مستربچ محصولی است که در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول دارای سهولت استفاده و مزایای فراوانی است. در این مقاله به آشنایی بیشتر با این محصول پرداخته شده است و اجزای مختلف و انواع مختلف آن بیان شده است. همچنین با مطالعه این مقاله به ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای استفاده از مستربچ نیز آشنا می‌شوید. مستربچ یا کامپاند، پایه پلیمری داشته و دارای مواد شیمیایی است.
برای استفاده از پایه پلیمری به نوع محصول نهایی دقت می‌شود. به‌عنوان مثال اگر بخواهید محصول شما از استحکام برخوردار باشد، می‌بایست از مستربچ‌های تقویت‌کننده استفاده شود و یا اگر رنگ کردن وسیله مد نظر شما باشد، می‌بایست از مواد شیمیایی و پایه‌های پلیمری رنگی استفاده نمایید. در زیر به بررسی اجزای مختلف مستربچ اشاره شده است.
مستربچ از سه جزء اصلی تشکیل شده است، که هر یک در زیر بیان شده‌اند:
1- پلیمر پایه: پایه پلیمری از انواع مختلف پلی پروپلین، پلی استایرن، پلی اتیلن، اتیلن وینیل استات و پلیمرهای مخصوص دیگر تشکیل شده است.
2- افزودنی‌ها: این مواد برای تغییر خاصیت‌های پلیمرها به مستربچ‌ها افزوده می‌شوند. این افزودنی‌ها شامل پیگمنت‌ها، پرکننده‌ها و بهبود دهنده خواص هستند. با توجه به ماده نهایی از انواع مختلف افزودنی‌ها با قدرت‌های مختلفی استفاده می‌شود.
3- عامل سازگار کننده: با ترکیب مواد افزودنی و رنگ‌ها به پلیمر مذاب، ماده سازگار کننده نهایی و مصرفی به وجود می‌آید. عامل سازگار کننده سبب بالا بردن سازگاری شیمیایی مواد افزودنی با پلاستیک پایه خواهند شد همچنین سبب بهبود خواص آن می‌شوند. برای به‌دست آوردن سازگاری بالاتر از تجهیزات و اجزای مختلف، مستربچ‌ها استفاده می‌شوند. تجهیزات مختلفی برای این صنعت وجود دارد اما دستگاه‌هایی مناسب است، که دارای مخلوط‌کن و قسمت کنترل‌کننده دما باشد. مناسب‌ترین زمان برای افزودن عامل سازگار کننده به مستربچ، زمانی است که پلیمر مصرفی دارای بیشترین چسبندگی است.
انواع مختلفی از مستربچ‌ها وجود دارند که از منابع متفاوتی به وجود آمده‌اند. مستربچ ها را می توان به سه دسته اصلی مستربچ رنگی، مستربچ افزودنی و مستربچ پرکننده تقسیم بندی کرد. انواع مستربچ‌ها و کاربرد مستربچ‌های مختلف در زیر لیست شده‌اند:
1- مستربچ‌های لیز کننده
2- آنتی بلاک‌ها
3- مستربچ روشن کننده نوری
4- مستربچ شفاف‌کننده
5- مستربچ آنتی استاتیک
6- مستربچ آنتی‌اکسیدان
7- مستربچ پایدار کننده نور
8- ضد مه‌گرفتگی (ضد بخار)
9- مستربچ‌های رنگی
10- مستربچ‌های کمک فرایند
11- ضد حریق طوسی
12- کربنات کلسیم
13- تاخیر انداز شعله
14- شفاف کننده و غیره
مستربچ‌ها در انواع مختلفی موجود هستند و هر یک از آن‌ها دارای خواص منحصر به فردی است. از جمله ویژگی‌های این محصول صرفه‌جویی در هزینه، انرژی و نیروی کار است. یکی دیگر از ویژگی‌ها و مزیت‌های مستربچ، استفاده کمتر از افزودنی‌ها و پیگمنت‌ها است.
این محصول برای کاهش فرآیند ذوب و بهبود آن استفاده شده و به دلیل شکل گرانولی و کوچکی که دارد، به راحتی قابل جابجایی و حمل است. این محصول در هوا پخش نمی‌شود، و به همین دلیل خطوط تولید را آلوده نخواهد کرد و سلامت انسان را به خطر نمی‌اندازد. کارکنان در خط تولید این محصول می‌توانند با خیال راحت در محیط‌های بدون آلودگی فعالیت خود را انجام دهند. از دیگر ویژگی‌های این محصول می‌توان به قابلیت پخش یکنواخت و یکسان، پر کنندگی، رنگ گرفتن بهتر، نداشتن هزینه اضافی جهت تمیزکاری و پاک کردن محیط و غیره اشاره کرد.
یک مستر بیچ خوب، فاکتورها و ویژگی‌هایی دارد که شامل: غلظت یکنواخت درصد مناسبی از افزودنی‌ها یا پیگمنت‌ها، میزان مصرف کم، مطابقت پایه پلیمری با مواد و کالاهای تولیدی، عدم ایجاد مشکلات در فرآیند تولید نهایی محصول، منحصر به فرد بودن، ثبات رنگ و خواص، دارا بودن مشخصات فنی مطلوب و مناسب، مقاومت، انتقال سطح، دمای ذوب مناسب، درصد رطوبت مناسب، شکل ظاهری و جلای مناسب، مقاومت حرارتی مناسب و غیره است.
