مستربچهای افزودنی موادی هستند که از یک یا چند ماده افزودنی و یک پایه پلیمری تشکیل شدهاند و جهت بهبود خواص پلیمرها، حل مشکلات فرآیندی و بهوجود آوردن خاصیتی ویژه در پلیمرها استفاده میشوند.ساختار فیزیکی و مکانیکی پلیمرها ممکن است در طول فرآیند تولید و یا در زمان استفاده بهدلیل گرما، رطوبت، اشعه UV خورشید، ضربه و مواد شیمیایی تغییر کند. پلیمرها را میتوان در برابر این تغییرات، با اضافه کردن و خرید مستربچهای افزودنی مقاوم کرد. علاوه بر پایداری، مستربچهای افزودنی باعث بهبود در رنگ، شفافیت، زیبایی و کاهش هزینههای محصول میشوند. در این راستا، شرکت کیمیا تراوا تک طیف گسترده و متنوعی از مستربچهای افزودنی را تولید کرده و راه حلهایی را در پاسخ به نیازهای خاص مشتریان ارائه میدهد.
چگونگی استفاده از مستربچ افزودنی بسته به نوع پلیمر و کاربرد آن متفاوت است.
مستربچ افزودنی
انواع مستربچ افزودنی :
مستربچ افزودنی شفاف کننده
اکثر محصولات پلاستیکی به طور طبیعی تمایل به زرد شدن دارند که این مساله به دلیل تخریب پلیمر توسط نور ماورا بنفش و همچنین نوع فرآیند پذیری آنها رخ می دهد که قطعات تخریب شده در نور روز ظاهری زرد و کدر به خود می گیرند که این امر اثر منفی بر روی ظاهر محصول می گذارد.
برای جلوگیری از این تغییر ظاهر از مستربچ افزودنی شفاف کننده (Optical Brightener) با درصد مصرف مشخص استفاده می گردد.
مستربچ افزودنی شفاف کننده (Optical Brightener) کیمیا تراوا ، با فرمولاسیون خاص خود از طریق یک مکانیسم فلورسنتی عمل می کند که نور را در طیف UV جذب و در ناحیه آبی طیف مرئی منتشر می کند ، که باعث پوشاندن زردی طبیعی پلاستیکها ، سفیدتر شدن ، از بین رفتن کدری و موجب درخشندگی و شفافیت محصول نهایی می گردد.
مستربچ افزودنی لیز کننده + آنتی بلاک
ضریب اصطکاک بالا در فرآیند تولید فیلم های پلیمری منجر به چسبندگی بین فیلم پلیمری و هر سطح فلزی و قالب ، در هم فرو رفتن دو لایه فیلم و یا به عبارتی بلوکه شدن لایه های فیلم می گردد ، که همین امر موجب اختلال در فرآیند تولید و در نتیجه کاهش سرعت تولید می گردد.
برای جلوگیری از این رویداد از مستربچ افزودنی به نام مستربچ لیز کننده استفاده می شود که عملکرد آن به شیوه مهاجرت به سطح می باشد.
مستربچ افزودنی لیز کننده و آنتی بلاک (Slip Agent + Anti Block) کـیمیا تراوا تک ،حاوی دو نوع افزودنی لیز کننده و ضد بلاکینگ می باشد که با تکنولوژی خاصی فرموله و ترکیب گردیده است.
مستربچ افزودنی لیز کننده کیمیا تراوا به شیوه ای عمل می کند که پس از فرآیند تولید و خنک شدن پلیمر به سرعت یک لایه روان کننده جامد بر روی سطح محصول ایجاد می کند که اصطکاک یا چسبندگی بین سطوح پلیمری و پلیمر با مواد دیگر را کاهش می دهد ، این لایه ضریب اصطکاک بین لایه های فیلم و یا فیلم با هر سطح دیگری که با آن در تماس است را کاهش داده و سبب جدایش بهتر و آسانتر فیلم از سطح می شود که این همین امر موجب افزایش سرعت تولید می گردد.
