بررسی اجمالی مستربچ های پلیمری
مستربچ ها معمولاً در پردازش پلیمرها برای ترکیب افزودنی های مختلف از قبیل رنگدانه های رنگی یا افزودنی ها و مواد ضد میکروبی در رزین پلیمری یا مایعات دیگر استفاده می شوند. به عبارت دیگر مستربچ، مخلوط غلیظی از یک افزودنی است که از توزیع رنگ ها و افزودنی ها در یک حامل پلیمری مانند پلی اتیلن (PE) یا پلی پروپیلن (PP) محصور شده است که با عملیات حرارتی و به ویژه در یک اکسترودر اختلاط برشی بالا به دست می آید. سپس مخلوط سرد شده، برش داده می شود و از طریق گلوله ساز به صورت گرانول در می آید، (حامل معمولاً یک رزین پلیمری به شکل گلوله یا تراشه است، اما مستربچ های مایع نیز برای مواد و کاربردهای خاص نیز در دسترس هستند.).
لازم به توضیح می باشد که رنگدانه ها و قسمت های افزودنی باید به طور کاملاً همگن در پلیمر پایه ادغام شوند.
ویژگی های مستربچ های پلیمری
ترکیب آسانتر مواد افزودنی :
مستربچ ها امکان افزودن آسانتری را از طریق افزودن در اکسترودر فراهم می کنند، که در چنین صورتی هیچ تجهیزات تخصصی تعیین دوز برای مقادیر کم پودر مورد نیاز نیست. همچنین دقت افزودن مورد نیاز برای دستیابی به همان نرخ افزودن در محصول نهائی را کاهش می دهد، یا به عبارت دیگر دقت بالاتری را در دوز کردن اجزای گران قیمت می دهد.
سازگاری محصول و بهبود ثبات فرآیند :
استفاده از مستربچ افزودنی همچنین قوام محصول و ثبات فرآیند را از طریق پراکندگی بهتر بهبود می بخشد. استفاده از مستربچ ها برای پراکندگی یکنواخت تر می تواند منجر به رد شدن قطعات کمتری به دلیل رنگ ناسازگار یا سایر ویژگی های مهم شود که بر کیفیت تأثیر منفی می گذارد.
جابجایی ایمن تر با مواد خطرناک :
بسیاری از افزودنی ها مواد خطرناک یا مزاحم به شکل خالص هستند. مستربچ ها افزودنی را در یک رزین پلیمری یا مایع محصور می کنند. این کپسولاسیون ماهیت خطرناک ماده افزودنی را کاهش می دهد یا در بیشتر موارد از بین می برد. همچنین خطرات بالقوه ی زیاد دست زدن به پودرها را از بین می برد. این ویژگی ها منجر به کاهش کنترل های مهندسی و کاهش تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) مورد نیاز می شود.
تولید پاک تر :
افزودنی های مستربچ علاوه بر ایمن تر بودن، تمیزتر نیز هستند. هیچ رنگدانه ی رنگی یا افزودنی پودری دیگری برای ریختن یا چسبیدن استاتیک به سطوح وجود ندارد. درنتیجه یک منطقه ی تولید تمیزتر، کاهش آلودگی و انتقال بالقوه ی سریعتر بین محصولات مختلف را خواهیم داشت.
افزایش پایداری افزودنی و ماندگاری :
کپسوله شدن ماده ی افزودنی در مستربچ مزایائی را نیز برای افزودنی فراهم می کند. مستربچ می تواند به محافظت از افزودنی در برابر قرار گرفتن در معرض رطوبت، دما و UV در طول ذخیره سازی کمک کند. که در این صورت، این موضوع می تواند عمر مفید افزودنی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و درنتیجه می تواند هزینه ی مواد از دست رفته در اثر تخریب را کاهش دهد.
انواع مستربچ
انواع مستربچ ها شامل مستربچ های سفید، سیاه، رنگی، افزودنی و جلوه های ویژه به شرح زیر می باشند، که ظاهر و نیازهای کاربردی متنوعی را برآورده می کنند.
