مستربچ یکی از مهم‌ترین اعضای خانواده کامپاندها

مستربچ ترکیب غلیظی است که از مواد پلیمری به‌عنوان پایه و اساس فرمولاسیون خود استفاده می‌کند. این ماده حاوی سه جزء پایه پلیمری، مواد شیمیایی افزودنی و عامل سازگار کننده فعال به‌عنوان پخش‌کننده است. مستربچ، افزودنی‌های بسیار زیادی دارد؛ اما این مواد معمولاً پیگمنت، پرکننده معدنی یا مواد شیمیایی هستند. دلیل به‌کارگیری بیشتر از این مواد در تهیه مستربچ نیز تولید رنگ، بهبود خواص و یا کاهش قیمت تمام‌ شده مواد پلیمری است. پایه پلیمری مستربچ معمولاً باید شبیه پلاستیک‌های تزریقی باشد، از همین رو شکل ظاهری آن‌ها، دانه‌ای است. این دانه‌ها که گرانول نامیده می‌شوند قابلیت استفاده در دستگاه‌های تولید تزریقی را دارند.

اجزای تشکیل‌دهنده مستربچ

• پلیمر پایه

این مواد معمولاً در حالت‌های مواد «پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن، اتیلن وینیل استات، واكس‌هایی با وزن مولكولی پایین، پلیمر‌ آلكیدی یا پلیمر‌ی» قرار می‌گیرند.

• افزودنی

عواملی که خواص شیمیایی را تغییر می‌دهند، افزودنی‌ها هستند؛ پس اهمیتشان غیرقابل ‌چشم‌پوشی است. برخی از این مواد عبارتند از؛  «افزودنی‌های بهبوددهندۀ خواص، پیگمنت ها و پرکننده‌ها». میزان ورودی هر یک از این مواد بسته به حجم و کیفیت کار مشخص می‌شود و در هر مستربچ متفاوت است.

• عامل سازگار کننده

بهترین روش برای پخش رنگ، تركیب آن  با پلیمری مذاب و سازگاری با ماده نهایی مصرفی است.

انواع مستر بچ

• مستر بچ رنگی

رایج‌ترین روش تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی است و بهترین روش انجام این کار نیز، افزودن مستربچ رنگی است. این افزودنی‌ها گاهی علاوه بر ایجاد رنگ مطلوب، باعث بهبود و اصلاح خواص فیزیکی، مکانیکی می‌شوند. مستربچ رنگ تعاریف متفاوتی دارد؛ اما در پایه‌ای‌ترین حالت خود یک مخلوط پلاستیکی شامل درصد بالایی از رنگ‌دانه است. البته درصد کمی پلیمر را هم به آن اضافه می‌کنیم و از همین طریق هم هست که غلظت و مقدار این ماده به نمونه‌های مختلف منجر می‌شود. انواع مستربچ ها عبارت‌اند از: «رنگی، مستربچ سفید، مستربچ مشکی و سایر رنگ‌ها».

 این مواد معمولاً دارای دو نوع پایدارکننده و دو نوع روان کننده داخلی و خارجی هستند که به آن‌ها رنگینه و پایه پلیمری می‌گویند. باکمک مستربچ، پلاستیک مورد نظر را می‌توان به رنگ‌های مختلفی درآورد.

• افزودنی

• نانو: مستربچ نانو معمولاً تحت عناوینPE ، PP و UPVC شناخته می‌شود و استفاده اصلی آن‌ هم به ‌منظور بهبود خواص مکانیکی و ضربه‌پذیری است.
• شفاف کننده یا هسته زا: این دسته شفافیت پلی‌پروپیلن را از طریق سازمان‌دهی مولکولی در حین فرآیند افزایش می‌دهند. این خاصیت در بیشتر مواد به شفافیت مضاعف محصول نیز منجر می‌شود.
• لیز کننده: لایه‌های فیلم تولید شده معمولاً به‌سختی از هم جدا می‌شوند و همین موضوع می‌تواند مشکلات متعددی را بر سر راه کارکنان خط تولید قرار دهد. مثلاً در تولید برخی تجهیزات و لوازم پزشکی مانند سرنگ؛ اصطکاک بین دو قطعه باعث کندی حرکت آن می‌شود. از همین رو مستر پبچ لیز کننده حلال این دسته از مشکلات است. این مستربچ موجب لغزندگی بهتر و کاهش چسبیدگی سطح محصول به قطعات فلزی می‌شود. انواع این محصول عبارتند از «پایه پلی‌اتیلن جهت مصرف در نایلون، نایلکس و فیلم‌های چندلایه و پایه پلی‌پروپیلن مخصوص سلفون»
• آنتی بلاک: آنتی بلاک در تولید فیلم‌های پلیمری کاربرد دارد. این افزودنی جهت کاهش چسبندگی سطوح فیلم به همدیگر پس از تولید تا زمان مصرف است.
• روشن‌کننده: این مستربچ برای براق کردن و رفع کدری محصولات به کار می‌رود و به دلیل عبور نور بیشتر در محصول، جلای بیشتری به محصولات پلاستیکی می‌دهد. این ماده مورد استفاده در فیلم‌های معمولی و نازک و ضخیم و ظروف یک‌بار مصرف و انواع تولیدات پلاستیکی است.
• آنتی استاتیک: جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن و جذب گرد و غبار مهم‌ترین استفاده‌های این نوع از مستربچ است.
• پایدارکننده نور: موجب جلوگیری از اثرات تخریبی و رنگ‌پریدگی محصولات پلیمری در معرض تابش اشعه ماوراءبنفش می‌شود. همچنین جنبه‌های زیستی این نوع از مستربچ، توجه پزشکان را نیز به خود جلب کرده است. این مورد می‌تواند منجر به استفاده از ساختار مستربچ‌ها برای تولیدات دارویی با مواد اولیه متفاوت شود.
• آنتی‌اکسیدانت: یکی از مهم‌ترین آسیب‌هایی که هر پلیمر می‌تواند متحمل شود اکسیداسیون است. از این مستربچ‌ها جهت پایدار‌سازی پلیمر در برابر عوامل اکسایش در فرآیند تولید استفاده می‌شود.
• کمک فرآیند پلیمر: به‌منظور افزایش قابلیت اکستروژن، به‌طور گسترده در صنایع پلاستیک استفاده می‌شوند. این دسته شکست مذاب را حذف می‌کنند، تجمع سر قالب را کاهش می‌دهد و با حذف پدیدۀ «پوسته ماهی» سطح فیلم را بهبود می‌بخشند .در نهایت هم با کم کردن میزان ژل تولید شده، تعداد و تیراژ یک محصول را بالا می‌برند.
• ضد سایش: مستربچ‌های سیلیکونی بر پایۀ پلی‌اتیلن است که به‌منظور بهبود مقاومت سایشی به کار می‌رود.
• نمونه‌های ثانویه: «ضد حریق، ضد، مه گرفتگی، تمیزکننده، کنترل چسبندگی، حفره زا، ضد چسبندگی، خشک‌کننده، به تاخیر اندازنده شعله، کاغذ، صدفی‌رنگ، تجزیه‌پذیر نوری، ضد میکروبی، مقاوم به ضربه و فسفورسان».

