مستربچ چیست؟ معرفی + فرایند تولید
مستربچ چیست؟ تحلیل بازار نفت و گاز را مطالعه کنید:
در زندگی امروز ما مواد پلاستیکی نقش مهمی را ایفا می‌کنند. پلاستیک هایی که امروزه مورد استفاده ما هستند در رنگ های مختلف و با ویژگی های متنوعی در بازار وجود دارند. مستربچ (Masterbatch) یک ماده افزودنی است که برای به دست آوردن رنگ یا ویژگی خاص و یا کاهش قیمت تمام شده به پلاستیک ها اضافه می‌شود.
این ماده بخش مهمی از مراحل تولید پلاستیک را تشکیل می‌دهد. مستربچ در انواع مختلف در مواد گوناگون به کار برده می‌شود. در این مقاله قصد داریم ضمن ارائه یک تعریف کلی از مستربچ ها و ذکر انواع و اجزاء مختلف آن، فرایند تولید مستربچ را نیز بیان کنیم.
مستربچ ها دسته ای از محصولات پر طرفدار و پر کاربرد در صنایع هستند. تولید کنندگان مواد پلیمری در صنعت، به علت مزایای زیاد این مواد به صورت قابل توجهی از آن ها استفاده می‌کنند. مستربچ ها به عنوان یک ماده افزودنی به پلاستیک ها جهت به دست آوردن رنگ یا ویژگی خاصی در آن ها به کار برده می شوند و در حالت مذاب به پلیمر اضافه می شوند. استفاده از این مواد در صنعت باعث به دست آوردن محصولات با کیفیت تری می شود.
دسته‌ای از مستربچ ها که برای به دست آوردن رنگ مشخص در پلیمر ها استفاده می شوند، مستربچ رنگی یا color masterbatch هستند. این گروه از مستربچ ها با توجه به محل کاربری در رنگ های متفاوتی در بازار وجود دارند. همچنین آن دسته از مستربچ ها که برای به دست آوردن ویژگی بخصوصی، مانند افزایش مقاومت در برابر نور، مقاومت در برابر آب و هوا، هدایت الکتریکی، اثر ضد الکتریسیته ساکن و غیره، در پلیمر ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، مستربچ افزودنی یا additive masterbatch نامیده می‌شوند.
آنچه که امروزه ما به عنوان مستربچ می‌شناسیم، یک مخلوط غلیظ از پلیمر پایه، مواد شیمایی و عوامل فعال سازگار کننده است. این مخلوط طی یک عملیات حرارتی با یک رزین حامل ترکیب می‌شود. پس از ترکیب مواد مذکور در رزین حامل، ماده به دست آمده خنک می‌شود و نهایتا به صورت دانه های ریز و به شکل گرانول برش داده می‌شود.
همین شکل گرانولی مستربچ ها سبب می‌شود که مشکل چندانی در انبار کردن، جابجایی و کاربرد این مواد وجود نداشته باشد و این مسئله یکی از مزایای این مواد است. همچنین استفاده از مستربچ ها به تولید کنندگان این امکان را می دهد که پلیمر های خام را به صورت کاملا مقرون به صرفه رنگ آمیزی کنند. ظاهر مشابه گرانول مستربچ ها از مشکلاتی ناشی از نفوذ گرد و غبار هم جلوگیری می‌کند.
masterbatch
3 جزء اصلی مستربچ
به طور عمده مستربچ ها از سه جزء اصلی پلیمر پایه، مواد شیمایی افزودنی و عامل فعال سازگار کننده تشکیل می شوند. در ادامه به معرفی هر یک از این اجزاء می‌پردازیم.
1. پلیمر پایه: پلیمری که به عنوان پایه در ساخت مستربچ ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، اغلب از انواع پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، پلی استایرن (PS)، اتیلن وینیل استات (EVA)، وکس هایی که دارای وزن مولکولی پایین هستند، پلیمر های آلکیدی و یا پلیمر های خاص هستند.
2. مواد شیمیایی افزودنی: این دسته از مواد با هدف تغییر خواص و ویژگی های پلیمر ها به مستربچ افزوده می‌شوند. این مواد افزودنی به سبب بهبود خواص، پرکنندگی و رنگ آمیزی (پیگمنت‌ها) پلیمر استفاده می‌شوند. میزان استفاده از هرکدام از این مواد افزودنی در فرایند تولید مستربچ بسته به پارامتر هایی نظیر پلیمر پایه، نوع ماده افزودنی و قدرت آن متفاوت است.
3. عوامل سازگار کننده: یکی از موثرترین شیوه‌های اضافه کردن مواد افزودنی و یا رنگ ها به پلیمر پایه، ترکیب کردن آن ها با یک ماده پلیمری مذاب است. این پلیمر مذاب بایستی با ماده نهایی مصرفی سازگاری داشته باشد.
