مستربچ چیست؟

مستربچ ماده‌ای شگفت‌انگیز است که ردپای آن را می‌توان در زندگی دید.
در زندگی امروزی پلاستیک‌ها و پلیمرها نقش بسیار کلیدی را ایفا می‌کنند. مستربچ محصولی است که به شکل پیگمنت، پودرهای آلی یا معدنی همراه با سایر افزودنی‌ها در تولید پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. از لوازم خانگی تا قطعات مورد استفاده در صنعت خودروسازی، لوله‌ها و اتصالات پرکاربرد، پوشش‌های کابل و سیم‌های لوازم الکتریکی همگی بخشی از کاربردهای مستر‌بچ هستند. با این وجود کم نیستند افرادی که شناخت چندانی از این محصول، ویژگی‌ها و کاربردهای آن ندارند. در این مطلب از سایت ایران پلی‌پروپلین قصد داریم شما را با این محصول کلیدی در صنعت پلاستیک‌سازی آشنا کنیم.

منظور از مستربچ چیست؟

اگر بخواهیم خیلی ساده شما را با masterbatch آشنا کنیم باید بگوییم که این محصول رنگدانه مواد پلیمری است که از سه بخش مهم تشکیل شده است. این سه بخش شامل پایه پلیمر، افزودنی و عامل سازگارکننده هستند. پلیمر پایه مورد استفاده در این محصول در بسیاری از موارد از انواع اتیلن وینیل استات، پلی اتیلن، پلی پروپن، پلی استایرن و یا سایر پلیمرهای مخصوص هستند.

در حقیقت پایه پلیمری به کار رفته در مستر بچ باید شبیه به پلاستیک مورد استفاده در تزریق پلاستیک باشد. در راستای افزایش خواص پلیمر هم مواد مختلفی به آن اضافه می‌کنند در برگیرنده پیگمنت‌ها، بهبوددهنده‌های خواص و همینطور پرکننده‌ها هستند. عامل سازگارکننده نیز که منجر به افزایش سازگاری افزودنی‌ها می‌شود، در پلیمر پایه اغلب استفاده می‌شود. سازگارکننده‌ها با نام عل‌می‌ترکیبات آمفی فیلیک شناخته می‌شوند و دارای یک سر آب دوست و یک سر آلی دوست هستند و به علت ماهیت شیمیایی خاص خود منجر به افزایش معنادار پایداری حرارتی، سازگارسازی پلی اولفین‌ها و همینطور پلیمرهای مهندسی و تشکیل لایه پایداری بر روی تما‌می‌سطوح افزودنی می‌شوند. از جمله مزایای استفاده از سازگارکننده‌ها در پروسه تولید masterbatch می‌توان به این موارد اشاره کرد:
• سرعت بخشیدن به ترشوندگی
• افزایش سرعت فرآورش
• قابلیت افزایش بارگیری • وضعیت بهتر یکنواختی
• کلوخه و تجمع ذرات کمتر
• افزایش قابل توجه استحکام رنگ
• تثبیت مناسب
• جلوگیری از کلوخه‌سازی مجدد
• رقیق‌سازی بهتر و بهبود سازگاری مستربچ در کاربرد نهایی
• تطابق رنگ دقیق‌تر

مستربچ انواع گوناگونی دارد

به طور کلی مستربچ‌ها به سه دسته رنگی، افزودنی و فیلر تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از بهترین روش‌ها با هدف ایجاد خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه در محصول نهایی، به کار بردن مستربچ افزودنی است. مستربچ‌های رنگی نیز متداول‌ترین روش در زمینه تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی هستند که شامل درصد بالایی از رنگدانه و درصد ک‌می‌از پلیمر می‌باشند. رنگدانه مواد پلیمری به منظور کاهش قیمت و همینطور بهبود خواص مستربچ مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه این مقاله قصد داریم انواع مستربچ و ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها را در قالب بخش‌هایی مجزا به شما معرفی کنیم.

مستربچ‌های رنگی نوعی افزودنی پلاستیکی جامد هستند که با هدف رنگ کردن و یا افزودن خواص مفید به پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مخلوط غلیظ از توزیع رنگ‌ها و سایر افزودنی درون یک حامل پلمیری به واسطه عملیات حرارتی و به خصوص یک اکستردور اختلاط برشی بالا به دست می‌آیند. در مرحله بعدی مخلوط سرد شده برش داده شد و به کمک گلوله‌ساز به شکل گرانول در می‌آید. برای تولید این نوع Masterbatch به پردازنده اجازه داده می‌شود تا پلیمر خام را در طول پروسه تولید پلاستیک به شکل اقتصادی رنگ‌آمیزی کند. این مستربچ‌های رنگ و یا کنسانتره‌های رنگ، گرانول‌هایی هستند که با هدف رنگ‌آمیزی ترموپلاستیک‌ها از آن‌ها استفاده می‌شود.