• پرکننده

کاهش قیمت و مهم‌تر از آن افزایش خاصیت‌های تولیدی یکی از مهم‌ترین اهداف استفاده از پرکننده‌ها است. برخی از این مستربچ‌ها عبارت‌اند از: «کربنات کلسیم، مستر بچ تالک، میکا و مستربچ‌های دیگر».

اجزای اصلی مستر بچ رنگی

• رنگ‌دانه

اکثراً از پیگمنت در دو گروه آلی (مانند فتالو سیانین سبز) و معدنی (مانند اکسید آهن قرمز و یا تیتانیوم) تشکیل می‌شوند. برخی از آن‌ها نیز مانند جوهر یا رنگ بی‌اثر هستند و عموماً نمی‌توان از آن‌ها برای رنگ کردن پلی اولفین استفاده کرد.

• سازگار کننده

وجود سازگار کننده از طرفی باعث ایجاد ترشوندگی بر سطح رنگ‌دانه و در نتیجه پخش بهتر پیگمنت می‌شود. همچنین بدون تأثیر بر کیفیت پلیمر، ثبات آن را افزایش می‌دهد. در بیشتر پروژه‌ها برای قوام بیشتر به یک محصول پلیمر اضافه می‌شود.

• پلیمر خام

این پلیمر‌ باعث یکنواختی توزیع پیگمنت و سهولت شکل‌دهی آن به‌صورت گرانول می‌شود. دلیل استفاده از آن وجود سازگاری پلیمر‌، عامل و همچنین سیالیت بیشتر رنگ‌دانه و پلیمر‌ است. پلیمر با توجه به شاخص مذابی که دارد، باید توانایی حل کردن پلیمر را در خود داشته باشد. بنابراین با در نظر گرفتن ماهیت شیمیایی پلاستیک می‌توان رنگ مناسب آن را انتخاب نمود.

مزایای استفاده از مستر بچ

با به کار بردن مستربچ‌ها می‌توان در وقت، انرژی و هزینه لازم برای مخلوط كردن و نیروی كار صرفه‌جویی كرد. استفاده از این تركیبات اقتصادی است و به دلیل عدم پخش‌شوندگی مناسب برخی از افزودنی‌ها، امکان اضافه کردن مستقیم آن به محصول وجود ندارد. از همین رو در ادامه به بررسی برخی از مزیت‌های مستربچ‌ها می‌پردازیم:

• سهولت ذخیره‌سازی، جابجایی و کاربری به دلیل شکل گرانولی آن
• ساده‌تر شدن خوراک‌دهی و حل مشکل تغییر غلظت افزودنی و یکنواختی رنگ یا خواص در حین تولید
• عدم پخش پیگمنت ها در هوا و در نتیجه عدم ایجاد خطر سلامتی و ایمنی برای کارکنان و عدم آلوده سازی خطوط تولید مجاور
• پخش و یکنواختی بهتر رنگ، افزودنی یا پرکننده در سراسر محصول نهایی
• مصرف مقدار کمتر پیگمنت یا افزودنی
• بهبود فرآیند ذوب به دلیل سازگاری عامل اتصال‌دهنده مستربچ با پلیمر
• ثبات بیشتر خواص یا رنگ
• کنترل‌پذیری بهتر کدری و شفافیت محصولات رنگی
• کاهش دفعات خوراک‌دهی در فرآیند با استفاده از مستربچ حاوی افزودنی‌های تغلیظ شده پایدار UV، آنتی‌اکسیدانت، به تأخیر اندازنده شعله یا شفاف کننده نوری
• افزایش تکرارپذیری فرآیند از طریق از پیش تعیین کردن نسبت اجزای افزودنی مستربچ
• حذف هزینه پاک‌سازی و تمیزکاری