دسته بندی مقاله ها

فرآیند تولید مستربچ‌های رنگی

مستربچ رنگی ترکیبی است تهیه شده از رنگدانه‌هایی با پایداری عالی که به صورت یکنواختی در پلیمر پراکنده شده اند. در واقع مستربچ‌های رنگی نوع جدیدی از رنگ‌های پلیمری است که برای تهیه محصولات پلیمری رنگی با پخش رنگ یکنواخت استفاده می‌شوند. این ترکیبات از چهار جزء اصلی تشکیل شده اند: رنگ‌دانه، پلیمر Carrier، پخش کننده و مواد افزودنی. مستربچ‌ها را می‌توان رنگ‌دانه غلیظ دانست و قدرت رنگ‌دهی آن‌ها بیشتر از خود رنگ‌دانه است.

رنگ‌دانه

رنگ‌دانه‌های آلی شامل قرمز فتالوسیانین، آبی فتالوسیانین، سبز فتالوسیانین، قرمز تیره، قرمز، زرد، زرد پر رنگ دائمی، بنفش پز رنگ دائمی، قرمز آزو و غیره است.

رنگ‌دانه‌های غیرآلی: قرمز کادمیوم، زرد کادمیوم، تیتانیوم دی اکسید، دوده، قرمز اکسید آهن و غیره است. مقدار خوراک ‌دهی رنگ‌دانه‌ها معمولا بین 15-40 درصد است.

مقایسه خواص و قابلیت رنگ‌دهی رنگ‌دانه، رنگ‌دانه‌های آلی و غیر آلی در جدول 1 آورده شده است:

جدول 1 خواص و قابلیت رنگ‌دهی رنگ‌دانه‌های آلی و غیر آلی

موردرنگ‌دانه آلیرنگ‌دانه غیرآلی
موادسنتزیطبیعی و سنتزی
چگالی نسبی1.2-2.03.5-5.0
حل شدن در حلال‌های آلی و پلیمرهاحل نشدنیحل نشدنی
شفافیت پلاستیکمات/ نیمه شفافمات
توانایی رنگ‌دهیمتوسطکم
پایداری نوریمتوسطکم
پایداری حرارتی200-260°C  500°C  حدود
پایداری شیمیاییمتوسطبالا
پدیده مهاجرتمتوسطکم

Carrier

از پلیمرهایی مانند ,PE, PP, ABS, PVC, PET PS, HIPS و غیره به عنوان Carrier استفاده می‌شود. مستربچ فوق العاده مستربچی است که Carrier آن با پلیمر محصول یکسان باشد. به این دلیل که سازگاری این دو باهم بهتر است؛ اما سیالیت Carrier را هم در نظر می‌گیرند.  برای مثال؛ برای پلیمرهای PP/PE از  LDPE ، ABS/PS از HIPS، PVC از CPE/SPVC به عنوان پلیمرهای Carrier استفاده می‌کنند. اغلب مقدار این Carrier در فرمولاسیون بین 50-80 درصد است.

پخش کننده

از پخش کننده علاوه بر بهبود پراکندگی یکنواخت رنگ‌دانه‌ها و جلوگیری از کلوخه‌ای شدن آن‌ها در Carrier، باعث افزایش سیالیت می‌شود. نکته حائز اهمیت این است که نقطه ذوب ماده پراکنده شده در پلیمر کمتر از خود آن باشد، بنابراین سازگاری خوبی با پلیمر داشته و تمایل خوبی برای ترکیب شدن با رنگ‌دانه دارد. متداول‌ترین پخش کننده‌های مصرفی عبارتند از  واکس پلی اتیلن، پلی اتیلن اکسید شده، پارافین مایع، ZnSt، CaSt، MgSt، barium laurate، گلیسرید. این مواد حدودا 15% به ترکیب افزوده می‌شوند.

افزودنی‌ها

افزودنی‌ها مانند بازدارنده شعله، روشن کننده، آنتی باکتریال، ضد الکتریسته ساکن، پایداری حرارتی و غیره هستند. معمولا این افزودنی‌ها در فرمولاسیون استفاده نمی‌شود مگر به درخواست مشتری.

به منظور یکنواختی رنگی شدن پلاستیک؛ ذرات رنگ‌دانه باید به اندازه کافی ریز باشند و توزیع یکنواختی در پلاستیک داشته باشند. پراکندگی رنگ‌دانه نه تنها بر ظاهر محصول رنگی (مانند لکه‌ها، رگه‌ها، درخشندگی رنگ و شفافیت) بلکه مستقیما بر کیفیت محصول رنگی نظیر استحکام، کشیدگی و مقاومت کهنگی تاثیر می‌گذارد. اگر اندازه ذرات رنگ‌دانه بیش از µm 30 باشد؛ سطح محصول دارای لکه‌ها و رگه‌هایی خواهد بود. هنگامی‌که اندازه ذرات بین µm 10-30 منجر به ماتی سطح محصول می‌شود. برای محصولات عمومی می‌توان از اندازه ذرات کمتر از µm 5 استفاده کرد. رنگ‌دانه‌هایی با اندازه ذراتی کمتر از µm 1 برای الیاف (قطر یک سیم µm 20-30) و فیلم‌های بسیار نازک (کمتر از µm 10) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