خواص مستربچ‌های رنگی

یکی از انواع مستربچ رنگی، مستربچ‌های سفید هستند که برای فعالیت‌های گوناگونی مثل لمینیت، لایه محافظ و قالب‌گیری از آن‌ها استفاده می‌کنند. این رنگدانه مواد پلیمری حاوی گریدهای تیتانیوم دی اکسید هستند که کیفیت بالایی دارند و در فضاهای باز و داخلی بازتاب نور را امکان‌پذیر می‌کنند. از دیگر انواع مستر‌بچ رنگی می‌توان به این موارد اشاره کرد:
• مستربچ‌های سیاه به عنوان لایه محافظ اشعه ماورا بنفش استفاده می‌شود. معمولا آن‌ها را می‌توان به عنوان فیلم محافظ، قالب‌گیری و به عنوان ورق برای PET مورد استفاده قرار داد
• مستربچ اصلاح شده که از مخلوط پلیمر، چند رنگندانه و افزودنی به دست می‌آید
• مستربچ تک رنگ یا همان رنگدانه منفرد غلیظ شده SPC از مخلوط پلیمر با یک رنگدانه تهیه شده و در اغلب مواردی فاقد هر نوع واکس و مواد افزودنی است
• مستربچ‌های سفارشی یا رنگ سفارشی از اختلاط قرص‌های masterbatch تک رنگ به منظور تهیه رنگ مورد نظر مشتری ایجاد می‌شود

مزایای قابل توجه مستربچ رنگی

مستربچ رنگی برای رنگ آمیزی پلیمرهای خام در طول فرآیند تولید پلاستیک استفاده می‌شود. مستربچ‌های رنگی ترکیبی از ویژگی‌هایی را ارائه می‌دهند که سازگار، قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند. مستربچ‌های رنگی ترکیبی از رنگدانه‌ها یا مواد افزودنی هستند که به منظور پخش بهینه این رنگدانه‌ها در یک رزین حامل، مواد پخش‌ کننده به آن اضافه می‌شوند. رزین حامل در طول قالب‌ گیری با محصول پلاستیکی مخلوط می‌شود.
تولید کنندگان مستربچ فرمول بندی سفارشی را تولید می‌کنند، از مواد اولیه با کیفیت بالا و تکنولوژی پیچیده اختلاط دو پیچ استفاده می‌کنند تا رنگ‌های مورد نیاز را به دست سازهای پلاستیکی منتقل کنند. مستربچ‌های رنگی این توانایی را دارند که تغییرات عظی‌می‌را در پلاستیک ایجاد کنند و کاربردهای دیگری را ارائه دهند. این افزودنی می‌تواند رنگ را تغییر دهد، ارزش افزوده به بافت و جلوه دهد، فرم و عملکرد مواد پلاستیکی را تعریف کند. از صنایع گرفته تا لوازم خانگی، همه به مستربچ رنگ بستگی دارند. مزایای مختلف مستربچ سفید شامل موارد زیر هستند:
• به دلیل خواص رنگی، پلاستیک‌ها را از نظر بصری جذاب می‌کند
• درخشش و ارزش را به محصولات پلاستیکی اضافه می‌کند
• اثربخشی را در سطوح بسیار پایین اضافه کنید
• برای دوره‌های طولانی تولید مناسب است
• مقرون به صرفه و ارزان قیمت است

مستربچ‌های رنگی چه مزیتی در مقایسه با رنگدانه‌های پودری دارند؟

مهم‌ترین مزیت مستربچ رنگی نسبت به رنگدانه پودری این است که مستربچ‌ها با دقت طراحی شده‌اند تا پراکندگی مطلوب را در یک الگوی پلیمری ایجاد کنند. مستربچ‌ها خواص ضروری مانند پایداری در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاوم در برابر شعله، آنتی اکسیدآن‌ها، رنگ، جت و غیره را ارائه می‌دهند، بنابراین مستربچ‌ها همیشه بهتر از هر رنگدانه پودری دیگری هستند.