مستربچ سفید
مستربچ سفید دارای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله کاربرد در فرآیند های قالب گیری دمشی و تزریقی، لمینیت، پوشش، لوله، شکل دهی حرارتی، فیلم های محافظ و الیاف می باشد. قابلیت های تولید پیشرفته ی این مستربچ شامل تولید گریدهای دی اکسید تیتانیوم (TiO2) در فضای باز و داخلی با کیفیت بالا است.
مزایای مستربچ سفید :
• پراکندگی برتر
• استفاده از دیواره ی ضخیم و نازک برای فرآیند های قالب گیری دمشی و تزریقی
• فیلم های اکستروژن و ریخته گری
• سهولت یکپارچه سازی
مستربچ سیاه
طیف مستربچ سیاه بر پایه پلی اتیلن و پلی پروپیلن می باشد. رنگهای کربن سیاه انتخاب شده به ویژه برای ارائه ی طیف گستردهای از خواص از جمله محافظت در برابر اشعه ی ماوراء بنفش و تماس با مواد غذائی کاربرد دارد.
مزایای مستربچ سیاه :
• پراکندگی برتر
• مقاوم در برابر شرایط آب و هوائی
• رسانای الکترواستاتیک
• محصولات با جریان آسان و ویسکوزیته ی کم
مستربچ رنگی
مستربچ رنگی تغییر گسترده ای را در رزین های پلاستیکی و کاربردهای مختلف به ارمغان می آورد. مستربچ های رنگی، ترموپلاستیک های مهندسی با کارائی بالا می باشند. از تجهیزات صنعتی گرفته تا لوازم خانگی، منسوجات تا بسته بندی و پردازشگرهای پلاستیکی بر فناوری رنگی پیشرفته متکی هستند. پایداری حرارتی و انعطاف پذیری رنگ دو عامل اصلی هستند که مستربچ رنگی را به یک راه حل عالی برای محصولات پلاستیکی تبدیل می کنند. این مستربچ ها از رنگدانه های درجه بالا ساخته می شوند و در فرآیندهای مختلفی از جمله کابل های عایق، فرآیندهای قالب گیری تزریقی و قالب گیری دمشی بطری ها کاربرد دارند.
کاربرد های مستربچ رنگی :
• لایه های نازک، لایه های ضخیم و اکستروژن ورق
• لوله های جانبی و آبیاری
• فرآیندهای قالب گیری تزریقی و قالب گیری دمشی
• الیاف منگنه پلی استر و پارچه های غیر بافته شده
• ورق PET
مستربچ افزودنی
مستربچ های افزودنی، از خراب شدن ناشی از گرما و برش در حین پردازش و اشعه ی ماوراء بنفش و اکسیداسیون در محیط کاربر نهائی جلوگیری می کنند.
کاربردهای مستربچ افزودنی :
• بسته بندی
• کالاهای مصرفی
• خودرو
• ساخت و ساز ساختمان
• کشاورزی
مستربچ جلوه های ویژه
مستربچ جلوه های ویژه روند رو به رشدی برای محصولات پلاستیکی با کیفیت داشته است.
مستربچ های تولیدی دیگر :
مستربچ PP Filler
مستربچ PP Filler، ترکیبی از کربنات کلسیم و پلی پروپیلن (PP) به عنوان اجزای اصلی و سایر مواد افزودنی می باشد. این محصول به عنوان پرکننده استفاده می شود، که به افزایش بهره وری، سختی، اصلاح ویژگی های فیزیکی، شیمیائی و حرارتی سطح و کاهش قیمت تمام شده کمک می کند.
امروزه تقریبا تمامی تولیدکنندگان کیسه های بافته شده PP از مستربچ پرکننده به عنوان یکی از مهم ترین مواد در تولید کیسه های بافته شده PP و کیسه FIBC استفاده می کنند.
تکنیک های تولید مستربچ ها
برای تولید مستربچ ها، قبل از شروع فرمولاسیون باید کاربرد مستربچ را بدانیم.