برای تولید مستربچ از دستگاهی بنام اکسترودر دو پیچه استفاده میکنند. فرآیند تولید مستر بیچ شامل چهار مرحله است که در زیر به تفکیک بررسی شده‌اند:
1- مرحله فرمولاسیون:
اولین و اصلی‌ترین مرحله در تولید مستر بیچ، تنظیم میزان فرمول‌بندی، رنگ و میزان افزودنی است. در این مرحله تمام اجزا بادقت خاصی توزین می‌شوند. برای دریافت نتیجه بهتر و مناسب‌تر ترکیبات را با سرعت بالاتری با یکدیگر ترکیب میکنند.
2- خوراک دهی
پس‌از انجام مرحله اول یعنی فرمولاسیون، مرحله خوراک دهی انجام می‌شود. در این مرحله میزان تغذیه ورودی دستگاه، متناسب با میزان خروجی دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.
3- اختلاط
در این مرحله، مواد در مخازنی وجود دارند که در دمای مناسبی تنظیم می‌شوند، تا به‌خوبی ذوب شوند. زیرا در دمای نامناسب پخش پودر و برش گرانول دچار اختلال خواهد شد. این مرحله خود دارای چهار مرحله دیگر است: 1- خیس شوندگی پیگمنت، افزودنی و پرکنندگی 2- اختلاط فیزیکی (اختلاط پخش پیگمنت انتها افزودنی‌ها در پلیمر پایه) 3- توزیع (توزیع پیگمنت انتها افزودنی‌ها و پرکننده‌ها در ماده مذاب پلیمری) 4- پراکنده کردن پایدار کننده و پیشگیری از کلوخه شدن مواد
4- الک کردن
مستربچ نهایی می‌بایست در ابعاد و اندازه‌های مناسب بوده و استحکام مناسبی داشته باشد تا مصرف‌کننده نهایی بتواند به‌راحتی در مرحله تولید خود از این مواد استفاده نموده و در مرحله خوراک دهی دچار مشکل نشود. بنابراین مستر بیچ ها را الک کرده تا مستربچ‌های با اندازه ریز و یا غیر استاندارد، استفاده نشده و تنها مستربچ‌هایی با دانه‌های استاندارد استفاده شوند.
1- مستربچ‌های لیز کننده: این نوع از مواد به‌عنوان مثال در مصارف و تجهیزات پزشکی همچون سرنگ استفاده می‌شوند. در سرنگ ها بین دو قطعه اصطکاک به وجود می‌آید و برای برطرف کردن کندی و اصطکاک در سرنگ ها از مستربچ لیز کننده استفاده می‌شود تا این مشکل برطرف شود.
2- آنتی بلاک‌ها: این نوع از مستربچ زیرگروه مستربچ‌های افزودنی است و در تهیه فیلم‌های پلیمری کاربرد بسیار زیادی داشته و قابل استفاده است. این ماده چسبندگی بین سطوح فیلم‌ها را کاهش می‌دهد.
3- مستربچ روشن کننده نوری: این نوع از مستربچ‌ها به رفع کدری و براق شدن محصولات کمک می‌کند، و به محصولات به خصوص مصنوعات پلاستیکی، جلای بیشتری می‌دهند. این نوع از مواد در تهیه و ساخت ظرف‌های یکبار مصرف، ساخت فیلم‌ها و انواع مصنوعات پلاستیکی، کاربرد بسیاری دارند.
4- مستربچ شفاف‌کننده: این مستربچ افزودنی، به شفاف شدن پلی پرولین در زمان فرایند، کمک شایانی می‌کند.
5- مستربچ آنتی استاتیک: این ماده دارای خواص ضد الکتریسیته ساکن است و سبب می‌شود تا گرد و غبار روی سطح محصول جذب نشود.
6- مستربچ آنتی‌اکسیدان: این محصول برای مقاوم کردن و پایدار کردن پلیمر استفاده می‌شود و همچنین برای مقاوم کردن و پایدار کردن پلیمر نیز استفاده می‌شود.
7- مستربچ پایدار کننده نور: این محصول افزودنی، برای پایداری رنگ محصولات پلیمری، در برابر تابش نور خورشید و اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌شود.
مستربچ‌ها مزایای فراوانی دارند که در زیر برخی از این مزایا لیست شده‌اند:
1- صرفه‌جویی در هزینه، انرژی و نیروی کار
2- استفاده کمتر از افزودنی‌ها و پیگمنت‌ها
3- کاهش فرآیند ذوب و بهبود آن
4- قابلیت حمل و جابجایی آسان
5- آلوده نبودن و سلامت محصول
6- پخش یکنواخت رنگ در سراسر محصول نهایی
7- بهبود فرآیند ذوب
8- کنترل پذیری کدری و یا شفافیت محصول
9- عدم نیاز به هزینه‌های پاکسازی و تمیزکاری