رنگدانه مواد پلیمری رنگی با چه مشخصاتی شناسایی می‌شوند؟

مستربچ‌ها به طور کلی در طیف گسترده‌ای از رزین‌های حامل وجود دارند که شامل ABS، PS، PP و PE می‌شوند. این مستربچ‌های رنگی را می‌توانید به عنوان محصولاتی مستقل و یا در ترکیب با دیگر افزودنی‌های افزایش دهنده عملکرد طراحی شده برای چند پلیمر مختلف مورد استفاده قرار داد.
از جلمه مشخصات این نوع از مستربچ‌ها می‌توانیم به موارد زیر اشاره داشته باشیم:
• تثبیت‌کننده اشعه فرابنفش خورشیدی
• بازدارنده شعله
• عوامل ضد انسداد
• فاکتورهای لغزش
• عوامل هسته‌زا
• عوامل ضد الکتریسیته ساکن
• کمک‌های پردازش پلیمر

مستربچ افزودنی با هدف بهبود خواص فیزیکی و همچنین شکل ظاهری محصولات پلیمری در بازار عرضه می‌شود که با افزودن آن به مواد اولیه، خواص محصول پلاستیکی نهایی را بهبود می‌بخشند. در کل خرید مستربچ افزودنی برای تولیدکنندگان صنعت پلاستیک از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد؛ از همین رو کسب اطلاعات کافی پیش از خرید این محصول و اطلاع از چگونگی قیمت‌گذاری و تولیدکنندگان معتبر این حوزه، از ضروریات به شمار می‌آید.

در بین سه دسته مستربچی که به آن‌ها اشاره کردیم، قطعا مستربچ‌های افزودنی جزو پرکاربرترین آن‌ها به شمار می‌آیند. توجه داشته باشید که تنوع مستربچ‌هایی که در این دسته قرار می‌گیرند، بسیار بالا است. زیرا خواص فیزیکی و شیمیایی که احتیاج به تقویت و یا اصلاح دارند، در آن‌ها بسیار بالا است. در این بخش به معرفی انواع این رنگندانه مواد پلیمری و مزایای استفاده از آن می‌پردازیم.

مستربچ‌های شفاف کننده یا هسته‌زا

پلی اتیلن و پلی پروپیلن به عنوان دو ماده اولیه اصلی در تولید محصولات پلیمری هستند که کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارند. گاهی اوقات باید محصول نهایی تولید شده از شفافیت بالایی برخوردار باشد. طبیعی است که ساختار مولکولی بسیاری از مواد پلیمری دارای نظم و ترتیب معینی نبوده و به همین دلیل حالت کریستالی ندارند. با افزودن مستربچ شفاف کننده به مواد اولیه ذکر شده می‌توان به آرایش مولکولی آن‌ها سر و شکل داد و در نتیجه منجر به شفافیت محصول پلیمری شد.

مستربچ لیزکننده یا slip

مستربچ لیزکننده یا مستربچ اسلیپ (slip) یکی دیگر از انواع مستربچ‌های افزودنی است. در پروسه تولید محصولات پلیمری همواره چالش‌های بسیاری پیش روی تولیدکنندگان قرار دارد. بسیاری از این مشکلات منجر به کند شدن سرعت خط تولید می‌شوند. کاهش سرعت خط تولید یک چالش جدی برای هر کارگاه تولیدی به شمار می‌رود و باعث کاهش حاشیه سود آن‌ها می‌گردد.
از مستربچ لیزکننده با هدف جلوگیری از چسبندگی مواد اولیه با بدنه دستگاه‌ها و تجهیزات خط تولید مورد استفاده می‌شود. این دسته از مستربچ‌ها باعث لیز شدن سطح مواد اولیه شده و در نتیجه خاصیت چسبندگی آن‌ها را کاهش می‌دهند.

مستربچ اپتیکال برایتنر چیست؟

مستربچ اپتیکال برایتنر یا شفاف کننده نوری به دسته‌ای دیگر از مستربچ‌های افزودنی می‌گویند که کاربرد‌های زیادی در ایجاد شفافیت، برطرف کردن حالت مات و کدر بودن محصول و همچنین ایجاد جلوه سفید و درخشان در آن دارد. مکانیزم عملکرد مستبرچ اپتیکال برایتنر به این شکل است که بعضی از نورها در یک طیف خاص را جذب می‌کنند و در ادامه با ایجاد تغییراتی روی آن، نور را در طیف سفیدرنگ منتشر می‌کنند.

مستربچ آنتی استاتیک بهترین گزینه برای مشکل جمع شدن گرد و خاک است

یکی از کاربردهای مهم محصولات پلیمری در تولید نایلون بسته بندی است. در همین راستا فیلم‌های نایلون با ضخامت مختلفی در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از موانعی که بعد از بسته‌بندی تا زمن رسیدن کالا به دست مشتری رخ می‌دهد، مسئله جمع شدن گرد و خاک و همچنین الکتریسیته ساکن روی پوشش نایلونی بسته‌بندی است. برای پیشگیری از وقوع این چالش یک نوع خاصی از مستربچ‌های افزودنی ابداع شده است که تحت عنوان مستربچ آنتی استاتیک شناخته می‌شود.

