مستربچ، یکی از محصولاتی است که پودرهای آلی یا معدنی به همراه سایر افزودنی ها به صورت پیگمنت در آن به کار رفته است. امروزه پلاستیک و پلمیرها نقش اساسی در زندکی ما ایفا می کنند و لوازم خانگی، قطعات داخل خودرو، پوشش کابل برق و … به خاطر حضور این ماده ارزشمند است. این ماده باعث بهینه تر شدن پلیمرهای به کار رفته در صنعت پلاستیک می گردد؛ به نوعی مستربچ ها باعث رنگ کردن و تقویت پلمیرها می شوند. حال اینکه مستربچ چیست؟ انواع آن چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟ در ادامه ی این مقاله ی ازنو بیان می شود.

مستربچ چیست؟

مستربچ از ترکیب بهینه یک ماده ترموپلاستیک و پودر رنگ حاصل می شود. افزودنی های مستربچ به طور کلی برای تولید رنگ، بهبود خواص و یا برای کاهش قیمت نهایی به پلمیر اضافی می شوند. پایه پلیمری این ماده باید مشابه پلاستیک اصلی تزریقی باشد و شکل ظاهری آن به صورت گرانول است. این محصول از سه جزء پایه پلیمری، مواد شیمیایی افزودنی و سازگارکننده فعال بعنوان پخش‌کننده تشکیل می شود که در ادامه به بررسی آن می پردازیم.

اجزاء مستربچ

پایه پلیمری

باید مشابه پلاستیک استفاده شده در تزریق پلاستیک باشد و ظاهر آن به صورت گرانول است. انواع پلی اتیلن ها، پلی استایرن، پلی پروپلین، پلیمر آلکیدی و …. من جمله پلیمرهای پایه هستند.

مواد شیمیایی افزودنی

شامل پودر رنگ، بهبود دهنده ها و پرکننده های شیمیایی یا معدنی می شود و معمولاً به منظور بهبود خواص پلیمر ها افزوده می شود مانند افزودنی های بهبود دهنده خواص، پیگمنت، و پرکننده ها.

سازگارکننده فعال

این عامل باعث بهبود پخش شوندگی افزودنی یا رنگ می شود. از پروپیلن و پلی اتیلن و ABS های گرافت شده به کمک مالئیک انیدرید برای افزایش سازگاری شیمیایی افزودنی با پلاستیک پایه استفاده می شود. سازگارکننده ها به دلیل ماهیت شیمیایی خاصی که دارند باعث افزایش پایداری حرارتی و همچنین سازگارسازی پلی اولفین ها و پلیمرهای مهندسی می شوند. البته وجود سازگارکننده باعث ایجاد ترشوندگی روی سطح رنگ دانه و بهتر پخش شدن پیگمنت می شود و بدون اینکه تاثیری بر روی کیفیت رنگ محصول بگذارد، پلیمر را پایدار می کند.  

فرآیند تولید مستربچ

فرآیند تولید مستربچ شامل چهار مرحله فرمولاسیون، خوراک‌دهی، اختلاط و الک‌کردن است:

فرمولاسیون

اولین مرحله در فرآیند تولید که در آن میزان افزودنی و رنگ فرمول بندی می شود. در این مرحله توزین دقیق تمام اجزاء فرمولاسیون انجام می‌گیرد.

خوراک دهی

در این مرحله میزان تغذیه اجزاء متناسب با خروجی دستگاه تنظیم می‌شود.

اختلاط

این مرحله مهم ترین مرحله تولید مستربچ است. رایج ترین روش پخش مناسب افزودتی یا رنگ از طریق ترکیب اجزا به صورت مذاب حاصل می شود. جهت ذوب شدن مخلوط، اختلاط مذاب در دمای مخزن تنظیم می‌شود. دمای نامناسب باعث اختلال در برش‌ گرانول و پخش‌ پودر می‌شود. اکسترودر مهم ترین دستگاه در انجام فرآیند اختلاط و تولید مستربچ است. بدین صورت که افزودنی ها و پلیمر درون دستگاه اکسترودر ذوب و با هم ترکیب و از انتهای اکستروژن خارج می شوند.

الک کردن

مستربچ باید به اندازه‌ای محکم و با سایز مناسب باشد که مصرف کننده بتواند در مرحله تولید خود با مشکل خوراک دهی روبرو نشود. بنابراین لازم است تا از الک هایی برای اطمینان از مناسب بودن اندازه گرانول مستربچ استفاده شود.  

مزایای استفاده از مستربچ

1.  صرفه جویی در وقت، انرژی و هزینۀ لازم برای مخلوط‌کردن پودرهای مختلف و نیروی کار (استفاده اقتصادی دارد)
2. ب کمک به افزودنی هایی که به علت عدم پخش شوندگی مناسب برای اضافه شدن به محصول
3. حذف هزینه پاک‌سازی و تمیزکاری
4. سهولت ذخیره‌سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن
5. عدم پخش پیگمنت‌ها در هوا و در نتیجه ایجاد خطر سلامتی و ایمنی کارکنان و آلوده‌سازی خطوط تولید مجاور
6. مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
7. بهبود فرآیند ذوب به دلیل سازگاری عامل اتصال دهندۀ مستربچ با پلیمر
8. ثبات بیشتر خواص یا رنگ
9. کنترل‌پذیری بهتر کدری و شفافیت محصولات رنگ.