مستربچ (Masterbatch) یک مخلوط یکنواخت از پلیمر پایه و افزودنی‌های دیگر است که به صورت گرانول تولید می‌شود. افزودنی‌ها می‌توانند شامل رنگدانه‌ها، پرکننده‌ها، مواد شیمیایی و سایر مواد باشند. مستربچ‌ها به طور گسترده‌ای در صنعت پلاستیک استفاده می‌شوند تا خواص پلیمر را بهبود بخشند، هزینه تولید را کاهش دهند یا رنگ یا ظاهر پلیمر را تغییر دهند.
مستربچ یا کامپاند یک نوع پخش کننده است که از سه بخش اصلی مواد شیمیایی افزودنی، پایه پلیمر و عامل سازگار کننده تشکیل شده است. جهت بهبود ویژگی های مستربچ و کاهش هزینه های تمام شده از پرکننده های معدنی، پیگمنت و مواد شیمیایی استفاده می شود. همچنین استفاده از پر کننده ها موجب می شود که این ماده قابلیت استفاده در تولید رنگ را نیز داشته باشد. باید دانست شکل ظاهری مستربچ به صورت دانه ای یا گرانول است و پایه پلیمری آن باید مشابه پلاستیک اصلی تزریقی باشد.
پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و … پلیمرهای پایه ای هستند که در ساخت این محصول استفاده می شوند. پلیمرهای بالا اصولا توسط مالئیک انیدرید گرافت می شوند مانند پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید، پس می توان مالئیک انیدرید را ماده شیمیایی افزودنی برای این محصول دانست.
تفاوت مستربچ و کامپاند چیست؟
مستربچ و کامپاند هر دو محصولاتی هستند که از پلیمر پایه و افزودنی‌ها تشکیل شده‌اند. با این حال، تفاوت‌های کلیدی بین این دو محصول وجود دارد.
مستربچ یک مخلوط یکنواخت از پلیمر پایه و افزودنی‌ها است که به صورت گرانول تولید می‌شود. مستربچ‌ها معمولاً برای بهبود خواص پلیمر مانند رنگ، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر سایش و غیره استفاده می‌شوند.
کامپاند یک محصول نهایی است که از پلیمر پایه، افزودنی‌ها و سایر مواد تشکیل شده است. کامپاندها معمولاً برای تولید محصولات پلاستیکی خاص مانند ظروف، اسباب‌بازی‌ها و بسته‌بندی استفاده می‌شوند.
تفاوت‌های کلیدی مستربچ و کامپاند عبارتند از:
- شکل: مستربچ‌ها به صورت گرانول تولید می‌شوند، در حالی که کامپاندها به صورت محصولات نهایی مانند ورق، لوله و فیلم تولید می‌شوند.
- نحوه استفاده: مستربچ‌ها باید قبل از استفاده با پلیمر پایه مخلوط شوند، در حالی که کامپاندها آماده استفاده هستند.
- کاربرد: مستربچ‌ها برای بهبود خواص پلیمر استفاده می‌شوند، در حالی که کامپاندها برای تولید محصولات پلاستیکی خاص استفاده می‌شوند.
مثال‌هایی از کاربرد مستربچ و کامپاند عبارتند از:
- مستربچ رنگی برای تولید ظروف پلاستیکی رنگی استفاده می‌شود.
- مستربچ پرکننده برای کاهش وزن پلیمر و بهبود خواص مکانیکی آن استفاده می‌شود.
- مستربچ پایدارکننده برای محافظت از پلیمر در برابر تخریب استفاده می‌شود.
- کامپاند پلی اتیلن برای تولید ظروف پلاستیکی استفاده می‌شود.
- کامپاند پلی پروپیلن برای تولید اسباب‌بازی‌های پلاستیکی استفاده می‌شود.
- کامپاند پلی استایرن برای تولید بسته‌بندی‌های پلاستیکی استفاده می‌شود.
انواع مستربچ
مستربچ‌ها را می‌توان بر اساس نوع افزودنی به دو دسته تقسیم کرد:
- مستربچ‌های رنگی: این نوع مستربچ حاوی رنگدانه‌هایی است که برای تغییر رنگ پلیمر استفاده می‌شوند. مستربچ‌های رنگی در طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها موجود هستند و می‌توانند برای تولید محصولات پلاستیکی رنگی استفاده شوند.
- مستربچ‌های افزودنی: این نوع مستربچ حاوی افزودنی‌های دیگری مانند پرکننده‌ها، مواد شیمیایی و سایر مواد هستند که برای بهبود خواص پلیمر استفاده می‌شوند. مستربچ‌های افزودنی می‌توانند برای بهبود خواصی مانند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر سایش و غیره استفاده شوند.