مستربچ آنتی یووی

مستربچ آنتی یووی یکی از مشهورترین انواع مستربچ افزودنی است. اشعه ماورابنفش خورشید برای بسیاری از مواد آسیب‌زا می‌باشد. به همین دلیخاطرل باید برای جلوگیری از رسیدن این اشعه به مواد فکری کرد. برای نمونه در پوشش گلخانه‌ها از نایلون استفاده می‌شود. با افزودن مستربچ آنتی یووی در پروسه تولید این نایلون‌ها می‌توان تا حد زیادی مانع از عبور اشعه ماورابنفش خورشید از نایلون شد. این اتفاق باعث حفاظت از محصولات درون گلخانه می‌شود و به همین خاطر از اهمیت فراوانی برخوردار است.

مستربچ آنتی فاگ یک راه حل هوشمندانه است

در اثر اختلاف دمای معمولا زیادی که میان فضای داخلی و خارجی گلخانه وجود دارد، به نوعی قطرات شبنم روی سطح نایلون گلخانه ایجاد می‌ئشود. این موضوع منجر به خیس شدن سطح نایلون و ایجاد یک لایه پوششی روی آن می‌شود.
در نتیجه آنچه رخ می‌دهد باعث کاهش رسیدن نور خورشید به درون محیط گلخانه می‌شود. به همین خاطر رشد محصولات داخل گلخانه با مشکل مواجه می‌شود. مستربچ آنتی فاگ یا ضد شبنم یک راه حل مناسب برای این مشکل است.

پرکاربردترین مستربچ‌های افزودنی در صنعت کدام موارد هستند؟

مستربچ روان‌کننده از ترکیبات آلی تشکیل می‌شود و اصطکاک بین سطح دستگاه تولید پلیمر و پلاستیک مذاب را کاهش می‌دهد. در حقیقت کار اصلی که این مستربچ می‌کند، تاثیر روی محصول نهایی و صیغلی کردن تولیدات و جلوگیری از چسبانندگی بین آن‌ها است. زمانی که محصولات پلاستیکی در معرض اکسیژن قرار بگیرند استحکام خود را از دست داده و به تدریجرنگی مات و کدر پیدا می‌کنند. مستربچ آنتی اکسیدان جلوی این پروسه را می‌گیرد.
مستربچ ضد اشعه فرابنفش (UV) که نام دیگر آن پایدار‌کننده در برابر نور فرابنفش است، از هر نوع تغییر رنگ و رنگ پریدگی که بر اثر نور خورشید ایجاد می‌شود، جلوگیری می‌کند. یکی از مشکلاتی که پلاستیک دارد، مقاومت کم آن در برابر حریق و گرماست. مستربچ ضد حریق باعث کند‌سوزی شده و خود خاموش شوندگی محصولات را افزایش می‌دهد. در هنگام حمل و نقل قطعات پلاستیکی الکتریسیته ساکن به وجود آمده و همین الکتریسیته ساکن باعث افزایش آلودگی و جذب شدن گرد و غبار و یا حتی حریق و ایجاد برق گرفتگی می‌شود.
مستربچ آنتی استاتیک بر روی محصولات پلاستیکی لایه‌ای به عنوان محافظ ایجاد کرده و از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری می‌کند. مستربچ تمیز‌کننده نیز با هدف تمیز کردن سیلندر و قطعات دستگاه تولید پلیمر‌ها از مواد قبلی و رنگ‌ها با شروع فرایند تولید محصولات بعدی استفاده می‌شود. مستربچ دوخت‌پذیر یکی از مشکلات در تولید نایلون‌ها که کاهش قدرت کششی آن‌ها است و منجر به پارگی زود هنگام محصولات می‌شود را برطرف کرده و امکان دوخت مناسب را در نایلون‌ها ایجاد می‌کند. مستربچ براق‌کننده با ایجاد شفافیت و جلوه خاصی که به ظروف پلاستیکی می‌دهد آن‌ها را براق و جذاب‌تر می‌کند.

اصلی‌ترین کاربردهای مستربچ افزودنی

به طور کلی استفاده از مستربچ در تولید محصولات پلاستیکی می‌تواند به بهترین شکل ممکن کیفیت آن‌ها را ارتقا دهد. به این ترتیب نگرانی تولیدکنندگان از بین رفته و آن‌ها می‌توانند علاوه بر افزایش کیفیت تولیدات صنعتی، طبق درخواست مصرف کنندگام کاربردهای متنوعی از این محصول را به آن‌ها ارائه کنند. از جمله کاربردهای این نوع رنگدانه مواد پلیمری می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• صرفه‌جویی در انرژی، زمان و هزینه به کار بردن نیروی کار و هزینه لازم برای مخلوط کردن پودرها
• سهولت در ذخیره‌سازی و جابجایی و کاهش اتلاف مواد
• خوراک‌دهی ساده‌تر و رفع مشکل تغییر غلظت افزودنی و یکنواختی رنگ یا خواص در حین تولید
• پخش نشدن پیگمنت‌ها در هوا و عدم ایجاد آلودگی و خطر برای کارکنان
• یکی دیگر از کاربردهای این مواد کمک به پخش و یکنواختی بهتر رنگ، افزودنی یا پرکننده در سراسر محصول نهایی است
• افزایش تکرارپذیری فرایند
• آنتی‌اکسیدان شدن محصولات
• تثبیت رنگ