به طور کلی برای تولید مستربچ ها باید موارد زیر در نظر گرفته شود :
1) حامل :
تولید مستربچ می تواند حامل مربوطه را با توجه به نیاز مشتری و زمینه های کاربردی انتخاب کند. مواد حامل باید کاملاً تضمین شود که دارای خواص ترکیبی کافی با مواد پلاستیکی رنگی هستند. علاوه بر این، منطقیتر است که حامل باید 30 درجه یا کمتر از نقطه ذوب گرم شده ی ماده ی خام باشد. اگر حامل با پلاستیک ترکیب نشود، پلاستیک پس از تشکیل فرآیند رنگآمیزی کنده میشود یا عملکرد محصول کاهش مییابد.
2) تطبیق رنگ :
قرمز، آبی و زرد، سه رنگ اصلی هستند و رنگ های دیگر می توانند از طریق این سه رنگ سنتز شوند.
قرمز تیره = قرمز + زرد
نارنجی = قرمز + زرد
بنفش = قرمز + آبی
سبز = آبی + زرد
سبز روشن = آبی + زرد
سبز چمنی = زرد + آبی
زمرد = زرد + آبی
قهوه ای = نارنجی + بنفش
زیتونی = سبز + نارنجی
قهوه ای روشن = زرد + آبی + قرمز
قهوه ای تیره = زرد + آبی + قرمز
بژ = قرمز + زرد + مشکی
خاکستری = سبز + بنفش
خاکستری سبز = خاکستری + زیتونی
مشکی = سبز خاکستری + قهوه ای تیره
و….
معمولاً در طی فرآیند تطبیق رنگ مقداری TiO2 اضافه می کنند. هرچه TiO2 بیشتری اضافه شود، رنگ روشن تر خواهد شد، و هرچه کمتر اضافه شود، رنگ تیره تر می شود.
3) درصد رنگدانه :
زمانیکه شماره ی رنگ مطابق با نیاز محصول تائید گردید، باید درصد رنگدانهای که برای ساخت مستربچ رنگی اضافه می شود نیز تائید گردد. اگر رنگ مناسب باشد، اما رنگ محصول روشن تر از نمونه باشد، نشان دهنده ی کم بودن میزان رنگدانه در محصول است. از مهم ترین مسایل در طی تولید مستربچ رنگی، تطبیق رنگ و سپس تایید نسبت رنگدانه می باشد.
معمولا برای یافتن بهترین نسبت می توان از روش مقطع طلائی استفاده کرد.
4) تمییز کردن اکسترودر :
بعد از تولید مستربچ یک رنگ، کار نظافت نیز اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال، اگر مستربچ آبی تیره سپس قرمز یا سفید تولید می شود، باید پس از آن دستگاه را تمیز شود تا روی رنگ بعدی تأثیر نگذارد.
روش مقرون به صرفه در انرژی برای تمیز کردن دستگاه اکسترودر به این صورت است که 5 کیلوگرم رزین پلی اتیلن (با توجه به اندازه اکسترودر) با کربنات کلسیم به دستگاه مخلوط می شود و سپس رنگ پایین می آید. پس از آن، ماردون را بیرون آورده و با برس تمیز کرده. نکته ی قابل توجه آن است که کربنات کلسیم به ماردون نمی چسبد و با یک برس سبک می ریزد و ماردون را می توان به سرعت تمیز کرد. از طرف دیگر کربنات کلسیم نیز بسیار ارزان است.
روش تمیز کردن همزن نیز بسیار ساده می باشد، به این صورت که ابتدا تیغه ی داخلی را جدا و با گلوله ی استیل با کربنات کلسیم تمیز کرده، سپس سطل همزن را با پودر کربنات کلسیم تمیز و سپس آن را مونتاژ کرده، و نهایتا یک بسته ی پودر کربنات کلسیم در آن ریخته و به مدت 5 دقیقه هم زده و اجازه می دهید که بیرون بیاید.
کامپاند پلیمری
کامپاند پلیمری یکی از محصولات پلیمری است که حاصل ترکیب پلیمر و افزودنی های خاص به منظور تقویت ساختارهای پلیمری و آماده سازی آنها برای بکارگیری در صنعت های مختلف می باشد. همچنین کامپاند پلیمری یکی از انواع مواد پلیمری پرمصرف و کاربردی در صنایع شیمیائی است که جهت افزایش ثبات و مقاومت مواد پلاستیکی به کار می روند.
