پیکمنت و افزودنی‌های مختلف از جمله روان کننده، کمک فرآیند، براق کننده، اصلاح کننده ضربه، شفاف کننده، وکس، لیزکننده و… به صورت پودر با مش بالا هستند و در دوز مصرف پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. پخش این مواد پودری در پلاستیک‌هایی که به صورت گرانولی هستند، بسیار سخت می‌باشد، برای حل این مشکل این مواد ابتدا در درصد مشخص ( مثلا 40 یا 60 درصد) با پایه پلیمری ترکیب می‌شوند که به آن مستربچ گفته می‌شوند. در نتیجه مستربچ به معنی ترکیب از پلیمر با درصد بالا از افزودنی یا پیگمنت است. مستربچ توسط تجهیزات اکستروژن دو ماردون آمیزه ساز تولید شده و در نهایت در دوز مصرف پایینی ( معمولا 1 تا 3 درصد) با پلاستیک ترکیب شده و در فرآیند تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این مقاله را در پلینو بخوانید

ویژگی مستربچ خوب چیست؟

همانطور که توضیح داده شده، مستربچ از مقدار بالایی افزودنی یا رنگدانه تشکیل شده است. یک مستربچ خوب باید از از میزان یکنواختی بالای پخش افزودنی در آمیزه پلیمری برخوردار باشد. برای تولید یک مستربچ خوب هم افزودنی‌های پخش کننده و هم اکسترودر آمیزه ساز موثر هستند.

مزایای استفاده از مستربچ

به طور به منظور ایجاد رنگ یکنواخت و با کیفیت بالا و همچنین پخش بهتر افزودنی استفاده از مستربچ‌ها برای بسیاری از پلیمری‌ها بخصوص مواردی که به صورت پودری هستند، منطقی تر و بهینه تر است. از جمله مزایای استفاده از مستربچ می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. انبارداری راحت تر و حمل و نقل راحت تر
2. نداشتن گرد و غبار و مشکلات بهداشتی و ایمنی
3. کاهش سرمایه ثابت به دلیل عدم استفاده از میکسرهای گران قیمت
4. استفاده راحت تر

مشکلات و دلایل اصلی افت کیفیت مستربچ

یکی از مشکلات مهم در تولید مستربچ‌ها مشکل کلوخه شدن مواد افزودنی و پیگمنت هنگام فرآیند ساخت مستربچ است. این موضوع یکنواخت پخش مواد را کاهش داده و سبب افت کیفیت مستربچ می‌شود. کلوخه‌ها انواع مختلفی از جمله DLA، RLA  و EDEN دارند. کلوخه نوع EDEN از سخت ترین نوع کلوخه‌ها است که در آمیزه سازی مستربچ مشکی یا دوده رخ می‌دهد. این مشکل باعث می‌شود که مستربچ دوده با درصد بالای 45 عملا قابل ساخت نباشد.

انواع ماشین آلات تولید مستربچ

از جمله انواع انواع ماشین آلات تولید مستربچ می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. اکسترودر دو ماردون
2. اکسترودر planetary
3. اکسترودر FCM
4. اکسترودر Buss-kneader

 اکسترودر دو ماردون آمیزه ساز

اکسترودر buss-kneader در صنعت مستربچ

اکسترودر بوس-نیدر اختراع شرکت buss می‌باشد. این نوع اکسترودرها اولین بار در صنایع غذایی استفاده شدند و بعدها در صنعت کامپاندینگ پلاستیک وارد شدند.  این توع اکسترودر بر خلاف اکسترودرهای متداول هم حرکت رفت و برگشت و هم حرکت چرخشی دارد. حرکت هم زمان چرخشی و مارپیچی این در این دستگاه سبب شده تا یک اختلاط بسیار ایده آل برای مواد اولیه ایجاد شود. این اکسترودرها در صنعت پی وی سی نیز کاربرد دارند. سیلندر در این نوع اکسترودر ها به صورت صدفی باز شده و همچنین در درون سیلندر، پین‌هایی وجود دارد که به اختلاط بهتر مواد کمک می‌کنند. خروجی این نوع اکسترودر به صورت متوالی نیست و باید به همراه یک اکسترودر تک پیچ همراه شود.