یکی دیگر از انواع مستربچ، مستربچ پرکننده نام دارد که در صنعت آن را به عنوان مستربچ فیلر نیز می‌شناسند. این رنگندانه مواد پلیمری در حقیقت نوعی افزودنی بر پایه PE، PP و PS است که 20 الی 80 درصد از آن را مواد معدنی تشکیل داده‎‌اند. مواد معدنی در این masterbatch سبب می‌شوند که این ماده در زمان ترکیب با یک محصول پلاستیکی، ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی را به محصول نهایی بدهد و در کل کیفیت آن را افزایش دهد. در ضمن در مقایسه با سایر مستربچ‌ها، مستربچ‌های پرکننده قیمت تمام شده تولید را پایین‌تر می‌آورند.

انواع مستربچ فیلر چه قابلیت‌هایی دارند؟

به طور کلی مستربچ‌های فیلر در طیف گسترده‌ای تولید می‌شوند که هر یک از آن‌ها با در نظر گرفتن پایه پلیمری محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از انواع مستربچ‌های فیلر، تالک است. پودر تالک ظاهری نیمه شفاف و سفید رنگ دارد و می‌تواند به پلیمرهایی مثل پلی پروپین اضافه شود. این افزودنی همچنین باعث افزایش قابل توجه مقاومت و سختی حرارتی محصولات می‌شود و می‌تواند به شکل موثری از آب رفتگی آن‌ها جلوگیری کند. به طور معمول از این رنگندانه مواد پلیمری می‌توان در محصولات خانگی و صنعت خودروسازی استفاده کرد. از جمله مزایای مستربچ تالک می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• مقاومت شیمیایی بسیار بالا
• نرم بودن
• رسانایی الکتریکی پایین
• عدم انفجار و اشتعال
• بهبود سختی و استحکام محصول مستربچ کربنات کلسیم در گریدهای متفاوتی با درصد کربنات کلسیم تولید می‌شود و کیفیت آن به نوع پودر مورد استفاده و افزودنی‌های کمک فرایندی بستگی دارد. کربنات کلسیم‌هایی که با هدف تولید masterbatch مورد استفاده قرار می‌گیرند، ساختاری خاص دارند.
از جمله مزایای این نوع مستربچ می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• کاهش معنادار قیمت تمام شده محصول
• افزایش میزان پایداری حرارتی
• ارتقای رنگ‌پذیری و چاپ‌پذیری محصول
• افزایش قابل توجه درصد بهره‌وری
• تولید محصولی سفید رنگ بدون اینکه نیاز به مستربچ رنگی باشد

مزایای استفاده از مستربچ فیلر چه مواردی هستند؟

مستربچ‌های فیلر که در بحث قالب‌گیری تزریقی، فیلم، پاکت و کیسه استفاده می‌شوند مزایای بسیاری را برای تولیدکنندگان صنعتی محصولات پلاستیکی دارند. البته توجه داشته باشید که این مزایا در گونه‌های مختلف masterbatch پرکننده، متغیر است. از جمله مزایای رنگندانه مواد پلیمری پرکننده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• کاهش قابل توجه هزینه‌های مواد اولیه
• افزایش سرعت در زمینه خنک‌سازی قالب و همینطور افزایش خروجی
• کاهش قابل توجه میزان انقباضات
• مقاوم در برابر سوختگی
• مقاوم در برابر حرارت
• ثبات ابعاد

مهم‌ترین کاربردهای مستربچ فیلر چه مواردی هستند؟

از دلایل اصلی استفاده از مستربچ‌های پرکننده در صنایع مختلف، کاهش قیمت نهایی محصول و افزایش وزن آن است. معمولا از این نوع مستربچ برای تولید محصولات پلاستیکی و فیلم شفاف و نیمه شفاف استفاده می‌شود. در صنعت تولید محصولات پلاستیکی مستربچ‌های پرکننده با افزوده شدن به محصولات جامد و مایع، باعث خاصیت شکل پذیری و افزایش مقاومت آن‌ها می‌شوند و در تغییر وزن و غلظت محصول موثر هستند. به طور کلی استفاده از مستربچ پرکننده‌ای مانند کربنات کلسیم می‌تواند به تجزیه بهتر پلاستیک کمک کرده و برای انسان و طبیعت خطری را هم ایجاد نکند. به طور کلی مستربچ‌های پرکننده برای مواردی که در ادامه اشاره می‌شود کاربرد دارد.