مستربچ افزودنی آنتی استاتیک
بارهای الکتریکی ساکن هنگامی که دو سطح با یکدیگر در تماس قرار می گیرند و سپس جدا می شوند به وجود می آیند ، که عایق های الکتریکی مانند پلاستیکها بارهای الکتریکی را در سطح خود نگاه می دارند و امکان تخلیه کامل آنها به زمین وجود ندارند. بنابر این بار ایجاد شده در پلاستیکها در طول فرآیند تولید یا پس از آن در نقاط مختلف می تواند آزاد شوند و باعث مشکلاتی همچون:
- ایجاد گرد و غبار و کثیفی بر روی سطح پلاستیک
- ایجاد جرقه و امکان آتش سوزی
- خصارت به قطعات الکتریکی
- ایجاد صدا
جهت جلوگیری از این موضوع از محصولی به نام مستربچ آنتی استاتیک یا مستربچ ضد الکتریسیته ساکن استفاده می شود که مواد آلی کوچک مولکولی هستند که نحوه عملکرد آنها مهاجرت به سطح است.
مستربچ افزودنی آنتی استاتیک (Anti static) کیمیا تراوا ، به شکل گرانول می باشد و به صورت افزودنی با مواد پلیمری با درصد مصرف مشخص ترکیب می گردد که از طریق ایجاد مسیر قطبی در سطح و کاهش مقاومت الکتریکی سطحی پلیمر باعث پخش الکتریسیته ساکن در سطح پلیمر و افزایش هدایت پذیری و کاهش مقاومت توده ای یا سطحی از تولید بار الکتریکی جلوگیری می کند ، که همین امر موجب به وجود آمدن خاصیت آنتی استاتیکی می شود.
مستربچ افزودنی آنتی یو وی
قرار گرفتن پلاستیک ها در محیط بیرونی و در معرض نور خورشید که منبع قدرتمند اشعه مخرب UV می باشد ، موجب شکست پیوندهای شیمیایی و در نهایت تخریب پلیمر و تغییراتی در ظاهر محصول همچون : تغییر رنگ ، تغییر در براقیت ، رنگ پریدگی ، شکنندگی ، ترک خوردگی می گردد.
به منظور جلوگیری از تخریب پلیمر در محیط بیرونی ، از مستربچ افزودنی آنتی یو وی که با نام مستربچ افزودنی پایدار کننده نوری نیز شناخته می شود استفاده می گردد.
مستربچ آنتی یو وی برند داتیو ، با رعایت پارامترهای مورد نظر و استاندارد ، بر پایه انواع پلیمرها به منظور ایجاد پایداری نوری و جلوگیری از اثرات مخرب نور خورشید بر پلاستیک فرموله و تولید گردیده است.
این نوع محصول در بین تولید کنندگان محصولات پلاستیکی با نام های مستربچ افزودنی آنتی یو وی ، افزودنی پایدار کننده نوری ، مستربچ ضد اشعه ماورا بنفش ، Anti UV ، UV stabilizer و … نیز شناخته می شود.
مستربچ افزودنی نرم کننده
پلیمرهای مختلف به واسطه ساختار شیمایی متفاوتی که دارند رفتار متفاوتی نیز در برابر ضربه یا فشار از خود نشان می دهند ، همین امر سبب شده است استفاده از مستربچ نرم کننده به عنوان یکی از افزودنی های مورد مصرف در صنعت پلاستیک از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند.
اصولا مستربچ های نرم کننده به منظور افزایش مقاومت قطعات و محصولات پلاستیکی در برابر ضربه یا فشار مورد استفاده قرار می گیرند.
مستربچ نرم کننده داتیو با فرمولاسیون منحصر به فرد خود ، موجب رفع شکنندگی قطعات تزریقی PP و PS و افزایش استحکام محصولات پلیمری می گردد.