مستربچ‌های رنگی
مستربچ‌های رنگی بر اساس نوع رنگدانه به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- مستربچ‌های رنگدانه‌ای: این نوع مستربچ حاوی رنگدانه‌های آلی یا معدنی است. رنگدانه‌های آلی معمولاً برای تولید رنگ‌های روشن و رنگدانه‌های معدنی معمولاً برای تولید رنگ‌های تیره استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های رنگدانه‌ای فلورسنت: این نوع مستربچ حاوی رنگدانه‌های فلورسنت است که در زیر نور سیاه می‌درخشند. مستربچ‌های رنگدانه‌ای فلورسنت برای تولید محصولات پلاستیکی تزئینی استفاده می‌شوند.
مستربچ‌های افزودنی
مستربچ‌های افزودنی بر اساس نوع افزودنی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله:
- مستربچ‌های پرکننده: این نوع مستربچ حاوی پرکننده‌هایی مانند خاک رس، کربنات کلسیم و تالک است. پرکننده‌ها می‌توانند وزن پلیمر را کاهش دهند و در نتیجه هزینه تولید را کاهش دهند. همچنین می‌توانند خواصی مانند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر سایش و غیره را بهبود بخشند.
- مستربچ‌های پایدارکننده: این نوع مستربچ حاوی پایدارکننده‌هایی مانند آنتی‌اکسیدان‌ها و تثبیت‌کننده‌های رنگ است. پایدارکننده‌ها می‌توانند از پلیمر در برابر تخریب محافظت کنند و عمر مفید محصول را افزایش دهند.
- مستربچ‌های روان‌کننده: این نوع مستربچ حاوی روان‌کننده‌هایی مانند روغن‌های معدنی و واکس‌ها است. روان‌کننده‌ها می‌توانند جریان پلیمر را بهبود بخشند و کیفیت محصول را افزایش دهند.
- مستربچ‌های ضد آتش: این نوع مستربچ حاوی مواد افزودنی است که می‌توانند مقاومت پلیمر در برابر آتش را بهبود بخشند.
- مستربچ‌های ضد اشعه ماوراء بنفش: این نوع مستربچ حاوی مواد افزودنی است که می‌توانند از پلیمر در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت کنند.
کاربرد مستربچ
مستربچ‌ها در طیف گسترده‌ای از کاربردها در صنعت پلاستیک استفاده می‌شوند، از جمله:
-
تولید محصولات پلاستیکی رنگی:
مستربچ‌های رنگی برای تولید محصولات پلاستیکی رنگی مانند ظروف، اسباب‌بازی‌ها، بسته‌بندی و غیره استفاده می‌شوند.
-
تغییر خواص پلیمر:
مستربچ‌های افزودنی برای بهبود خواص پلیمر مانند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر سایش و غیره استفاده می‌شوند.
-
کاهش هزینه تولید:
مستربچ‌ها می‌توانند به کاهش هزینه تولید پلاستیک کمک کنند. به عنوان مثال، مستربچ‌های پرکننده می‌توانند وزن پلیمر را کاهش دهند و در نتیجه هزینه تولید را کاهش دهند.
نمونه‌هایی از کاربرد مستربچ
- مستربچ‌های رنگی برای تولید محصولات پلاستیکی رنگی مانند ظروف پلاستیکی، اسباب‌بازی‌ها، بسته‌بندی و غیره استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های پرکننده برای کاهش وزن پلیمر و بهبود خواص مکانیکی آن مانند مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر سایش استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های پایدارکننده برای محافظت از پلیمر در برابر تخریب ناشی از عوامل محیطی مانند نور، گرما و اکسیژن استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های روان‌کننده برای بهبود جریان پلیمر و کاهش نیروی اصطکاک در فرآیند تولید استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های ضد آتش برای بهبود مقاومت پلیمر در برابر آتش استفاده می‌شوند.
- مستربچ‌های ضد اشعه ماوراء بنفش برای محافظت از پلیمر در برابر اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌شوند.
تنوع محصولات مستربچ سبب شده است کارایی آنها با هم متفاوت باشد:
کاربرد در پزشکی
یکی از کاربردهای این محصول در لوازم پزشکی همچون سرنگ است. در هنگام استفاده از سرنگ اصطکاک موجود در آن سبب می شود که عمل تزریق با مشکل روبرو شود. از این رو می توان با استفاده از نوع لیز کننده اش، بر این مشکل فائق شد.
کاربرد در فیلم های پلیمری
استفاده دیگر این محصول در فیلم های پلیمری است و هدف کاهش چسبندگی دو فیلم به یکدیگر است. نوع شفاف کننده و روشن کننده نوری این محصول به ترتیب سبب افزایش شفافیت و رفع کدری و ایجاد براقیت می شود. برای از بین بردن اثر الکتریسیته ساکن و در جهت ایجاد مقاومت در برابر اکسیداسیون به ترتیب می توان از مستربچ آنتی استاتیک و آنتی اکسیدانت استفاده کرد. مستربچ پایدار کننده نور یو وی باعث از بین بردن اثرات تخریبی اشعه ماوراء بنفش می شود. در جهت افزایش قابلیت اکستروژن، کنترل چسبندگی، ضد مه گرفتگی و … می توان از انواع مختلف این محصول استفاده کرد.
چرا باید از مستربچ استفاده کرد؟
با توجه به اینکه کاهش مصرف انرژی و هزینه ها دغدغه صنعت امروز است، استفاده از مستربچ به این امر کمک می کند. این محصول قابلیت سازگاری با پلیمر را دارد. همین امر موجب شده است که این ماده جایگزین مناسبی برای مواد افزودنی و پیگمنت ها باشد. از دیگر محاسن پیگمنت ها می توان به قابلیت جابجایی آسان، عدم آلوده سازی محیط، پخش یکنواخت رنگ، ایجاد شفافیت نوری، افزایش مقاومت به احتراق، ثبات رنگ و … اشاره کرد.
مزایا مستربچ
مستربچ‌ها مزایای متعددی دارند، از جمله:
- کاهش هزینه تولید
- افزایش سرعت تولید
- بهبود کیفیت محصول
- تنوع بیشتر محصولات
میزان مجاز استفاده از مستربچ
استفاده از مستربچ باید به اندازه باشد و استفاده بیش از اندازه کیفیت محصول را کاهش می دهد. اولین عاملی که درصد استفاده از این محصول را مشخص می کند ضخامت قطعه و یا فیلمی است که قرار است ساخته شود و در کنار آن باید دانست غلظت مورد نظر چقدر است و چه میزان پوشش دهی مد نظر است. کیفیت این محصول هم در میزان افزودن آن موثر است، پس باید به عوامل موثر بر کیفیت دقت کرد.
میزان مجاز استفاده از مستربچ به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
- نوع مستربچ: مستربچ‌های رنگی معمولاً در مقادیر کمتری نسبت به مستربچ‌های افزودنی استفاده می‌شوند.
- نوع پلیمر: میزان مجاز استفاده از مستربچ برای هر نوع پلیمر متفاوت است.
- کاربرد محصول: میزان مجاز استفاده از مستربچ برای هر نوع محصول متفاوت است.
به طور کلی، میزان مجاز استفاده از مستربچ در محدوده 1 تا 20 درصد است. با این حال، در برخی موارد، ممکن است نیاز به استفاده از مقادیر بالاتر مستربچ باشد.
در ایران، میزان مجاز استفاده از مستربچ در صنایع مختلف توسط سازمان ملی استاندارد تعیین می‌شود. برای مثال، میزان مجاز استفاده از مستربچ در تولید ظروف پلاستیکی برای مواد غذایی 10 درصد است.
در اینجا چند نکته برای تعیین میزان مجاز استفاده از مستربچ آورده شده است:
- با تولیدکننده مستربچ مشورت کنید. تولیدکنندگان مستربچ معمولاً توصیه‌هایی در مورد میزان مجاز استفاده از مستربچ برای هر نوع پلیمر و کاربرد ارائه می‌دهند.
- آزمایش‌های لازم را انجام دهید. برای تعیین میزان مجاز استفاده از مستربچ، ممکن است نیاز به انجام آزمایش‌های لازم باشد.
- به دستورالعمل‌های تولیدکننده پلیمر توجه کنید. تولیدکنندگان پلیمر معمولاً دستورالعمل‌هایی در مورد میزان مجاز استفاده از مستربچ برای محصولات خود ارائه می‌دهند.
استفاده بیش از حد از مستربچ می‌تواند باعث کاهش کیفیت محصول شود. بنابراین، مهم است که میزان مجاز استفاده از مستربچ را رعایت کنید.
قیمت مستربچ
قیمت مستربچ به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
- نوع مستربچ: مستربچ‌های رنگی معمولاً گران‌تر از مستربچ‌های افزودنی هستند.
- نوع پلیمر: مستربچ‌های پلی اتیلن معمولاً ارزان‌تر از مستربچ‌های پلی پروپیلن هستند.
- میزان افزودنی: مستربچ‌هایی که حاوی مقادیر بالاتر افزودنی هستند، معمولاً گران‌تر هستند.
- کیفیت مستربچ: مستربچ‌های با کیفیت بالاتر معمولاً گران‌تر هستند.
برای اطلاع از قیمت دقیق مستربچ، می‌توانید با تولیدکنندگان مستربچ یا فروشندگان مواد پلاستیکی مشورت کنید.