اشعه ماوراءبنفش را بالا میبرد و در نتیجه از تغییر رنگ یا رنگ پریدگی آن جلوگیری میکند.
انواع مستربچ
مستربچ افزدونی :
برای ایجاد خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه در محصولات که در راستای نیازمان از کاربرد محصول است، از این نوع مستربچ ها استفاده میشود .
مستربچ ضد حریق :
حضور پلاستیک ها در لوازم خانگی، قطعات خودرو و صنایع الکتریکی و خطر آتش سوزی در این اماکن، اهمیت ضد حریق کردن پلیمر های موجود در این مکان افزایش میدهد. از همین رو مستربچ های تاخیر انداز حریق، با بالا بردن درجه اشتعال پذیری محصول مانع از آتش سوزی محصول را میشود.
مستربچ ضد بخار :
وجود بخار بر روی فیلم های گلخانه ای و محصولات بسته بندی در مواردی باعث ضربه زدن به محصول و ظهور ایرادهایی میشود، مستربچ ضد بخار با شکستن بارهای مثبت بین قطرات ریز آب که باعث تشکیل بخار میشوند شده و با یکپارچه سازی این قطرات باعث از بین رفتن بخار بر روی سطح میشود.
مستربچ پرکننده :
این نوع مستربچ ها عموماً برای کاهش قیمت نهایی محصول و همینطور برای بالا بردن خاصیت ضربه پذیری مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین خاصیت کاغذی و ضدچسبندگی که این محصول به پلیمر میدهد باعث میشود که این مستربچ در ساخت محصولات فیلم، ورقه، پاکت و کیسه استفاده شود از دیگر کاربرد و مزایای این محصول میتوان به سریع خنک شدن در قالب و ثبات ابعادی آن اشاره کرد.
مستربچ رنگی :
برای تولید پلیمرهایی در انواع رنگ مختلف از مستربچ هایی رنگی که دارای درصد بالایی رنگدانه در ترکیب پلیمری انها وجود دارد استفاده میشود. و همینطور این مستربچ ها علاوه بر اینکه به هدف مطلوب کردن رنگ پلیمر از انها استفاده میشود از خواص دیگر آن مانند مقاوم بودن در برابر اشعه ماورابنفش، مقاومت در برابر گرما و شرایط آب و هوایی نامطلوب که در مستربچ های سفید سیاه وجود دارند، بهره میگیرند.
مستربچ لیزکننده :
وجود چسبدنگی میان محصولات پلیمری یک اتفاق رایج است. اصطلاک و رهایش سخت و نادرست محصول ازقالب در فرایند تولید باعث کندی خط تولید و همینطور در فیلم ها و پلیمرهای بسته بندی و همینطور جداکردن نایلون و سلفون ها ، رول شدن فیلم ها باعث چسبندی و اختلال در کار میشود به همین سبب به کمک مستربچ های روان کننده لایه ای لیز در بیرونی ترین قسمت محصول شکل میگیرد که باعث جداسازی آسان پلیمر و کم شدن ضریب اصطلاک از قالب و یا اجسام اطراف خود میشود و همچین با ایجاد سطحی صیقلی نمایی زیبا به محصول میدهد.
مستربچ آنتی یووی (Anti UV) :
ترکیب اکسیژن و پلاستیک ها باعث شروع خود اکسایش این محصولات میشود. در این فرایند که با حمله رادیکال های آزاد به ساختار مولوکولی پلیمر ها شده باعث کاهش و افزایش وزن مولوکولی و در نتیجه تغییر جرم جسم میشود، این عمل علاوه بر از بین رفتن زیبایی محصول، سبب تخریب خواص دیگر مانند استحکام، انعطاف پذیری و … میشود. در همین راستا و برای جلوگیری این اتفاق، از آنتی اکسیدان ها استفاده میشود. آنتی اکسیدان ها، ترکیبات آلی هستند که از طریق واکنش با رادیکال های آزاد و تجزیه آنها فرایند تخریب را کند میکنند.
براق کننده :
مستربچ براق کننده ظاهر یک محصول پلیمری از اهمیت بالایی برخوردار است. محصولات پلاستیکی پس از مدتی ماندن در معرض نور ماورای بنفش، تخریب شده و نوری زرد و کدر از خود ساطع میکند. براق کننده های نوری یا همان فلورسنتی(OP) ، افزودنی هایی هستند ک جهت براق کردن سطوح پلیمری از آنها استفاده میشود.
این بهبود دهنده پس از ترکیب لایه ای را تشکیل میدهد که پس از جذب طیف ماورابنفش ((UV، نوری آبی رنگ را در طیف مرئی برانگیخته میکند، که باعث جلا و براق شدن محصول میشود. این نوع مستربچ ها در محصولات مختلفی مثل فیلم های چند لایه های شفاف ،ورق،وسایل پزشکی و همینطور در بازیافت مجدد پلاستیک ها کاربرد دارد.
مستربچ آنتی استاتیک :
پلیمرها ها در برابر الکتریسیته نارسانا هستند اما توانایی بالایی در ایجاد الکتریسیته ساکن دارند، این خاصیت باعث ایجاد مشکل در فرایند تولید فیلم و قطعات تزریقی ایجاد میکند، همچنین این اتفاق باعث ایجاد مشکل در بسته بندی و انبارش جنس و جذب گرد و غبار بر روی محصول میشود. مستربچ آنتی استاتیک با مهار الکتریسیته ساکن موجود در پلیمرها باعث جلوگیری از مشکلات فوق شده و همینطور با افزایش امکان چاپ پذیری محصولات و جلوگیری از تخلیه ناگهانی بار ساکن که موجب آتش سوزی و آسیب به کارکنان میشود، جلوگیری میکند.