استفاده از عوامل سازگار کننده سبب ایجاد مزایایی از جمله؛ افزایش پایداری حرارتی، تر شدن سطح مواد رنگزا و پخش رنگ بهتر و همچنین پایداری پلیمر بدون تاثیر بر کیفیت نهایی آن می‌شود.
انواع مستربچ و 3 کاربرد اصلی آن ها
1. مستربچ های افزودنی: از این دسته از مواد برای ایجاد یک خاصیت فیزیکی و یا شیمیایی خاص در محصول نهایی استفاده می‌شود. این گروه از مستربچ ها انواع گوناگونی دارند که به منظور ایجاد خواص منحصر بفردی در محصولات استفاده می‌شوند. به عنوان مثال از مستربچ های لیز کننده برای کاهش اصطکاک بین دو سطح و کاهش چسبندگی سطح محصولات به قطعات فلزی استفاده می‌شود و یا از مستربچ‌های سیلیکونی که ماده اصلی سازنده آن ها پلی اتیلن است، برای افزایش مقاومت سایشی مواد استفاده می‌شود.
انواع مستربچ های افزودنی:
- نانو افزودنی ها: مستربچ های نانوپایه PP، PE و UPVC.
- مستربچ های افزودنی: مستربچ شفاف کننده PP یا هسته زا، مستربچ لیز کننده، مستربچ آنتی بلاک، مستربچ روشن کننده ی نوری یا براق کننده PE، مستربچ آنتی استاتیک، مستربچ پایدار کننده نور UV، مستربچ آنتی اکسیدانت، کمک فرایند پلیمر و …
2. مستربچ های رنگی: این دسته از مواد برای رنگ آمیزی مواد پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عبارت دیگر یکی از متداول ترین تکنیک ها برای رنگ آمیزی مواد پلاستیکی استفاده از مستربچ های رنگی است.
در ترکیب این دسته از مستربچ ها درصد مواد رنگزای به کار برده شده بیش از ماده پلیمری پایه است. همچنین می‌توان با کم و زیاد کردن درصد رنگزا و یا استفاده از چند نمونه رنگزای مختلف به شید رنگی هدف دست پیدا کرد. استفاده از این دسته از مستربچ ها می‌تواند علاوه بر رنگ آمیزی پلاستیک، سبب بهبود خواص و یا ایجاد یک ویژگی فیزیکی یا شیمیایی خاص در محصول نهایی شود. باید توجه داشت که پلاستیک مورد استفاده در فرایند رنگرزی با رنگدانه موجود در مستربچ و همچنین سایر مواد افزودنی آن سازگار باشد.
3. مستربچ های پرکننده: این دسته از مواد با هدف کاهش قیمت تمام شده و بهبود خواص محصول نهایی، در تولید پلاستیک ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. چند نمونه از مستربچ های پرکننده عبارتند از: مستربچ تالک، میکا و کربنات کلسیم.
فرایند تولید مستربچ
تولید مستربچ به صورت کلی طی چهار مرحله انجام می‌شود که به شرح زیر است:
1. فرمولاسیون
2. تغذیه (خوراک دهی)
3. اختلاط
4. الک کردن
در ادامه به صورت خلاصه به تفسیر هر کدام از این مراحل می‌پردازیم.
برای تولید هر ماده شمیایی لازم است فرمول و ترکیب دقیق اجزاء آن را در دست داشته باشیم. تولید مستربچ ها نیز از این قاعده مستثنی نیست. در نتیجه مرحله ابتدایی در تولید مستربچ ها فرمولاسیون است. در این مرحله باید فرمول دقیق ترکیبات مورد نیاز در فرایند تولید را به دست آوریم. همچنین لازم است تمامی اجزاء به صورت دقیق وزن شوند و مقدار مور دنیاز هرکدام از آن ها معین شده باشد.
پس از فرمولاسیون به مرحله دوم یعنی خوراک دهی یا تغذیه می‌رسیم. آنچه که در اینجا اهمیت دارد این است که مقدار ماده اولیه که به دستگاه تغذیه می شود با میزان ماده خروجی برنامه ریزی شده در تولید در تعادل و هماهنگی باشند.
پس از تغذیه مواد اولیه مستربچ به دستگاه به مرحله اختلاط مواد می‌رسیم. در مرحله اختلاط پلیمر پایه و مواد افزودنی که شامل مواد رنگزا یا سایر افزودنی ها می شود را ذوب کرده تا بتوانند آن ها را به شکل دلخواه دربیاورند. مخلوط کردن مواد با استفاده از دستگاه های خاصی مثل اکسترودر های تک مارپیچ و دو مارپیچ انجام می‌شود.
پس از انجام مراحل قبل، مستربچ ها به صورت دانه های ریز مانند گرانول تولید می‌شوند و باید مرحله الک کردن را طی کنند. این مرحله به منظور اطمینان از هم اندازه بودن ذرات مستربچ انجام می‌شود.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.