از جمله این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• تولید قطعات خودرو
• محصولات خانگی
• لوله آب و فاضلاب
• پلاستیک بسته بندی
• تولید قطعات تزریقی
• کیسه و پاکت

مهم‌ترین عوامل موثر در ارتباط با خصوصیات یک مستربچ مناسب شامل مواردی مثل مطابقت پایه پلیمری محصول با مواد و کالای تولیدی، داشتن ثبات رنگ یا خواص در نوبت‌های مختلف مصرف و همینطور مشخصات فنی هستند. مشخصات فنی نیز به معنای میزان مقاومت انتقال سطح، درصد رطوبت، دمای ذوب، میزان پراکندگی در ماتریس پلیمری، شکل ظاهری و جلای مستربچ و همینطور مقاومت حرارتی سطح می‌شود.

از دیگر ویژگی‌های masterbatch مناسب می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• مصرف پایین
• منحصر‌به‌فرد بودن رنگ و شید
• بهره‌مندی از غلظت یکنواخت و درصد مناسبی از افزودنی یا پیگمنت
• عدم ایجاد مشکلات در پروسه تولید محصول نهایی

با استفاده از مستربچ‌ها می‌توانید در وقت، انرژی و هزینه مورد نیاز برای مخلوط کردن این پودرها و همینطور نیروی کار صرفه‌جویی داشت. به همین خاطر می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از انواع رنگدانه‌های مواد پلیمری در بخش‌های مختلف صنعت، کاملا از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر است.

به علت وجود پخش‌شوندگی مورد نظر برای بعضی از افزودنی‌ها، امکان افزودن مستقیم آن به محصول وجود ندارد که در این شرایط می‌توانید از masterbatch کمک بگیرید. برای نمونه در فرایندهای مربوط به تزریق، اضافه کردن افزودنی‌های پودری به علت کوتاه بودن طول مارپیچ دستگاه تزریق مناسب نیست و در این مواررد توصیه می‌شود که از مستربچ پلیمری استفاده کنید. از دیگر مزایای مستربچ می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• سهولت در ذخیره‌سازی، جابه‌جایی به علت شکل گرانولی آن
• ساده‎تر شدن پروسه خوراک‌دهی و حل مشکل تغییر غلطت افزودنی و یکنواختی رنگ و یا خواص در طول پروسه تولید
• عدم پخش شدن پیگمنت‌ها در هوا و در نتیجه ایجاد نشدن خطر سلامتی برای کارکنان و همینطور آلوده‌سازی خطوط تولید مجاور
• پخش و یکنواختی بهتر رنگ، افزودنی و یا پرکننده در سراسر محصول نهای
• مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
• بهبود پروسه ذوب به علت سازکاری عامل اتصال‌دهنده masterbatch با پلیمر مربوطه
• ثبات بیشتر خواص یا رنگ
• کنترل‌پذیری بهتر کدری و شفافیت بالای محصولات رتگی
• کاهش تعداد دفعات خوراک‌دهی به کمک رنگندانه مواد پلیمری حاوی افزودنی‌های تغلیظ شده پایدار یو وی، آنتی اکسیدانت و همینطور به تاخیر اندازنده شعله یا شفاف‌کننده نوری
• افزایش تکرارپذیری فرایند با از قبل تعیین کردن نسبت اجزای افزودنی مستر بچ
• حذف هزینه‌های مربوط به پاکسازی و تمیزکاری

به طور کلی فرایند تولید مستربچ یا همان رنگدانه مواد پلیمری شامل چهار مرحله کلی فرمولاسیون، خوراک‌دهی، اختلاط و الک کردن است. نخستین و در واقع مهم‌ترین مرحله فرمولاسیون رنگ و میزان افزودنی‌ها است. در این مرحله توزین دقیق تما‌می‌بخش‌های فرمولاسیون انجام می‌شود که در بعضی از موارد لازم است که چنین ترکیباتی با سرعت بالا ترکیب شوند تا نتیجه کار مطلوب باشد.