مستربچ شفاف کننده :
وجود نواحی نیمه بلورین در پروپیلن ها باعث افزایش خواص فیزیکی مانند سختی و مقاومت در برابر حرارت میشود، نواحی بلورین در ساختار پلیمر ها باعث جلوگیری در عبور نور ودر نتیجه کم شدن شفافیت محصول میشود. از آنجایی که در صنعت بسته بندی و فیلم احتیاج به شفافیت و زیبایی داریم، با اضافه کردن مستربچ شفاف کننده باعث از بین رفتن کدری و جلای محصول نهایی میشود.
مستربچ آنتی باکتریال :
از آنجایی که پلیمرها در صنایع الیاف و نساجی و همینطور صنعت بسته بندی غذایی و دارویی استفاده بسیاری دارند، رعایت سلامت و بهداشت این محصولات از اهمیت بالایی برخوردار است. مستربچ آنتی باکتریال با تکنولوژی جدید نانونقره و اکسید های فلزی از وجود و رشد باکتری در محصولات، مخصوصاً زمانی که محصول در معرض گرما و رطوبت قرار دارد شده و امکان رشد و تکثیر باکتری و قارچ را از بین میبرد.
تفاوت مستربچ و کامپاند چیست؟
کامپاند درواقع، ترکیبی از دو یا چند عنصر مختلف با نسبت‌های جرمی ثابت است. زمانی از کامپاندها استفاده میشود که بخواهیم با افزودن مواد خاصی به ماده اولیه خود، عملکرد آن را بهبود ببخشیم یا قیمت نهایی آن را کاهش دهیم. در حالت کلی کامپاند کردن، مجموعه اقداماتی است که بر روی مواد اولیه انجام میشود تا کاربردی بهینه و به‌صرفه‌تر داشته باشند. پایه اصلی مواد اولیه ما در هنگام کامپاند کردن، درواقع ماده پلیمری ما است. درنتیجه میتوان گفت که مستربچ هم نوعی کامپاند است؛ یعنی این ماده افزون بر خواص رنگ دهندگی، می‌تواند در تغییر خواص پلیمر و بهبود عملکرد و خواص آن نقش داشته باشد.
کامپاندها را میتوان به دو دسته مهم تقسیم کرد:
الف) کامپاند ارزان ساز: این کامپاندها، در ارزان‌سازی محصول نهایی نقش دارند. این محصولات با کاهش خاصیت مواد اولیه، قیمت تمام‌شده محصول را به شکل قابل‌توجهی کاهش می‌دهند. ازجمله این مواد میتوان به کامپاندهای کربنات کلسیم و پودر تالک اشاره کرد.
ب) کامپاندهای خاصیت بخش: این کامپاندها درست برعکس کامپاندهای ارزان ساز، باعث افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی مواد اولیه میشوند. این تغییر در خواص می‌تواند موجب افزایش استحکام شود و درعین‌حال، افزایش قیمت تمام‌شده محصول را در پی داشته باشد. ازجمله این مواد میتوان به کامپاندهای مختلط با الیاف شیشه و کامپاندهای سیلیکا دار اشاره کرد.
مزایای استفاده از مستربچ
- ثبات بیشتر خواص یا رنگ
- حذف هزینه پاک‌سازی و تمیزکاری
- مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
- کنترل‌پذیری 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 تعیین‌کردن نسبت اجزای افزودنی مستربچ
- ساده ترشدن خوراک دهی و حل مشکل تغییر غلظت افزودنی و یکنواختی رنگ یا خواص در حین تولید
- عدم پخش پیگمنت ها در هوا و در نتیجه ایجاد خطر سلامتی و ایمنی کارکنان و آلوده‌سازی خطوط تولید مجاور
- کاهش دفعات خوراک‌دهی در فرآیند با استفاده از مستربچ حاوی افزودنی های تغلیظ شدۀ پایدار UV، آنتی اکسیدانت، به تاخیر اندازندۀ شعله یا شفاف کنندۀ نوری
- با به کار بردن مستربچ‌ها می توان در وقت، انرژی و هزینۀ لازم برای مخلوط كردن این پودرها و نیروی كار صرفه جویی كرد و استفاده از این تركیبات اقتصادی است.
- به دلیل عدم پخش شوندگی مناسب برخی از افزودنی‌ها، امکان اضافه کردن مستقیم آن به محصول وجود ندارد که این مشکل با استفاده از مستربچ حل میشود. به عنوان مثال در فرآیندهای تزریق، اضافه کردن افزودنی های پودری به دلیل کوتاه بودن طول مارپیچ دستگاه تزریق مناسب نبوده و استفاده از مستربچ پلیمری توصیه میشود.
جمع بندی
مستربچ ها، انواع گوناگونی دارند و با توجه به هدف و کاربرد مدنظر تولیدکننده، انواع مختلفی از آن می‌تواند توسط تولیدکننده خریداری شود. تولیدکنندگان، باید فاکتورهای مهم برای خرید مستربچ را بررسی کنند و پس از آن برای خرید اقدام کنند.