درواقع علت استفاده از کامپاند پلیمری در هنگام تولید محصولات پلیمری، مواجه بودن تولیدکنندگان با مشکلاتی از قبیل ضعف فیزیکی، کاهش خواص، رنگ نامطلوب، طولانی شدن فرآیند تولید بهنگام تولید محصولات با پایه ی پلیمری می باشد.
به عبارت دیگر کامپاند پلیمری به مخلوط یک یا چند پلیمر و یا افزودنی های مختلف برای افزایش خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی جهت شکل دهی مناسب از طریق فرآیندهای تزریق پلاستیک، اکستروژن می باشد.
اختلاط کامپاندهای ترموپلاستیک و مستربچ ها
یک کامپاند به عنوان یک ترکیب کامل تولید میشود و همان گونه که است، آماده ی استفاده می باشد. در حالی که مستربچ یک کنسانتره ی رنگی از پیش پراکنده است، که با پلیمر طبیعی در نسبت های 1 تا 5 درصد ترکیب می شود.
روش های مختلفی برای اختلاط کامپاندهای ترموپلاستیک و مستربچ ها وجود دارد. انتخاب نوع و اندازه ی مخلوط کن بسته به شرایط متفاوت متنوع می باشد، که رایج ترین آنها مخلوط کن های پر سرعت است. مخلوط ها بسته به اندازه ی ظرف مخلوط کن مورد استفاده میتوانند حداقل 25 کیلوگرم تا 5 تن وزن داشته باشند، اگرچه معمولاً وزن آنها بین 100 تا 500 کیلوگرم می باشد.
از طرف دیگر، مستربچ ها، به دلیل اینکه دارای میزان رنگدانه ای تا 70 درصد هستند و معمولاً با استفاده از پلیمرهای پودری ساخته می شوند، به اختلاط با سرعت بالا نیاز دارند تا بتوانند رنگدانه های داخل مخلوط را توسعه دهند و همگن کنند.
اختلاط می تواند به صورت آفلاین یا آنلاین انجام شود. برای هر دو (کامپاند و مستربچ) رویه های دسته ای در نظر گرفته می شود، که در آن مواد با پلیمر (به صورت پودر یا گلوله) با مواد افزودنی از جمله رنگ ها و پرکننده ها مخلوط می شوند. که البته بسته به اندازه ی سفارش تولید و ظرفیت مخلوط کن، اینها میتوانند فقط مخلوط های منفرد یا چند مخلوط باشند.
در مخلوط کردن آفلاین، مواد به طور مستقل در یک میکسر مناسب دور از اکسترودر مخلوط می شوند. هنگامی که همه ی اجزاء مخلوط شد، در یک ظرف دیگری ریخته می شود و پس از آن برای بارگیری در قیف اکسترودر قرار می گیرد. مزیت این روش آن است که میتوانید چند دسته بسازید و سپس در اواخر روز یا شیفت اکسترود کنید، و عیب آن، این است که اگر مخلوط را برای مدت طولانی رها کنید، گاهی اوقات مواد سنگین تر در مخلوط میتوانند شروع به الک شدن از طریق مخلوط کنند که منجر به یک مخلوط ناسازگار میشود.
در ترکیب آنلاین، میکسر در بالای اکسترودر قرار می گیرد. مزیت این روش آن است که یک ترکیبی تازه و بدون زمان برای ته نشینی است، و عیب آن، این است که باید با اکسترودر هماهنگ باشید و زمان بندی در آن ضروری می باشد.
تکنیک های اختلاط
به طور معمول برای کامپاند ها بهتر است موارد زیر در نظر گرفته شود :
1) تمام رزین را اضافه کنید.
2) یک ماده ی اتصال دهنده را اضافه کنید و به مدت 2 دقیقه در صورت استفاده از همزن با سرعت بالا یا حدود 20 دقیقه مخلوط کنید.
3) رنگدانهها، افزودنیها و مواد کمکی پخشکننده را اضافه کنید (ممکن است نیاز باشد برخی از افزودنیها نزدیکتر به انتها اضافه شوند.)، همزن را ببندید و مجدداً به مدت 3 تا 5 دقیقه در صورت سرعت بالا یا 20 دقیقه بچرخانید.
