آشنايي با گرانول مستربچ، اجزاي تشكيل دهنده، خواص و مزاياي آن

اگر بخواهيم به عبارت ساده مستربچ را توضيح دهيم، بايد بگوييم كه مستربچ در واقع تركيبي از ماده ترموپلاستيك و يك نوع پودر مي باشد كه به دليل برخورداري از شل گرانولي به آن گرانول مستربچ نيز گفته مي شود. مستربچ ها در مواقعي كه نتوان مواد افزودني را به طور مستقيم در فرايند توليد محصولات پلاستيكي اضافه كرد، مورد استفاده قرار مي گيرند. استفاده از اين مواد در صنعت توليد پلاستيك مزاياي بسيار زيادي دارد كه در همين راستا در اين مقاله به بررسي بيشتر مستربچ، موارد كاربرد و مزاياي استفاده از آن پرداخته ايم.

گرانول مستربچ چيست؟

قبل از معرفي گرانول مستربچ، بهتر است در ابتدا شما را با مفهوم گرانول آشنا كنيم. گرانول، در واقع به اشكال دانه اي پليمر گفته مي شود. براي استفاده از گرانول ها لازم است كه در ابتدا آنها را ذوب و شكل دهي نمود. به عبارت ديگر، بعد از توليد پليمر آن را در دستگاهي شبيه به چرخ گوشت به نام دستگاه اكسترودر ذوب مي كنند و بخش خروجي آن يك كاتر براي قطع كردن پليمرهاي خروجي نصب مي شود تا پليمرها را شبيه به دانه هاي ساچمه اي قطع نمايند كه اين مواد خروجي اصطلاحا گرانول گفته مي شود. به محصولي كه در آن پودر رنگ، پودرهاي مواد معدني و مواد آلي به صورت كاملا بهينه و در فرايند مذاب در داخل يك ترموپلاستيك با يكديگر تركيب شده اند، مستربچ گفته مي شود.

براي توليد محصولات بسيار زيادي در صنعت پلاستيك، حتما نياز است كه عوامل بهداشتي كاملا رعايت شود. به عنوان مثال، ظروف غذايي و دارويي پلاستيكي، جزو آن دسته از محصولاتي هستند كه محيط توليد آنها بايد كاملا تميز و بهداشتي نگهداري شود كه به همين منظور گرانول هاي پلاستيكي براي توليد اين مواد مورد استفاده قرار مي گيرند. اما در مواردي نياز است كه يك سري افزودني هايي به گرانول مواد پليمري اضافه شود كه در صورت استفاده از مواد افزودني پودري محيط توليد به شدت آلوده و غبارآلود خواهد شد كه مستربچ ها از جمله موادي هستند كه به دليل ساختار گرانولي به راحتي با مواد پلاستيكي گرانول تركيب شده و هيچ گونه آلودگي در محيط به وجود نمي آورند.

مواد تشكيل دهنده مستربچ ها

يك گرانول مستربچ به طور كلي از پليمر پايه، افزودني و عامل سازگار كننده تشكيل شده است كه در ادامه به معرفي و بررسي هر يك از آنها پرداخته ايم:

پليمر پايه:

• پليمرهاي پايه مصرفي در گرانول هاي مستربچ اغلب، انواع پلي اتيلن، پلي استايرن، پلي پروپيلن، پليمر آلكيدي، واكس هايي با وزن مولكولي پايين و يا يك سري پليمرهاي خاص ديگر مي باشد.

مواد افزودني:

• براي اينكه خواص پليمرها براي مصارف گوناكون تغيير كند، به آنها افزودني هايي اضافه مي شود كه اين افزودني ها اغلب شامل؛ پيگمنت ها، پركننده ها و مواد بهبود دهنده خواص پليمر مي باشند. ميزان خوراك دهي افزودني در يك گرانول مستربچ به نوع و قدرت افزودني و همچنين پايه پليمر بستگي دارد.

عامل سازگار كننده:

• بهترين روش براي اينكه مواد افزودني و يا رنگ ها پخش شوند، تركيب كردن آنها يك پليمر مذابي مي باشد كه با ماده نهايي مصرفي سازگاري كاملي داشته باشد. براي اينكه توليد پليمرها با حداكثر سازگاري همراه باشد، در توليد آنها بايد از بهترين و مناسب ترين تجهيزات استفاده شود تا خواص مواد را بهبود دهند.

آشنايي با انواع گرانول مستربچ

گرانول مستربچ به مستربچ هاي رنگي، افزودني و پركننده تقسيم بندي مي باشد كه در ادامه به بررسي هريك از آنها پرداخته ايم:

مستربچ رنگي:

• متداول ترين روش براي توليد محصولات پلاستيكي رنگي، استفاده از مستربچ هاي رنگي مي باشد. مستربچ هاي رنگي علاوه بر اين رنگ محصول نهايي را بهبود مي دهند در برخي از موارد خواص فيزيكي و مكانيكي آنها را نيز اصلاح مي كنند. مستربچ هاي رنگي در واقع درصد بسيار زيادي رنگدانه و درصد بسيار كمي پليمر را در خود تركيب كرده است كه با تغيير مقدار و همچنين غلظت اين مواد مي توان تركيب رنگ هاي متنوعي را براي مستربچ هاي رنگي بوجود آورد. مستربچ هاي رنگي از رنگ هاي بسيار متنوعي برخوردار مي باشند كه به واسطه آنها مي توان مواد پلاستيكي را با هر رنگي توليد كرد. تنها نكته اي كه بايد در انتخاب گرانول مستربچ رنگي به آن توجه كرد، سازگاري رنگ با پلاستيك و همچنين ساير افزودني ها مي باشد.

مستربچ افزودني:

• براي اينكه بتوان محصولات پلاستيكي با خواص فيزيكي خاص و ويژه اي را توليد كرد، بهترين روش استفاده از مستربچ هاي افزودني مي باشد. مستربچ هاي افزودني خود شامل انواع؛ مستربچ شفاف كننده و هسته زا، مستربچ آنتي بلاك، مستربچ ليز كننده، مستربچ پايدار كننده نور UV، مستربچ آنتي استاتيك، مستربچ روشن كننده نوري، مستربچ كمك فرايند پليمر، مستربچ ضد سايش، مستربچ آنتي اكسيدانت مي شود.

مستربچ پركننده:

• مهمترين دليل استفاده از مستربچ هاي پركننده كاهش قيمت و همچنين بالا بردن خواص محصول نهايي مي باشد. كربنات كلسيم، ميكا و تالك نمونه هايي از مستربچ هاي افزودني مي باشند.

استفاده از مستربچ ها چه مزيت هايي دارد؟

استفاده از گرانول مستربچ باعث صرفه جويي در زمان، انرژي و همچنين هزينه هاي مورد نياز براي تركيب كردن پودر ها به يكديگر مي شود. علاوه بر اين، برخي از مواد افزودني وجود دارند كه به دليل نداشتن قدرت پخش شوندگي مناسب نمي توان آنها را به طور مستقيم به محصول اضافه كرد. به طور مثال در فرايند تزريق پلاستيك به دليل كوتاه بودن طول مارپيچ دستگاه تزريق، نمي توان افزودني هاي پودري را به آن اضافه كرد كه در چنين مواقعي استفاده از گرانول مستربچ توصيه مي شود.

علاوه بر اين، استفاده از گرانول مستربچ مزاياي بسيار زياد ديگري نيز دارد كه از بين آنها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

• به دليل دارا بودن شكل گرانولي، ذخيره سازي و جابجايي آن به راحتي امكان پذير مي باشد.

• قابليت پخش يكنواخت رنگ، افزودني و پركننده به تمام قسمت هاي محصول نهايي

• كاهش ميزان مصرف افزودني ها

• بالا رفتن ثبات رنگ و خواص آنها

• امكان كنترل بهتر ميزان شفافيت و كدري محصولات رنگي

• عدم نياز به پرداخت هزينه هاي مورد نياز براي تميزكاري و پاكسازي محيط توليد

• سازگاري عامل اتصال دهنده مستربچ با پليمر سبب بهبود فرايند ذوب مي شود.

درصد مصرف مستربچ در محصول نهايي به چه عواملي بستگي دارد؟

همانطور كه قبلا اشاره كرديم، ميزان مصرف مستربچ ها در محصولات نهايي متغير بوده كه ميزان آنها به عامل زير بستگي دارد:

• ميزان درصد افزودني

• كيفيت مواد افزودني

• ميزان ضخامت فيلم توليدي

• ميزان پوشش دهي

به طور كلي مي توان گفت كه ميزان مصرف مستربچ ها در محصولات نهايي از زير يك درصد تا بالاي 50 درصد متغير مي باشد.

مستربچ پليمري خوب چه ويژگي هايي دارد؟

يك مستربچ پليمري زماني مي تواند سبب بهبود كيفيت محصولات نهايي شود كه از ويژگي هاي زير برخوردار باشد:

• پايداري رنگ و خواص آن بعد از هر بار مصرف

• تطابق پايه پليمري با مواد و محصولات توليدي

• برخورداري از درصد مناسب افزودني

• برخورداري از غلظت يكنواخت

• داشتن رنگ هاي منحصر به فرد

• جلوگيري از به وجود آمدن مشكلات احتمالي در فرايند توليد محصولات پلاستيكي نهايي