مرحله دوم نیز از ساخت Masterbatch، خوراک‌دهی است. در حقیقت خوراک‌دهی میزان تغذیه اجزا متناسب با دستگاه خروجی است. در ادامه این بخش نمای کلی از مرحله اختلاط را برای شما ترسیم می‌کنیم و سپس در قالب بخشی مجزا توضیحات مه‌می‌را در خصوص آن به شما ارائه خواهیم کرد. در کل فرایند اختلاط از 4 مرحله زیر تشکیل شده است:
• پروسه خیس‌شوندگی پیگمنت، افزودنی و پرکننده
• اختلاط فیزیکی که منظور اختلاط و پخش پیگمنت و سایر مواد افزودنی در پلیمر پایه است
• توزیع کردن پیگمنت، افزودنی و پرکننده در مذاب پلیمری
• پراکنده‌سازی و پایدار کردن این مخلوط و جلوگیری از کلوخه شدن

توضیحات تکمیلی در ارتباط با مرحله اختلاط

به طور کلی در مرحله اختلاط از تولید رنگدانه مواد پلیمری از دستگاه‌هایی مثل مخلوط‌کن‌های داخلی مثل بنبوری (بهترین گزینه برای تولید حجم بالایی از این نوع افزودنی‌ها)، مخلوط‌کن‌های داخلی مداوم، اسکترودر دو مارپیچ، ماشین‌های تک مارپیچی مثل Buss Ko Kneader و مخلوط‌کن‌های سرعت بالا به همراه اسکترودر تک مارپیچ استفاده می‌کنند. در این مرحله پلیمر داخل دستگاه اکسترودر ذوب و با یکدیگر ترکیب می‌شود و در نهایت از انتهای اکستروژن خارج می‌شود.
در این مرحله خط تولید مستربچ شامل سیستم تخلیه، سیستم خوراک‌دهی، برش، سیستم‌های خنک‌کننده، انبارش و همینطور بسته‌بندی می‌شود. اگر می‌خواهید پروسه اختلاط را به خوبی درک کنید، باید توانایی تشخیص تمایز مکانیسم‌های مختلف این مرحله مانند پراکندگی و توزیع را داشته باشید. مکانیسم پراکندگی به معنای کاهش اندازه اجزا چسبنده کوچک در یک سیستم چند فازی است. مکانیسم توزیع نیز همان پروسه پخش ذرات کوچک در سرتاسر ماتریس با هدف دسترسی به پخش فضایی مناسب است. به طور کلی در هر دستگاه اختلاط این دو مکانیسم به شکل همزمان یا مرحله به مرحله انجام می‌شود.
پراکنش معمولا در معرض تاثیرات موازنه دو عامل نیروهای چسبندگی سازنده کلوخه و همینطور نیروهای هیدرودینامیک تخریب می‌باشد. از طرفی بزرگی تنش‌های اعمال شده هم نقش بسیار مه‌می‌در توزیع اندازه قطرات خواهد داشت.

آخرین مرحله از فرایند تولید Masterbatch، الک کردن است

مرحله نهایی از ساخت مستربچ، الک کردن است که اهمیت فراوانی دارد. به طور کلی مستربچ نهایی باید به اندازه‌ای محکم و با سایز مناسب باشد که مصرف‌کننده نهایی را در مرحله دیگر با چالش خوراک‌دهی مواجه نکند. به همین خاطر ضرورت دارد که از الک‌هایی به منظور کسب اطمینان از سایز مناسب مستربچ دآن‌های یا همان گرانول و نبودن مستبچ‌های خارج از اندازه یا بسیار ریز استفاده کرد.

کامپاند در حقیقت ترکیبی از دو یا چند عنصر مختلف با نسبت‌های جر‌می‌ثابت است. هنگا‌می‌که از کامپاندها استفاده می‌شود که قصد داشته باشیم با اضافه کردن مواد خاصی به ماده اولیه خود، عملکرد آن را بهبود ببخشیم و یا قیمت نهایی آن را کاهش بدهیم. در حالت کلی باید گفت که کامپاند کردن به مجموعه اقداماتی گفته می‌شود که روی مواد اولیه صورت می‌گیرد تا کاربردی به مراتب بهینه‌تر و به صرفه‌تر داشته باشند. پایه اصلی مواد اولیه در زمان کامپاند کردن در حقیقت همان ماده پلیمری مورد نظر ما است. به همین خاطر می‌توان گفت که مستربچ نوعی کامپاند به شمار می‌آید؛ یعنی این ماده علاوه بر خواص رنگ‌دهندگی می‌تواند در تغییر خواص پلیمر و همینطور بهبود عملکرد و خواص آن نقش موثری داشته باشد.

انواع کامپاند و ویژگی‌های آن‌ها

کامپاندها را می‌توانیم به دو دسته کامپاند ارزان‌ساز و کامپاند خاصیت‌بخش طبقه‌بندی کنیم. کامپاندهای ارزان‌ساز در ارزان‌سازی محصول نهایی تاثیر دارند. این دسته از محصولات با هدف کاهش خاصیت مواد اولیه می‌توانند قیمت تمام شده محصول را به طرز قابل توجهی کاهش بدهند. از جمله این مواد نیز می‌توانیم به کامپاندهای کربنات کلسیم و همینطور پودر تالک اشاره کنیم.

