مستربچ چیست؟

پليمرها در انواع صنايع از جمله صنعت بسته بندي، توليد لوله و اتصالات، سيم و كابل، لوازم خانگي، قطعات خودرو و ..... استفاده مي‌گردند. بسته به کاربرد، باید نوع مناسبی از انواع مختلف پلیمر انتخاب شود. حتي اگر نوع پليمر  مناسب براي توليد يك محصول انتخاب شود باز هم نمي‌تواند تمام خواصي را كه ما به آن نياز داريم را در محصول نهايي ايجاد كند. بنابراين موادي به عنوان افزودني، رنگ، پركننده و تقويت كننده بايد به پليمر اضافه گردند تا بتوانند پليمر مربوطه را براي كاربردهاي مختلف آماده نمايند، به این ترکیب مستربچ می گویند. سپس در هنگام تولید قطعات، با توجه به نوع مستربچ، درصدی از این ماده را به محصول اضافه می‌کنند تا خواص مورد نظر را بدست آورند.

مستربچ يا كامپاند شامل پايه پليمري و مواد شيميايي می‌باشد. پايه پليمر را بسته به نوع محصول نهايي و خواص مورد نظر انتخاب مي كنند، مواد شيميايي نيز به خواص بهينه مورد نياز وابسته است به طوريكه اگر رنگ كردن قطعه مد نظرباشد از مواد شيميايي رنگي معدني يا آلي استفاده مي كنند  و یا اگر استحکام مد نظر باشد از تقویت کننده‌ها استفاده می‌کنند و همينطور بسته به نياز خواص فرايندي و يا محصول از مواد شيميايي مناسب استفاده مي‌كنند. چند نوع از مستربچ‌ها در زیر آورده شده است:

• مستربچ رنگی
• مستربچ مشکی
• مستربچ سفید
• مستربچ لیز کننده
• مستربچ آنتی بلاک
• مستربچ آنتی استاتیک ( ضد الکتریسیته ساکن )
• مستربچ پایدار کننده در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV stabilizer )
• مستربچ کمک فرآیند
• مستربچ آنتی اکسیدانت
• مستربچ ضد حریق
• مستربچ ضد مه گرفتگی ( ضد بخار)
• مستربچ تمیز کننده
• مستربچ شفاف کننده
• و . . .

در ادامه به توضیح خواص هر یک از مستربچ‌های نام برده پرداخته می‌شود.

مستربچ رنگی:

 رایج ترین روش تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی، افزودن مستربچ‌های رنگی است. این افزودنی‌ها گاهی علاوه بر ایجاد رنگ مطلوب محصول نهایی، باعث بهبود و اصلاح خواص فیزیکی، مکانیکی و غیره نیز می‌گردد. مستربچ رنگ یک مخلوط پلاستیکی شامل درصد بالایی از رنگدانه است که به اندازه ناچیزی با پلیمر مخلوط می‌شود تا آن را به رنگ مطلوب و نهایی برساند. به وسیله تغییر غلظت و مقدار این ماده می توان به نمونه های رنگی مختلف دست یافت.

مستربچ لیزکننده:

بعد از تولید فیلم‌های پلاستیکی لایه‌های فیلم به سختی از هم جدا می‌شوند و در فرایندهای بسته‌بندی مشکلات فراوانی ایجاد می نمایند. همچنین در تولید برخی تجهیزات و لوازم پزشکی مانند سرنگ اصطکاک بین دو قطعه باعث کندی حرکت آن می شود. برای از بین بردن مشکلاتی از این قبیل از مستربچ لیزکننده استفاده می‌شود. این مستربچ باعث لغزندگی بهتر و کاهش چسبیدگی سطح محصول (خصوصا فیلم و ورق) به قطعات فلزی می‌گردد.

مستربچ آنتی بلاک:

در تولید فیلم‌های پلیمری کاربرد دارد و این مستربچ جهت کاهش چسبندگی سطوح فیلم به همدیگر پس از تولید تا زمان مصرف می‌باشد.

مستربچ آنتی استاتیک:

استفاده از این مستربچ باعث جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن و جذب گرد و غبار در سطح محصول می‌شود.

مستربچ پایدار کننده در برابر اشعه ماوراء بنفش:

استفاده از این مستربچ باعث جلوگیری از اثرات تخریبی و رنگ‌پریدگی محصولات پلیمری در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش می‌گردد.

مستربچ کمک فرآیند:

این نوع مستربچ حاوی کمک فرآیندهای پلیمری است که باعث بهبود خواص می‌شود.

مستربچ آنتی اکسیدانت:

پلیمرها به دلایل مختلف تحت تاثیر اکسیداسیون و تخریب قرار می‌گیرند. از این مستربچ جهت پایدار‌سازی پلیمر در برابر عوامل اکسایش در فرآیند تولید استفاده می شود.

مستربچ ضد حریق :

از این مستربچ جهت مقاوم‌سازی در برابر اشتعال استفاده می‌شود.

مستربچهای ضد مه گرفتگی ( ضد بخار) :

این مستربچ در تولید فیلم و جهت جلوگیری از ایجاد بخار در لایه داخلی بسته بندی مواد غذائی و پوششهای گلخانه ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مستربچ تمیز کننده :

جهت تمیز کردن هرچه سریعتر دستگاه از رنگ و مواد قبلی برای تولید محصول جدید استفاده می‌شود. این محصول ضایعات تعویض رنگ را به حداقل می‌رساند.

مستربچ شفاف کننده:

از این مستربچ جهت رفع کدری محصولات استفاده می‌کنند و به دلیل ایجاد عبور نور بیشتر در محصول، جلای بیشتری به مصنوعات پلاستیکی می‌دهد. این ماده مورد استفاده در فیلم‌های معمولی و نازک و ضخیم و ظروف یکبار مصرف و انواع مصنوعات پلاستیکی می‌باشد.

دستگاه تولید مستربچ:

برای تولید مستربچ از دستگاه اکسترودر دو پیچه استفاده می‌شود. استفاده از ماشین اکسترودر یکی از متداول‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش‌های شکل‌دهی به پلیمرها می‌باشد. این ماشین دارای مارپیچی است که حرکت خود را از یک موتور و یک گیربکس می‌گیرد و در یک سیلندر  حرکت می‌کند. مواد اولیه پلیمری از قیف به داخل دستگاه ریخته می‌شوند و بعد از ذوب شدن، با فشار از درون قالب دستگاه (دای) عبور کرده و به مرور که سرد می‌شود و شکل قالب (دای) را به خود می‌گیرد که در فرآیند تولید مستربچ مواد پس از عبور از قالب به شکل رشته درمی‌آیند. سپس این رشته‌ها وارد تانک آب شده تا خنک شوند و پس از آن از زیر یک خشک کن جهت گرفتن آب عبور داده می‌شوند و در نهایت وارد خردکن شده تا به شکل دانه های مستربچ خرد شوند.

دستگاه اکسترودر

شکل 5: خط کامل تولید مستربچ شامل : 1 ) قیف دستگاه   2) قالب یا دای   3) تانک آب   4) خشک‌کن   5) خرد کن