مستربچ افزودنی افزاینده MFI
مستربچ كنترل رئولوژی يا همان مستربچ افزاينده MFI از جمله محصولات شركت ساعي پليمر دانش مي باشد كه جهت افزايش شاخص ذوب پلي پروپيلن استفاده مي گردد. با اضافه كردن اين مستربچ به پلي پروپيلن، مي توان شاخص گرانروي پلي پروپيلن را بالا برد. اين مستربچ بسته به افزودني هايي كه در آن به كار رفته است جهت كاربردهاي گوناگوني در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد. ويژگي اصلي مستربچ كنترل رئولوژي شركت ساعي پليمر دانش در اثرگذاري فوق العاده بالاي اين محصول است به طوري كه با افزودن مقادير كمي از اين مستربچ مي توان به شاخص ذوب بسيار بالايي دست يافت. به اين ترتيب توليد محصولات مختلف از صنايع تزريق پلاستيك تا صنايع نساجي با استفاده از اين مستربچ قابل توليد است. از جمله كاربردهاي اين محصول مي توان صنايع تزريق پلاستيك، انواع مونوفيلامنت، CF و BCF، صنايع منسوجات نبافته، اسپان باند، ملت بلون و ديگر پارچه هاي بي بافت نام برد. در صنايع تزريق پلاستيك با استفاده از اين مستربچ مي توان محصولاتي با سطح ظاهري بهتر و تابيدگي كمتر و سرعت توليد بالاتر توليد كرد. در صنايع اكستروژن نساجي با استفاده از اين مستربچ مي توان الياف ظريف تر و فيلامنتهاي با دنير پايين تر و ظرافت بيشتر توليد كرد.
مستربچ افزودنی کمک فرآیند
مستربچ کمک فرآیند پلیمر (Polymer Processing Aid (PPA، بهطور ویژه برای افزایش قابلیت اکستروژن پلاستیکها (فیلمهای پلیاتیلن، لولهها، تیوبها و …) طراحی شده و باعث بهبود تولید و/یا کیفیت میشود. کمک فرآیندها بر پایه فلوئوروالاستومرها هستند و بهطور گسترده برای بهبود فرآیندپذیری پلیمر در سرعت برشیهای بالاتر توصیه میشوند. کاهش استهلاک ماشین آلات، بهبود و تسهیل فرآیند تولید، کاهش دما و فشار و افزایش عمر ماشین آلات، صیقلیتر و براقتر شدن سطح فیلم، افزایش شفافیت سطح فیلم، بهبود خاصیت چاپپذیری، کاهش استهلاک ماشین آلات، کاهش زمان و ضایعات هنگام تعویض رنگ، کاهش دما و فشار فرآیند، حذف پدیدههای تجمع مواد سوخته در قالب (Die Buildup) و شکست مذاب (Melt Fracture)، افزایش سرعت تولید، کاهش هزینههای مصرف انرژی و در نهایت، کاهش قیمت تمامشده، از اثرات استفاده از مستربچ کمک فرآیند است. بهعبارت دیگر، با استفاده از مستربچ کمک فرآیند که در تولید محصولات PE ،PP، فيلمهای نازک، فیلمهای معمولی و ضخیم، فیلمهای کشاورزی، گونی، جامبو و کارتن پلاست، الیاف و لولههای PP و پلی الفینها کاربرد دارند، میتوان بدون کاهش سرعت تولید، فرآیندهای تولید را در دمای کمتری انجام داد که منجر به بهبود خواص محصول نهایی میشود.
مستربچ کمک فرآیند کیمیا تراوا، شکست مذاب را حذف میکند، تجمع مواد سرقالب را کاهش میدهد، سطح فیلم را بهبود میدهد، اثر پوستهماهی را حذف میکند، تشکیل ژلها را کاهش میدهد و خروجی تولید را افزایش میدهد. مستربچ افزودنی کمک فرآیند، با بهوجود آوردن لایهای مناسب بین مواد مذاب پلیمری و دیواره فلزی ماشین آلات، از احتراق و سوختن و همچنین یکدست شدن سطح محصول ممانعت میکند.
