مستربچ مشکی

هنگامیکه پودرهای پیگمنت یا رنگدانه و یا دیگر افزودنیها به صورتی کاملا بهینه در یک رزین پایه با یکدیگر ترکیب میشوند، مستربچ را به وجود می‌آورند که شکل آنها مانند گرانول است. استفاده از این محصول در هر محصول نهایی کاملا متفاوت است و باید با توجه به سفارش و نیاز مشتری، میزان مناسبی از آن مورد استفاده قرار میگیرد. مستربچ سفید و مستربچ سیاه از جمله انواع رنگی به حساب می‌آیند که هر یک ویژگی و موارد کاربرد خود را دارند.

مستربچ مشکی و کاربردهای آن در صنعت

مستربچ‌ها از طریق ترکیب بهینه پیگمنت‌ها (پودر رنگ) و دیگر افزودنی‌ها حاصل می‌شوند و در انواع مختلفی وجود دارند. هدف اصلی مستربچ‌ها بخشیدن خواصی ویژه به پلیمرهاست. به دلیل این که پلیمرهای به خودی خود دارای رنگ نیستند  و نیز پایداری مناسبی در برابر دماهای مختلف ندارند، با افزودن مستربچ به پلیمر می‌توان بسیاری از این خواص را بدست آورد. به طور کلی مستربچ‌ها به چهار گروه اصلی مستربچ‌های رنگ‌دهنده، مستربچ‌های خاصیت‌دهنده، مستربچ‌های ارزان‌کننده یا پرکننده و درنهایت مستربچ‌های چندکار طبقه‌بندی می‌شوند. ساختار مستربچ‌ها بصورت گرانول یا دانه دانه است، زیرا پلیمرها و تمامی مواد مرتبط با آن‌ها قبل از مصرف می‌بایست به شکل دانه دانه یا گرانول دربیایند و سپس وارد دستگاه و فرایند تولید شوند. 

مستربچ مشکی، حاصل ترکیب شدن دوده یا همان کربن بلک در یک پایه پلیمری است. از جمله پایه‌های پلیمری مختلف در تولید مستربچ مشکی می‌توان به ABS، EVA، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و پلی‌استایرن اشاره کرد. در حالت کلی مستربچ مشکی به‌عنوان رنگ جهت رنگ‌آمیزی پایه‌های پلیمری و نیز به‌عنوان افزودنی به‌منظور محافظت از پایه پلیمری در مقابل اشعه ماوراء بنفش و نیز بصورت تلفیق این دو مورد کاربرد دارد. از مستربچ مشکی می‌توان در صنایع تولید فیلم، تولید لوله و اتصالات (مطابق با استانداردهای داخلی و بین‌المللی)، تولید لوازم خانگی، تولید قطعات تزریقی، تولید ظروف بادی و … استفاده کرد.

معمولاً در ساخت آن بین ۲۰ ۴۰ درصد دوده یا کربن بلک استفاده میشود. از جمله عواملی که بر کیفیت این مستربچ تأثیر می گذارد میزان مش دوده یا پراکندگی خوب آن در مستربچ مشکی است .میزان پراکندگی در واقع بیانگر اختلاط خوب است .برای ساخت انواع مستربچ از اکسترودرهای دو ماردون استفاده می کنند .هرچقدر طراحی ماردون به کار رفته در این اکسترودرها اصولی و مهندسی باشد میزان پخش دوده نیز بهتر خواهد بود و تاثیر مستقیم بر کیفیت محصول نهایی دارد.

مستربچ‌ سیاه به دلایل مختلف از جمله حفاظت از محصول در برابر یو وی(اشعه ماوراء بنفش)، هدایت، جت و ... با توجه به نیاز مشتریان تولید می‌شوند. مستربچ مشکی ضد اشعه ماوراء بنفش از ذرات دوده با پخش یکنواخت تولید می‌شونپد. استفاده از دوده در این نوع مستربچ مشکی سبب جلوگیری از افت خواص پلیمری نهایی خواهد شد و در نتیجه قطعه یا محصول تولید شده در برابر نور خورشید و اشعه‌های مضر آن مقاوم و در امان خواهد بود. استفاده از مستربچ مشکی در قطعات علاوه‌بر بالا بردن مقاومت محصول در برابر یو وی، موجب افزایش مقاومت در برابر حرارت شده و نیز اصطکاک را کاهش خواهد داد.