4) کامپاندها، معمولاً روی یک اکسترودر تک ماردون پردازش می شوند (مگر اینکه به شدت پر شده باشند.)، زیرا برش کمتری مورد نیاز است و همچنین تمیز کردن اکسترودرهای تک ماردون آسان تر و ارزان تر از اکسترودرهای دو پیچ است.
لازم به توضیح می باشد که برخی از افزودنی ها ازجمله افزودنی های آنتی استاتیک یا لغزشی، نقطه ی ذوب پائینی بین 30 تا 60 درجه ی سانتیگراد دارند. اختلاط با سرعت بالا می تواند دماهای بیش از این را ایجاد کند و اگر این اتفاق بیفتد، مخلوط می تواند بسیار گلوله شده و تغذیه آن دشوار باشد. معمولاً این نوع افزودنی ها دیرتر از بقیه اجزاء اضافه میشوند و سرعت مخلوط کن پرسرعت کاهش مییابد تا از تولید گرمای زیاد جلوگیری شود.
به طور معمول برای مستربچ ها بهتر است موارد زیر در نظر گرفته شود :
1) از مخلوط کن با سرعت بالا استفاده کنید، اما اگر رنگدانه ها یا مواد افزودنی وجود داشته باشند که در اثر اختلاط با سرعت بالا آسیب می بینند، می توان از آنها استفاده کرد.
2) از پلیمر پودری و مقدار کمی خوراک گلوله معمولاً حدود 5 تا 10 درصد وزن کل استفاده کنید.
3) حدود 50 درصد پلیمر پودری و سپس تمام رنگدانه ها، مواد افزودنی و مواد کمکی پخش کننده را به مخلوط اضافه کنید، سپس الباقی پلیمر پودر شده و خوراک گلوله را اضافه کنید.
4) میکسر را ببندید و معمولاً به مدت 3 تا 5 دقیقه با سرعت بالا بچرخانید.
5) مخلوط را بررسی کنید، در صورت وجود نشانههائی از تودهها یا ناهماهنگی، بهتر است که مخلوط برای 2 یا 3 دقیقه ی دیگر تا زمانی که این ناهماهنگی ها از بین بروند، در مخلوط کن مخلوط شوند (اگرچه باید توجه داشت که اختلاط بیش از حد می تواند به رنگدانه های خاصی آسیب برساند و بر پراکندگی مخلوط تأثیر منفی بگذارد.). چنانچه رنگ ثابت به نظر میرسد و توده های بزرگی از رنگدانه ی پراکنده وجود ندارد، مخلوط را به اکسترودر وارد کنید.
6) بیشتر فرمول های مستربچ به اختلاط با شدت بالا نیاز دارند که فقط روی یک اکسترودر دو ماردون، میکسر پیوسته یا میکسر Banbury قابل دست یابی است. بدون اختلاط با شدت بالا، رنگدانه های موجود در فرمول ممکن است به پتانسیل کامل خود رشد نکنند.
تفاوت بین Masterbatch و Compound
هر دو مورد کامپاند و مستربچ از نظر روش تولید مشابه هستند، منتها با نتیجه ای که برای استفاده از محصول ایجاد می کنند، متفاوت می باشند.
مستربچ یک شکل دانه ای شکل از پودر شیمیائی است که توسط مخلوطی از پلیمرها و رنگدانه های آلی یا معدنی تشکیل می شود و با توجه به کاربرد های مختلف آن می تواند در رنگ های مختلفی باشد، که به عنوان افزودنی مهمی در تولید پلاستیک (که خواص دیگری مانند رنگ، شکل و عملکرد به آن اضافه می شود، را ارائه می دهد) مورد استفاده قرار می گیرد.
مستربچ های مخلوط با مواد اولیه در نسبت ها و فرمول های خاص در حین تولید محصول نهائی به سه گروه رنگ، افزودنی و پرکننده تقسیم می شوند و نهایتا ویژگی هائی همچون رنگ، عدم اشتعال، بو، سختی و… را به محصول می دهند. لازم به توضیح می باشد که عملکرد مستربچ های مورد استفاده به عنوان افزودنی های پلاستیکی یا پرکننده های پلاستیکی بستگی به فرآیند تبدیل به محصول نهائی دارد.