مستربچ براق كننده (اپتيكال برايتنر)
مستربچ براق كننده كه به آن مستربچ اپتيكال يا مستربچ اپتيكال برايتنر يا مستربچ سفيد كننده هم مي گويند، حاوي مواد فعالي (OB) مي باشد كه نور ماوراء بنفش محيط را جذب و طی فرايند فلوروسانس شيميايي، آن را به صورت نور مرئي سفيد مايل به آبي ساطع مي كند.
همیشه ظاهر و جلوه ی محصولاتی که خریداری می شوند از اهمیت بالایی برخوردار است و یکی از شگرد ها و راه های جذب شدن مشتریان پر و بال دادن به ظاهر محصولات است.
مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) کیمیا تراوا تک میتواند به بهبود ارزش درک شده محصولات شما کمک کند و آنها را لوکستر و سطح بالا نشان دهد. این میتواند به ویژه برای محصولاتی که در بازارهای رقابتی فروخته میشوند، مهم باشد، جایی که حتی تفاوتهای کوچک در ظاهر میتواند تأثیر زیادی بر فروش داشته باشد.
علاوه بر این، مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) میتواند با مقاومتر کردن محصولات شما در برابر خط و خش و سایر اشکال آسیبدیدگی، به بهبود دوام قطعاتی نظیر قطعات خودرو یا لوازم الکترونیکی مصرفی، کمک کند.
در نهایت، مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) میتواند به بهبود جذابیت کلی زیباییشناسی محصولات شما با ایجاد یک روکش یکنواختتر و یک دستتر کمک کند. این مزیت میتواند به ویژه برای محصولاتی که در مجموعهها فروخته میشوند مهم باشد، جایی که یک ظاهر ثابت میتواند به گره زدن همه چیز کمک کند.
چطور مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) کمک می کند ؟
امروزه شرکت هایی که محصولات درجه یک و مرغوب تولید می کنند با استفاده از عوامل سفید کننده مانند براق کننده های نوری و مستربچ های براق کننده محصولاتی با سطحی براق تولید می کنند.
البته باید ذکر کنیم که استفاده از مستربچ ها تنها محدود به محصولات پلاستیکی نمی شود و از آن در صنایع تولید کاغذ و منسوجات استفاده می شود.
مستربچ های براق کننده با ایجاد سطحی براق باعث می شوند که محصول مورد نظر، سفیدتر از هر زمانی دیده شوند.
اگر بخواهیم کار مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) را به صورت علمی بررسی کنیم باید خدمت شما عرض کنیم که این مواد در واقع در ناحیه ی uv برانگیخته می شوند و سپس نور آبی را در ناحیه ی مرئی از خود منتشر می کنند.
این روند منجر به سفیدتر و براقتر دیده شدن این محصولات می شود و در این صورت دیگر نیازی به تعویض لوازم پلاستیکی خود و یا شستن آن ها با مانند اسیدی مانند وایتکس نیست.
شرکت کیمیا تراوا تک با ارائه بهترین و مرغوب ترین مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر) این افتخار را داشته که جزء بی نظیر ترین و برترین شرکت های ارائه دهنده براق کننده های نوری مانند مستربچ براق کننده باشد.
فواید مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر):
- پوشاندن اثر زرد شدن و تغییر رنگ دادن طبیعی پلاستیکها (حذف زردی و کدری سطح)
- به رنگ اولیه بهبود می بخشد
- باعث درخشندگی محصولات رنگی می شود.
- محصول را براق میکند.
- خواص نوری را بهبود می بخشد.
- رنگ سفید یخچالی را در قطعات سفید رنگ ایجاد می کند.
- به رنگ در پلیمرهای بازیافتی بهبود می بخشد.