رزین پایه

رزین پایه در واقع بیانگر این است که مستربچ تولیدی برای کدام نوع مواد اولیه پلاستیک مناسب است .معمولاً تولید کننده های مستربچ مشکی از پلی ایتلن سبک به عنوان رزین پایه استفاده میکنند چون همگن بودن خوبی با تمام پلاستیک ها دارد اما برای تولید مستربچ مشکی مخصوص لوله از رزین پایه با پلی اتیلن سنگین استفاده می کنند پلی اتیلن سنگین دارای وزن مولکولی بالا می باشد.

دوده

نکته که در تولید مستربچ مشکی حائز اهمیت است این است که هر چه قدر اندازه ذرات یا مش دوده مصرفی کمتر باشد فرایند پراکنش آن نیز مشکل تر می شود.البته نباید از ویسکوزیته مذاب نیز غافل شویم. در کل افزودن دوده سبب بالا رفتن بیسکویت هم زیاد می‌شود و میزان دوده مصرفی هم نیز به این امر بستگی دارد که چه مقدار روندگی مذاب برای ما قابل قبول است همچنین این نکته را باید در نظر داشته باشیم که سایر ذرات دوده به مقاومت لوله در برابر اشعه uv مرتبط است هرچقدر این ذرات ریزتر باشند مقاومت در برابر اشعه یو وی بیشتر می شود.

مستربچ افزودنی مشکی از قابلیت رنگ دهی بسیار بالایی برخوردار است و خاصیت پخش شوندگی آن در پلیمر بسیار بالا است که همین ویژگی سبب شده است که تبدیل به یکی از پرفروش‌ترین محصولات شوند و تولید کنندگان مستربچ مشکی زیاد شوند. مواد تشکیل دهنده آن 25 درصد تا 60 درصد کربن بلک است و از مواد مرغوب و کاملا با کیفیتی تولید شده است. این محصول را میتوان در انواع گریدهای متنوع با درصدهای مختلف تولید کرد که این ویژگی سبب میشود که بتوان آنها را با توجه به نیاز مشتری در رده‌های کیفی متفاوتی تولید کرد.

مستربچ مشکی چه کاربردی دارد؟

یکی از پرکاربردترین و پرمصرف‌ترین پیگمنت یا رنگدانه‌ها در صنعت پلاستیک، رنگدانه مشکی است. هر چه میزان غلظت و نیز کیفیت کربن بلک (Carbonblack) استفاده شده در رنگدانه بالاتر باشد، مستربچ مشکی تولید شده از کیفیت بالاتری برخوردار خواهد بود. از مستربچ مشکی در صنایع زیر استفاده‌های فراوانی می‌شود:

• صنعت کشاورزی
• صنعت ساخت خودرو
• صنایع تولیدی محصولات مصرفی و صنعتی
• صنایع بسته‌بندی
• تولید لوله‌های سیاه در انواع مختلف از جمله پلیمرهای pp، ABS، LLDPE،HDPE، LDPE و HIPS

بسیاری از شرکت‌های تولیدکننده مستربچ انواع مستربچ رنگی، مستربچ مشکی، سفید، شیشه‌ای و ... را تولید می‌کنند.

بیشترین میزان مصرف مستربچ مشکی در تولید لوله‌های پلی اتیلن است. همانطور که می‌دانید از لوله‌های پلی‌اتیلن جهت انتقال آب، گازها، روغن، سیالات، مواد صنعتی و سایر موادی که دارای قابلیت و خاصیت جاری شدن هستند، استفاده می‌کنند. علاوه‌بر این، تمامی لوله‌ها ترکیب پلی‌اتیلن سنگین را در ساختار خود دارند؛ HDPE که همان پلی‌اتیلن پرچگال یا سنگین نیز نامیده می‌شود، پلیمری خنثی است که مقاومت بالایی در برابر عوامل شیمیایی و نیز خوردگی دارد. همچنین، پلی اتیلن سنگین به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی مناسب، در تولید لوله کاربرد فراوانی دارد.