این محصول به هنگام ذوب و شکل دادن به پلاستیک به مواد اولیه اضافه می شود تا رنگ آن تغییر کند، بنابراین به عنوان مثال برای رنگ آمیزی و ایجاد مخلوط اصلی در فرآیند تولید پلاستیک به کار می رود. در واقع می توان گفت مستربچ مخلوط متراکم گرانولی شکل است که با تغذیه افزودنی های حاوی رنگ ها و خواص مختلف به پلیمرهای حامل در نتیجه عملیات حرارتی مورد استفاده در فرآیند تولید پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد. از طرف دیگر این محصول پلیمرها را در برابر تغییراتی که ممکن است در نتیجه حررات و مواد شیمیائی در طول تولید و استفاده از آنها ایجاد شود، محافظت می کنند. درنتیجه آن ها عملکرد محصول را افزایش می دهند و تولید پلاستیک را در اشکال و ویژگی های مختلف امکان پذیر می کنند. به طور کلی می توان مستربچ ها را جزئی از کامپاندها به حساب آورد اما از نظر فنی تفاوت هائی اساسی دارند.
مستربچ در طول مرحله تولید توسط عملیات حرارتی به اکسترودرها افزوده می شود.
کامپاندها نوع دیگری از افزودنی ها هستند که مانند مستربچ خواص فیزیکی و مکانیکی زیادی به پلیمر می دهند. در واقع کامپاند، فرآیند ایجاد یک ماده ی خام جدید در خواص فیزیکی مورد نظر مشتری با افزودنی هائی است که به ماده ی اولیه اصلی اضافه می شود. فیبرهای پرکننده، رنگدانه و کربن اضافه شده به پلاستیک با عملیات حرارتی و فشار، مخلوط شده و به آن متصل می شوند. بهبود ویژگی های ماندگاری مانند ضربه و کشش از طریق کامپاند حاصل می شود.
از مستربچ برای مواردی در صنعت استفاده می شود، درحالیکه برای مواردی دیگر لازم است به جای مستربچ از کامپاند استفاده شود. درواقع در دو مورد از کامپاند به جای مستربچ استفاده می شود. در حالت اول، در اکسترودرهای تزریقی و اکسترودرهای فیلم که امکان اختلاط مستربچ با پایه پلیمری وجود ندارد، می توان از کامپاند به جای مستربچ استفاده کرد. در حالت دوم، به دلیل سهولت استفاده از کامپاند نسبت به مستربچ، در صنایع مختلف جهت تسهیل فرآیند تولید مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر توزیع مواد افزودنی و مواد شیمیائی در داخل مستربچ در پلیمر نهائی بسیار مهم است و چنانچه این توزیع به خوبی انجام نشود، ممکن است افزودنی ها با پلیمری که در آن استفاده می شود، با یکدیگر واکنش نشان دهند و در نهایت استفاده از مستربچ بیهوده خواهد بود. از سوی دیگر، برخی از این افزودنی های شیمیائی در صورت استفاده ی مداوم می توانند آلاینده های خطرناکی ایجاد کنند.
استفاده از کامپاند و مستربچ در تولید محصولات پلاستیکی نهایتا محصولاتی با کیفیت بالاتر و مقرون به صرفه تر ارائه می دهد. این قبیل مواد باعث راحت شدن فرآیند تولید و کاهش سرمایه در گردش برای کارگاه های کوچک و متوسط می گردد.
www.plastics-technology.com
www.microban.com
www.daiaplastic.com
www.plastikmedia.co.uk
www.kerkeextruder.com
www.ilhanplastik.com
www.polymerate.ir
www.ilhanplastik.com
شرکت تیام رهاورد آدرینا پیوسته محصولات مختلف را با قیمت های مناسب و بالاترین کیفیت در عرصه ی داخلی و خارجی در اختیار متقاضیان قرار می دهد.
شما می توانید جهت اطلاع از نحوه ی فروش و قیمت این محصول و دیگر محصولات مورد نیاز خود و همچنین ثبت سفارش با کارشناسان فروش شرکت تیام رهاورد آدرینا در ارتباط باشید.
031-31319488 09366441848 tradchemical@
نقد و بررسیها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.