کاربرد مستربچ براق کننده (اپتيكال برايتنر):
- فیلم های پلی اتیلنی
- ظروف یکبار مصرف
- فیلم و ورق های PP
- محصولات بادی و تزریقی
- گرانول هــا
مستربچ افزودنی تاخیر انداز شعله
بازدارندههای شعله مواد شیمیاییای هستند که به منظور افزایش ایمنی در برابر آتش به پلیمرها افزوده میشوند. برای مثال، بسیاری از پلاستیکها اشتعالپذیر هستند. بنابراین با افزودن مواد بازدارنده شعله، مقاومت آنها در برابر آتش افزایش یافته، در نتیجه خطر آتشسوزی کاهش مییابد. احتراق پلیمرها فرآیندی سریع، گرمازا و ناشی از اکسیژن است. آتش در دماهای بالا ( 360 ° C )بهخصوص برای پلیالفینها شروع میشود و پلیمر را به گازهای قابل احتراق تجزیه میکند.
تئوریهای اصلی حاکم بر عملکرد انواع تأخیراندازها شامل موارد زیر است:
- تئوری گازی: کاهش غلظت اکسیژن و دیگر مواد اکسیدشونده در سطح پلیمر؛ این امر از طریق تولید گازهای خنثی همچون آب، دیاکسید کربن و آمونیاک انجام میشود.
- تئوری گرما: تخریب شدن تأخیرانداز طی واکنش گرماگیر و خنکسازی محیط درگیر آتش
- تئوری شیمیایی: تبدیل شدن تأخیرانداز به اجزایی با قابلیت جذب رادیکالهای آزاد و اخلال در واکنشهای اکسیداسیون (تله رادیکال)
- تئوری پوششی: تشکیل لایه زغال یا پوشش مایع و در نتیجه کاهش نفوذ اکسیژن و حرارت به سطح پلیمر.
انواع افزودنیهای تأخیرانداز شعله
مواد افزودنی تأخیراندازهای شعله بر پایههای هالوژنه و غیرهالوژنه تقسیمبندی میشود. در ادامه به توضیح مختصری در این مورد پرداخته شده است:
تأخیرانداز شعله هالوژنی
همانند پایدارکنندههای نوری و حرارتی، تأخیراندازهای بر پایه برم یا کلر بهعنوان جذبکننده رادیکالهای آزاد عمل میکنند. عملکرد این افزودنیها بدین صورت است که با جایگزینی رادیکالهای هیدروژنی و هیدروکسیل آزاد با رادیکالهای هالید (برمید یا کلرید) از ادامه واکنش احتراق جلوگیری میشود. این فرآیند، برای جلوگیری و خاموش کردن احتراق بسیار موثر است. در این میان، ترکیبات برمدار به علت تجزیه راحتتر بسیار محبوب هستند.
تأخیرانداز معدنی
هنگامیکه تأخیراندازهای معدنی همراه با تأخیراندازهای شعله هالوژنی مورد استفاده قرار گیرند، اثر همافزایی دارند. این امر اثر بخشی رادیکالهای هالوژنی را افزایش میدهد. از میان تأخیراندازهای معدنی، «آنتیموان تری اکسید(Sb2O3)» با هالیدهای اکسیژن واکنش و رادیکالهای جدیدی را تشکیل میدهد. در نتیجه به سرکوب فرآیند احتراق کمک میکند. برای مثال در فرمولهایی که از تأخیراندازهای بر پایه برم استفاده میشود، برمید هیدروژن باعث جلوگیری از فرآیند احتراق میشود. HBR با آنتیموان تری اکسید واکنش میدهد و در نهایت هالیدهای آنتیموان تشکیل میشود و از طریق واکنشهایی رادیکال آزاد را خنثی میکند. سایر افزودنیها نظیر آهن اکسید، بورات زینک و باریم متابورات میتوانند همراه با آنتیموان استفاده شوند. این امر منجر به اثر همافزایی و کاهش هزینه میشود. آنتیموان با اندازه ذرات استاندارد منجر به کدری محصولات پلیمری میشوند؛ آنتیموان با اندازه ذرات 0.8-1 میکرون مانند پیگمنتهای سفید رفتار میکنند و اندازه ذرات زیر 0.8 میکرون منجر به تولید محصولات نیمهشفاف میشوند.