توجه داشته باشید خواص لوله‌های تولیدی بستگی زیادی به گرید پلیمری مورد استفاده در تولید لوله دارد. از جمله این گریدها می‌توان به PE100، PE80 و نیز PE63 اشاره کرد. هرچه این پلیمرها گرید بالاتری یعنی شماره بزرگتری داشته باشد، مقاومت محصول نهایی در برابر ترک‌خوردگی افزایش یافته و به طول عمر بیشتر محصول منجر خواهد شد.

در تولید لوله پلی‌اتیلن کربن، لوله پلیمر با مستربچ مشکی (کربن بلک یا دوده) آمیخته می‌شود. درنتیجه، مستربچ مشکی نقش مهمی در تولید لوله‌های پلی اتیلنی دارد.

دلیل استفاده از مستربچ مشکی

این انواع به دلایل زیر مورد استفاده قرار میگیرند:

1. به منظور رنگ کردن پایه‌های پلیمری به عنوان رنگ مورد استفاده قرار میگیرد.
2. برای محافظت از پایه‌های پلیمری در برابر عواملی مانند پرتوهای ماورا بنفش به عنوان افزودنی استفاده میشوند.
3. هر دو مورد بالا میتوانند به صورت همزمان نیز مورد نظر باشند.

مستربچ مشکی از چه چیزهایی تشکیل می‌شود؟

همانطور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم، جزو اصلی تشکیل‌دهنده مستربچ مشکی کربن بلک یا همان دوده است. دیگر اجزای تشکیل‌دهنده مستربچ مشکی شامل افزودنی‌ها از جمله آنتی اکسیدانت و روان‌کننده (لوبریکنت)ها و نیز رزین پلی اتیلن هستند. پلی اتیلن مورد استفاده در تولید مستربچ مشکی می‌تواند LDPE,LLDPE  ,MDPE,HDPE باشد.

در تولید مستربچ مشکی به چه نکاتی باید توجه کرد؟

از خصوصیات کربن بلک می‌توان به جذب سطحی 90 تا 110 سی‌سی در هر 100 گرم و نیز سطح مخصوص 65 تا 150 متر مربع بر گرم اشاره کرد. هرچه ذرات دوده یا کربن بلک کوچک‌تر باشد، پراکنش سخت‌تری خواهد داشت و ذرات دوده تمایل به کلوخه شدن خواهند داشت.

به دلیل این که پایه مستربچ پلیمر ویسکوز است، مشکلات رقیق‌سازی با ویسکوزیته مستربچ در ارتباط است. به طور کلی، با افزایش کربن بلک، ویسکوزیته اولیه رزین پلیمر افزایش می‌یابد. افزودن میزان کربن بلک نیز بستگی به میزان سیالیت قابل قبول دارد. همچنین، ارتباط بین وزن مولکولی و شاخص مذاب یا MFI از دیگر مسائل تاثیرگذار در تهیه مستربچ مشکی است. در نهایت، هرچه وزن مولکولی پلیمر بیشتر باشد، ویسکوزیته بالاتر و شاخص مذاب کمتری خواهد داشت.

مزایای استفاده از مستربچ مشکی چیست؟

مستربچ مشکی مزایای بسیاری از جمله موارد زیر را دارد:

• افزایش مقاومت نوری
• افزایش ویسکوزیته
• بهبود استحکام کششی

لازم به ذکر است، هر چه درصد دوده یا کربن بلک در مستربچ مشکی بیشتر باشد، درصد پلیمر کمتر خواهد شد، درنتیجه تعداد زنجیرهای ریز و کوتاه در محصول نهایی کاهش می‌یابد. در صورت کمتر شدن درصد پلیمر، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر ترک و نیز چگالی کاهش خواهد یافت. از این موضوع نتیجه می‌گیریم، درصد بالای کربن بلک یا همان دوده و ترکیب مذاب پلیمری با شاخص مذاب بالا موجب تهسیل پراکنش و اختلاط خواهد شد.

تولید کننده مستربچ مشکی

در قسمت زیر میتوانید لیست شرکت های تولید کننده مستربچ مشکی را ببینید