   جدول 2 شاخصی از میزان رنگ‌دهی رنگ‌دانه‌ها با اندازه ذرات مختلف

مورد توانایی رنگ دهی (%) مقدار ذرات با اندازه متفاوت (%)
    10-20  µm 10-5  µm 2.5-5  µm 2.5-1.5  µm < 1.5 µm
1 35 26 62 12 0 0
2 110 0 8 77 12 3
3 145 0 3 32 52 13
4 180 0 3 1 3 98

فرآیند تولید مستربچ‌های رنگی

روش تهیه مستربچ‌ها بدین صورت است که ابتدا رنگ‌دانه‌ها، Carrier و پخش کننده‌ به وسیله مخلوط‌کنی با سرعت بالا مخلوط می‌شوند. در این حین هم‌زن ضمن خرد شدن ذرات درشت‌تر رنگ‌دانه، آن‌ها را با واکس پلی‌اتیلن و دیگر افزودنی‌ها پیش آغشته می‌کند. به طور همزمان به دلیل دمای حاصل از اصطکاک اختلاط، رنگ‌دانه‌ها به سطح ذرات پلیمر چسبیده و سطح پلاستی سایز شده ایجاد می‌کند. سپس این مخلوط به کمک اکسترودر دو پیچه ذوب و کاملا مخلوط می‌شود تا محصول رنگی یکنواختی ایجاد شود و با عبور از قالب اکسترودر و خرد کردن خروجی آن، گرانول‌های مستربچ حاصل ‌شود.

در انتخاب اکسترودر دو پیچه مناسب برای تهیه مستربچ باید به این نکات توجه کرد:

  • قطر دو پیچه اکسترودر برای تهیه مستربچ رنگی کم باشد. زیرا که قابلیت پراکندگی اکسترودر با پیچه کوچک‌تر بهتر از بزرگ‌تر است.
  •  استفاده از Screen Changers، برای آسان‌تر تهیه کردن مستربچ‌های رنگی مختلف استفاده شود.
نمونه‌هایی از فرمولاسیون مستربچ رنگی آورده در ذیل آورده شده است:
مستربچ رنگی PP/PE
 مقدار رنگ دانه (%)مقدار پخش کننده (%)مقدار   (%)LDPE 
30-1030-5040رنگ قرمز
30-1010-3060رنگ زرد
30-2030-4040رنگ آبی
مستربچ رنگی PS/ABS
 مقدار رنگ دانه(%)مقدار پخش کننده (%)مقدار    (%)HIPS رنگ
20-1010-2070رنگ قرمز
30-1010-3060رنگ زرد
40-2020-4040رنگ آبی

مقاله های اخیر

مستربچ مشکی

دوده را می‌توان به عنوان یک افزودنی ایده‌آل در همه جا توصیف کرد؛ که از آن به عنوان رنگ‌دانه، تقویت کننده، محافظ اشعه UV و خواص آنتی استاتیک استفاده می‌کنند. گریدهای دوده معمولا بر اساس اندازه و ساختارشان تقسیم بندی می‌شوند. اکثرا ساختار آن‌ها به صورت کروی است، اما گاهی به صورت غیر کروی هستند.

پرکننده‌ها برای پلی الفین‌ها

اهمیت پرکننده‌ها و الیاف در پلی‌الفین‌ها در کامپاند پلی‌الفین‌ها از پرکننده‌ها و الیاف به منظور بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی استفاده می‌شود. افزودن پرکننده‌هایی نظیر الیاف شیشه به کامپاند پلی‌الفینی، منجر به تولید کامپوزیتی با خواص بهتر می‌شود. در حالی‌که نیاز به تکنیک‌ها و تجهیزات خاصی است که افزایش هزینه را به همراه دارد. از

رنگ در کامپاندهای پلاستیکی

یکی از الزامات صنعت پلاستیک، رنگ کردن قطعات تولیدی است. این موضوع گاهی آنقدر اهمیت پیدا می‌کند که می‌توان گفت رنگ قطعات به اندازه خود آن‌ها مهم است. مانند رنگ‌های مخملی موسوم به soft touch که نقش تعیین کننده‌ای در جلوه و انتخاب محصول توسط مشتری دارند. به طور کلی چهار روش برای تولید قطعات

ساختار PP و انواع آرایش یافتگی آن

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر نیمه بلوری است که از طریق پلیمریزاسیون منومر پروپیلن با استفاده از کاتالیزور زیگلر-ناتا تهیه می‌شود. گروه جانبی متیل می‌تواند موقعیت‌های مختلفی در ساختار داشته باشد. اگر تمام گروه‌های متیل در یک طرف زنجیر قرار داشته باشند isotactic به صورت متناوب قرار گرفته باشند syndiotactic  اگر به صورت تصادفی باشند،

شماتیکی از ساختار HDPE، LDPE و LLDPE

پلی اتیلن و انواع آن

پلی اتیلن یکی از پلیمرهای پرمصرف در جهان است. این پلیمر در دما و فشار بالا و با استفاده از کاتالیزورهای مختلف با فرمول n(CH2-CH2)، تولید می‌شود. روش‌های سنتزی مختلف منجر به ساختارهای گوناگونی از پلی اتیلن با چگالی‌، درجه بلورینگی، شاخص جریان مذاب و طول زنجیره‌های پلیمری مختلف می‌شوند، در نتیجه خواص مکانیکی متفاوتی

اسکرول به بالا