تأخیرانداز فسفاتی
مواد تأخیرانداز شعلههای بر پایه فسفات، میتوانند در پلیالفینها مفید باشند. P-FRها در اثر حرارت تجزیه میشوند و فوم زغالی متورم بر روی سطح پلیمر در حال سوختن ایجاد میکند تا از احتراق بیشتر پلیمر جلوگیری کند. از آنجایی که فرآیند اکسیداسیون سطح PP بیشتر از PE است، P-FRها برای پلیپروپیلن مناسبتر از پلیاتیلن هستند. افزودنیهای تأخیرانداز شعله فسفاتی میتوانند به اندازه تأخیرانداز شعله هالوژنی موثر باشند، بنابراین رقیب اصلی آنها محسوب میشوند. افزودنیهای بر پایه فسفاتی دود را سرکوب میکنند و مانند H-FR محصول جانبی خورنده و تداخلکننده با پایدارکنندههای نوری را ندارند. مکانیزم عملکردی این گروه بدین صورت است؛ هنگامی که تجزیه پلیمر از طریق حرارت شروع میشود، افزودنی تأخیرانداز شعله فعال شده و سطح زغالی فومی را تشکیل میدهند. این زغال تشکیل شده به دلیل دارا بودن ضخامت و ماهیت عایقی از انتشار دود، گرما، گازهای سوزنده و سایر گازهای استخراج شده جلوگیری میکند. این تأخیراندازهای شعله در صنایع الکتریکی که مستعد سوختن و آسیب هستند، استفاده میشود. همچنین تأخیراندازهای P-FR با پایدارکنندههای نوری HALS تداخل ندارند.
مستربچ افزودنی آنتی اکسیدانت
برای جلوگیری از اکسید شدن مواد در فرایند تولید و بالارفتن مقاومت پلیمر در طول فرایند تولید , انبارداری و مدت مصرف از مستربچ انتی اکسیدان استفاده می شود.
مستربچ انتی اکسیدان در دو حالت مورد استفاده قرار میگیرند در مرحله اول دمای پلیمر از دمای ذوب بالاتر رفته باشد و در مرحله دوم تحت حرارت محیطی و شرایط جوی و اکسیژن قرار بگیرد. اگر در این مرحله از مستربچ انتی اکسیدان استفاده نگردد پلیمرها دچار افت خواص و تخریب می شوند.
جهت پایدار سازی پلیمر در برابر عوامل اکسایش در فرآیند تولید و همچنین جلوگیری از تخریب و اکسید شدن پلیمر در دمای فرایند بالا و جهت بالا بردن مقاومت محیطی پلیمر و بهبود خواص مواد بازیافتی از مستربچ آنتی اکسیدان استفاده میشود.
مزایای مستربچ آنتی اکسیدان :
حفظ خواص مکانیکی
افزایش مقاومت در برابر ضربه
حفظ خواص پلیمر مذاب در دماهای بالای فرایند
حفظ کشیدگی
افزایش طول عمر اجزای پلیمری
حفظ استحکام کششی
حفظ درخشش و شفافیت
جلوگیری از ایجاد ژل در محصول
محافظت از زرد شدگی و تغییر رنگ
جلوگیری از ترک خوردگی سطح
جلوگیری از ایجاد بو
جلوگیری از تخریب پلیمر حین فرایند
کاربردهای مستربچ آنتی اکسیدان :
فیلم های نازک، فیلم های معمولی و زخیم
فیلم های کشاورزی
گونی و جامبو و کارتن پلاست
الیاف
محصولات تزریقی PP و لوله های PP
پلیالفین ها
تولید لوله و پروفیل
فیلم و قطعات تزریقی و بادی