کامپاندهای خاصیت‌بخش دقیق بر خلاف کامپاندهای قبلی، منجر به افزایش ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی مواد اولیه می‌شوند. بروز چنین تغییری در خواص می‌تواند افزایش استحکام را به دنبال داشته باشد و در عین حال نیز باعث افزایش قیمت تمام شده محصول شود. از جمله کامپاندهای خاصیت‌بخش می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• کامپاندهای مختلط با الیاف شیشه
• کامپاندهای سیلیکادار

به طور کلی قیمت مستربچ در کشور به فاکتورهای متعددی بستگی دارد. در واقع با در نظر گرفتن عوامل موثر روی قیمت مواد اولیه پلیمری، قیمت این محصول همواره در حال نوسان می‌باشد. برای نمونه یکی از این معیارها، قیمت جهانی مواد اولیه پلیمری است. به هر میزان که قیمت جهانی مواد اولیه پتروشی‌می‌کاهش و یا افزایش پیدا کند، قیمت این محصول نیز دستخوش تغییر می‌شود.

عامل مهم دیگر، نوسان مداوم قیمت ارز در کشور است. همراه با تغییر قیمت ارز، قیمت مستربچ نیز دستخوش نوسان می‌شود. به همین خاطر بهتر است با توجه به هدف و کاربردی که از masterbatch دارید، یکی از انواع آن را خریداری کنید. از طرفی میزان استفاده از رنگدانه، نوع آن و همینطور کشور سازنده رنگدانه نیز بر روی قیمت نهایی تاثیر فراوانی دارد. فاکتور بسیار مهم دیگری که در خصوص قیمت رنگدانه مواد پلیمری باید به آن اشاره کنیم، نوع رنگ مورد استفاده است؛ به این معنا که رنگ‌های مختلفی قیمت متفاوتی نیز دارند. برای نمونه توجه داشته باشید که قرمز تیره با قرمز روشن هزینه نهایی یکسانی ندارند.

همانطور که در بخش‌های ابتدایی مقاله نیز اشاره کردیم، هر یک از انواع مستربچ ویژگی‌های خاص خود دارند. برای نمونه در بعضی موارد در ساخت ابزارها و لوازم پزشکی مثل سرنگ، وجود یک نوع سایش میان دو قطعه منجر به آهسته شدن حرکت آن‌ها می‌شود. در چنین شرایطی با هدف رفع مشکلاتی از این دست، از مستربچ لیزکننده استفاده می‌شود. در واقع می‌توان گفت که این محصول به نوعی باعث کم شدن اتصال سطح محصول و همینطور لغزندگی بهتر آن می‌شود.

یکی دیگر از انواع مستربج که کاربرد فراوانی در صنعت دارد، مستربچ آنتی‌بلاک است. این مستربچ که از انواع مستربچ‌های افزودنی به شمار می‌آید، در ساخت فیلم‌های پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقیقت می‌توان گفت که این ماده باعث کاهش چسبندگی سطوح فیلم به یکدیگر از تولید تا زمان استفاده می‌شود.

رفع کدری و روشن کردن محصولات پلاستیکی

یکی دیگر از انواع رنگدانه مواد پلیمری، براق‌کننده است که جزو خانواده افزودنی‌ها است. این ماده شفافیت پلی پروپیلن را در زمان فرایند تولید به کمک سازمان‌دهی مولکولی به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهد. مستربچ شفاف‌کننده نوری نیز به منظور رفع کدری و روشن کردن محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این ماده به علت عبور نور بیشتر از محصولات می‌تواند درخشش بیشتری را به مصنوعات پلاستیکی بدهد.
در نتیجه در تولید ظروف یک بار مصرف، انواع مصنوعات پلاستیکی و فیلم‌های معمولی، ظریف و کلفت کاربرد زیادی دارند. خوب است بدانید که Masterbatch آنتی استاتیک هم از ایجاد جریان الکتریسیته ساکن جلوگیری کرده و شرایط را برای جذب گرد و خاک در سطح محصول فراهم می‌کند.

استفاده از مستربچ‌ها در صنعت بسته‌بندی

یکی از زمینه‌های کاربردی مستربچ در صنعت، مربوط به پکیج می‌شود. مستر بچ به شکل گسترده در صنعت بسته‌بندی به منظور ارائه رنگ‌های زنده به بسته‌بندی‌های پلاستیکی و خواص عملکردی مثل تثبیت UV و خواص آنتی استاتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنعت خودرو هم از انواع مستربچ با هدف بهبود ظاهر، استحکام و عملکرد قطعات پلاستیکی استفاده می‌کنند. در صنعت کشاورزی از رنگدانه‌های مواد پلیمری به منظور تولید فیلم در گلخانه‌ها، مالچ و همینطور تونل‌ها استفاده می‌کنند.