انواع اکسترودر buss-kneade

اکسترودرهای بوس نیدر در قطر پیچ 46 تا 140 در بازار یافت می‌شود. مشخصات دو نمونه اکسترودر buss-kneader در جدول زیر آورده شده است. اکسترودر بوس -نیدر با قطر پیچ 300 توانایی تولید تا 4000 کیلوگرم را دارد.

اکسترودر farrel continuous mixer

این نوع اکسترودرها کم تر متداول بوده و با الهام از میکسر بنبوری ساخته شده است. خروجی این اکسترودر نیز متوالی نیست و نیاز به یک اکسترودر تک پیچ دارد.

انواع مستربچ

مستربچ آنتی استاتیک

این نوع مستربچ‌ها به منظور رفع مشکل الکتریسته ساکن در پلاستیک استفاده می‌شوند. الکتریسته ساکن باعث جرقه شده و برای محصولات حساس به موضوع توصیه می‌شود.

به منظور جلوگیری از ایجاد الکتریسته ساکن از منواستئارات گلیسیرد استفاده می‌شود.

مستربچ آنتی بلاک

این مستربچ‌ها بیشتر در صنعت تولید فیلم و جهت جلوگیری از چسبندگی لایه‌های فیلم روی هم استفاده می‌شود. از جمله مواد اولیه مورد استفاده در این مستربچ‌ها روان کننده پایه سیلیس می‌باشد.

مستربچ ضد مه

این نوع مستربچ از تجمع قطرات و ایجاد مه بر روی قطعات شفاف و شیشه ای استفاده می‌شود.

 مستربچ آنتی اکسیدان

این نوع مستربچ‌ها در تولید پلاستیک‌هایی که حساس به اکسایش است استفاده می‌شود.

مستربچ شفاف کننده

در این نوع مستربچ‌ها از نوعی افزودنی استفاده شده که سبب کوچک شدن اندازه کریستال‌ها شده و سبب شفاف شدن محصول می‌شود. در پلیمرهایی چون پلی پروپیلن که با ایجاد سرما شفاف چندانی ایجاد نمی‌شود، از این نوع مستربچ استفاده می‌گردد.

از جمله مستربچ‌های دیگر می‌توان به مستربچ براق کننده، مستربچ آنتی UV، مستربچ شفاف کننده، مستربچ کمک فرآیند و… اشاره کرد.

LDR در مستربچ چیست

LDR یا Let down ratio نشان دهنده میزان تاثیر گذاری مستربچ است. هرچقدر میزان مصرفی مستربچ بهتر باشد، از نظر اقتصادی بهتر است. مستربچ‌ها به طور عمده در حدود 0.5 تا 2 درصد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انتخاب پایه مستربچ

پایه مستربچ باید با پلیمر نهایی، یکسان باشد و یا سازگار باشد. یکسان نبود پایه مستربچ با پلیمر مصرفی باعث می‌شود تا اصطلاکه مواد پوسته کند. برای پلاستیک‌ها مستربچ مورد استفاده باید دارای 2 تا 3 واحد mfi بالاتر باشد. سازگار نبودن مستربچ باعث افت خواص نهایی محصول می‌شود.

مستربچ پایه عمومی چیست

این نوع مستربچ در پایه EVA تولید شده و در بسیاری از پایه‌های پلیمری قابل استفاده است. EVA به عنوان یک بستر عمومی برای پلاستیک‌های مختلفی کاربرد دارد و بسته به میزان درصد وینیل استات آن می‌تواند برای یک پلیمر خاص سازگاری بیشتری داشته باشد.