مستربچ چیست و استفاده از آن چه مزایایی دارد؟ (قسمت ا)

مستربچ آمیزۀ غلیظی حاوی سه جزء پایه پلیمری، مواد شیمیایی افزودنی و عامل سازگارکنندۀ فعال به عنوان پخش­ کننده است. افزودنی­ های مستربچ مقدار زیادی پودر رنگ (پیگمنت)، پرکننده ­های معدنی یا مواد شیمیایی هستند که به سه منظور مختلف شامل، تولید رنگ، بهبود خواص و یا کاهش قیمت تمام شده به پلیمر اضافه می­ شوند. پایه پلیمری مستربچ معمولا بایستی مشابه پلاستیک اصلی تزریقی باشد و شکل ظاهری آن، دانه ­ای (گرانول) است.

استفاده و کاربرد مستربچ به صورت شماتیک در شکل 1 مشاهده می­ شود:

اجزای مستربچ

مستربچ ها دارای سه جزء اصلی پلیمر پایه، افزودنی و عامل سازگارکننده هستند که هر یک در زیر توضیح داده شده اند:

پلیمر پایه: پایۀ پلیمری مصرفی، غالبا انواع پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن، اتیلن وینیل استات، واکس‌هایی با وزن مولکولی پایین، پلیمر‌ آلکیدی یا پلیمر‌های مخصوص دیگر هستند.

افزودنی: به منظور تغییر خواص پلیمرها، مواد شیمیایی افزودنی به مستربچ ها اضافه می شوند که عبارتند از افزودنی های بهبود دهندۀ خواص، پیگمنت ها و پرکننده ها. با توجه به نوع و قدرت افزودنی و پایه پلیمر میزان خوراک­ دهی افزودنی در مستربچ متفاوت است.

عامل سازگارکننده: موثرترین روش پخش‌ افزودنی یا رنگ، ترکیب آن ­ها با یک پلیمر مذاب سازگار با مادۀ نهایی مصرفی است. افزایش سازگاری شیمیایی افزودنی ها با پلاستیک پایه در فرآیند تولید مستربچ، با پلی پروپیلن گرافت شده به کمک مالئیک انیدرید  ، پلی اتیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PE-g-MA)  و ABS گرافت شده با مالئیک انیدرید (ABS-g-MA) انجام می­ گیرد که باعث بهبود خواص می گردند. در این راستا، به منظور دست یابی به حداکثر سازگاری، استفاده از تجهیزات مناسب نیز از اجزای جدایی ناپذیر تولید مستربچ ها است. گسترۀ وسیعی از تجهیزات در این صنعت مورد استفاده قرار می ­گیرند، اما عموما تجهیزات باید شامل دستگاه هایی با توانایی ایجاد نیروی برشی مناسب به همراه مخلوط­ کن و کنترل­ گر دما باشد. معتبرترین نظریه در مکانیزم اختلاط، نظریه ­ای است که بر نیروی برشی به عنوان بحرانی‌ترین مرحله تاکید دارد و بهترین زمان افزودن اجزای مخلوط زمانی است که پلیمر مصرفی بیشترین چسبندگی را دارد. اختلاط مواد بعد از این نقطه، تحت تاثیر افزایش دما و در نتیجه، کاهش چسبندگی قرار می‌گیرد.

انواع مستربچ

انواع مستربچ­ ها عبارتند از مستربچ رنگی، افزودنی و پرکننده. در شکل 2 انواع مستربچ ها مشاهده می­ شوند: