فهرست مطالب
مستربچ مشکی چیست و چه ویژگی هایی دارد؟
یکی از تقویت کننده ها و افزودنی هایی که در دنیای امروزی دارای کاربردهای فراوانی می باشد مستربچ مشکی است. با توجه به این مسئله که نیازهای مختلف در صنایع فقط با زنجیره های پلیمری تولید شده برطرف نمی شود، افزودنی هایی به پلیمرها جهت تامین نیاز صنایع اضافه می شود. در واقع این ترکیبات همان مستربچ می باشد. یکی از این ترکیبات پرطرفدار علاوه بر مستربچ رنگی، مستربچ مشکی است که خاصیت توزیع مناسب آن از جمله خصوصیات مهم این ترکیب به شمار می‌رود. این خصوصیت در مستربچ مشکی موجب پخش شدن این ترکیب در پلیمر مورد نظر شده است.
بر اساس برخی آمار، مستربچ مشکی دومین مستربچ رنگی مصرفی در سراسر جهان است. به لطف مزایای برجسته، مستربچ مشکی به طور گسترده در محصولات مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. همانطور که می دانیم، مستربچ رنگی نقش حیاتی در ایجاد ظاهری جذاب برای محصولات پلاستیکی دارد. بر اساس برخی گزارش‌ها، اندازه بازار مستربچ‌های مشکی در سال 2021 چیزی حدود 2.4 میلیارد دلار ثبت شده است.
در ادامه به مواد تشکیل دهنده مستربچ مشکی و کاربرد آن می‌پردازیم.
مستربچ مشکی از چه موادی تشکیل شده است؟
مستربچ مشکی ترکیبی از رنگدانه کربن سیاه است که با رزین بکر و مواد افزودنی خاص به شکل دانه ای و گرانول ترکیب شده است. بسته به نیازهای محصولات نهایی، این اجزا به همراه نسبت متناسب با آن تنظیم و سفارشی می شوند و کاملاً انتظارات مشتریان را برآورده می کنند.
در حالت کلی مستربچ از ترکیب دوده و پلیمر تولید می شود. برای صنایع پلاستیک استفاده از دوده پلاستیک گرید مجاز است چون استفاده از این دوده خواص را در پلیمر تغییر نمی دهد.
پلیمر
با توجه به مطالب گفته شده دانستیم که نیازهای صنایع فقط با پلیمرها برطرف نمی‌شود. پس لازم است برای تقویت خواص معین و مشخصی از آن ها ترکیباتی به پلیمرها اضافه شود. در واقع پلیمر پایه اصلی مستربچ است. پلیاستایرن، پلیمرهای آلکیدی، پلی‌اتیلن، پلی پروپیلن و … از جمله انواع پلیمرها محسوب می شوند.
افزودنی
همانطور که گفته شد جهت تقویت و یا تغییر پلیمرها به آن ها افزودنی هایی اضافه می شود. از جمله افزودنی ها می توان افزودنی هایی که خاصیت پلیمر ها را تقویت می کنند، پرکننده ها و پیگمنت ها را نام برد. دوده افزودنی مجاز به پلیمرها در مستربچ مشکی است.
عامل سازگار کننده
دغدغه ذهنی بسیاری از تولیدکنندگان چگونگی رنگ کردن ترکیبات پلیمری و افزودنی ها می باشد. جهت دریافت رنگ مخصوص توسط این ترکیبات لازم است که همراه پلیمری سازگار با محصول نهایی ترکیبی از رنگ و افزودنی را که معمولا به شکل مذاب است در پلیمر پایه پخش و توزیع کرد. ناگفته نماند که تجهیزات و دستگاه ها هم تاثیر زیادی بر مستربچ تولید شده دارند.
اگر تمایل دارید در خصوص مستربچ سفید و انواع آن اطلاعاتی کسب کند، کلیک کنید.
نحوه ایجاد براقیت در مستربچ مشکی
ایجاد براقیت در مستربچ مشکی گامی مهم در فرآیند تولید محصولات پلاستیکی است. محصولات مشکی براق مانند قطعات خودرو، بسته بندی و کالاهای مصرفی به سطح بالایی از درخشندگی نیاز دارند تا جذابیت زیبایی خود را افزایش دهند. با این حال، دستیابی به سطح براقیت عالی می تواند چالش برانگیز باشد، به خصوص زمانی که با مستربچ مشکی سروکار دارید.
اولین قدم در ایجاد براقیت در مستربچ مشکی، انتخاب رنگدانه مناسب است. انتخاب رنگدانه ای که غلظت بالایی داشته باشد و دارای خواص پراکندگی عالی باشد ضروری است. رنگدانه با کیفیت بالا باعث می شود که مستربچ مشکی رنگی یکنواخت و روکشی صاف داشته باشد.
مرحله دوم اضافه کردن یک رزین حامل مناسب به مستربچ مشکی است. رزین حامل به عنوان روان کننده عمل می کند و جریان پلیمر را در طول فرآیند تولید افزایش می دهد. یک رزین حامل با فرمول مناسب سطح براقیت محصول نهایی را بهبود می بخشد.
مرحله سوم بهینه سازی فرآیند اکستروژن است. فرآیند اکستروژن نقش بسزایی در سطح براقیت نهایی محصول دارد. حفظ دما، سرعت و فشار مناسب در طول فرآیند اکستروژن ضروری است. یک تغییر کوچک در هر یک از این پارامترها می تواند منجر به تغییر قابل توجهی در سطح براقیت نهایی شود.
علاوه بر مراحل فوق، اطمینان از تمیز بودن و نگهداری تجهیزات تولیدی نیز مهم است. هر گونه آلودگی یا ناخالصی در تجهیزات می تواند بر سطح براقیت محصول نهایی تأثیر بگذارد.
در نتیجه، ایجاد براقیت در مستربچ مشکی مستلزم بررسی دقیق چندین عامل است. انتخاب رنگدانه مناسب، رزین حامل و بهینه سازی فرآیند اکستروژن، مراحل ضروری برای دستیابی به سطح براقیت عالی است. با رویکرد صحیح، می توان یک مستربچ مشکی بسیار براق ایجاد کرد که جذابیت زیبایی شناسی محصولات پلاستیکی را افزایش می دهد.
انواع مستربچ مشکی
مستربچ مشکی در انواع مختلفی موجود است که هر کدام ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فردی دارند. رایج ترین انواع مستربچ سیاه عبارتند از:
مستربچ استاندارد مشکی
مستربچ مشکی استاندارد رایج ترین نوع مستربچ مشکی است. حاوی غلظت بالایی از رنگدانه های سیاه و رزین های حامل، به طور معمول پلی اتیلن یا پلی پروپیلن است. مستربچ استاندارد مشکی برای کاربردهای مختلف مانند بسته بندی، ظروف و کالاهای مصرفی مناسب است.
مستربچ مشکی تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش
مستربچ مشکی تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش حاوی افزودنی های اضافی است که از محصولات در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند که می تواند باعث تغییر رنگ، تخریب و ترک شود. مستربچ سیاه تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش برای کاربردهای خارج از منزل مانند کشاورزی، ساخت و ساز و حمل و نقل ایده آل است.
مستربچ مشکی بهداشتی ( درجه غذایی )
مستربچ سیاه بهداشتی درجه مواد غذایی به طور ویژه برای مطابقت با مقررات تماس با مواد غذایی، مانند FDA، اتحادیه اروپا، یا BfR فرموله شده است. این شامل رزین های حامل است که برای استفاده در بسته بندی، نگهداری و حمل و نقل مواد غذایی بی خطر هستند.
مستربچ مشکی رسانا
مستربچ سیاه رسانا حاوی ذرات کربن سیاه است که رسانایی الکتریکی را برای پالت فراهم می کند و آن را برای کاربردهای مختلف الکتریکی یا الکترونیکی مانند بسته بندی، سینی ها و محفظه ها مناسب می کند.
مستربچ مشکی ضدشعله
مستربچ سیاه بازدارنده شعله حاوی مواد افزودنی است که به پالت مقاوم در برابر شعله می پردازد و آن را برای کاربردهای مختلف مانند ساخت و ساز، حمل و نقل و برق مناسب می کند.
می توانید از قیمت روز مستربچ نیز مطلع شوید.
مزایای استفاده از مستربچ مشکی در رنگ آمیزی
در مقایسه با سایر روش‌های رنگ‌آمیزی، به نظر می‌رسد که مستربچ مشکی به دلیل ترکیب آن، بهینه‌ترین نوع رنگ‌آمیزی محصولات است. بر خلاف رنگدانه که معمولاً به صورت پودر است، مستربچ مشکی به صورت دانه ای است. این شکل چندین مزیت را به تولید کنندگان می دهد.
پراکندگی عالی مستریچ مشکی
بزرگترین مزیت مستربچ مشکی قطعا پراکندگی عالی است. بر خلاف رنگدانه ها، مستربچ مشکی به طور یکنواخت روی سطح محصولات پخش می شود، زیرا شامل رزینی است که قبلاً در محصولات نهایی استفاده شده است، بنابراین ثبات رنگ محصولات را افزایش می دهد.
بهبود خواص محصولات نهایی
ثانیاً، استفاده از انواع مستربچ به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا افزودنی های دیگری را برای عملکردهای بیشتری مانند مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر سایش و … ( مستربچ افزودنی ) اضافه کنند، از این رو، به طور قابل توجهی خواص مکانیکی کلی محصولات نهایی را بهبود می بخشد.
مقرون به صرفه بودن
این قطعاً در مقایسه با ترکیب، یک امتیاز مثبت استفاده از مستربچ مشکی است. اگرچه هر دوی آنها به صورت مستربچ هستند، اما ترکیب به دلیل فرآیند ساخت پیچیده آن، بسیار گران است. در حالی که مستربچ مشکی به راحتی با فناوری ساده تولید می‌شود، بنابراین در روش‌های رنگ‌آمیزی به بهترین وجه تبدیل می‌شود.
به لطف مزایای برجسته آن، تقاضا برای مستربچ سال به سال شاهد رشد قابل توجهی بوده است و آن را به دومین سهم بزرگ در مصرف کلی مستربچ تبدیل کرده است. این رشد عمدتاً ناشی از افزایش نیاز به محصولات پلاستیکی نوآورانه و جذاب است.
ویژگی های تجهیزات به کار رفته در تولید مستربچ مشکی
یکی از ویژگی‌های مهم تجهیزات به کار رفته در تولید مستربچ با کیفیت بالا توانایی ایجاد نیروی مناسب برای مخلوط ترکیبات موجود است. یکی دیگر از ویژگی‌های این تجهیزات توانایی کنترل ترکیبات است چون کیفیت پلیمرها و افزودنی ها در دماهای پایین به دلیل خوب ترکیب نشدن پایین خواهد بود و در دمای بالا چسبندگی و لزجت ماده از بین خواهد رفت، چون پلیمر در دمای بالا به شکل مذاب و خمیری در می آید. در این حالت امکان دارد زنجیره‌های اصلی آن پاره شود. زمانی که پلیمر دارای چسبندگی زیادی می باشد، بهترین زمان جهت افزودن افزودنی ها به مستربچ مشکی است. چون این زمان برای ترکیب شدن افزودنی ها بسیار مناسب می باشد. لازم به ذکر است که در این صورت ماده چسبندگی خوبی نیز خواهد داشت.
کاربرد مستربچ مشکی
امروزه در صنعت، مستربچ مشکی کاربرد های زیادی دارد. در صنایع ایران به دو دلیل این مستربچ رنگی به کار می رود.
- رنگ دهی به پلیمرهای پایه
- تقویت پلیمرها
ترکیبات ساخته شده از این مستربچ همیشه دارای رنگ مشکی هستند. البته در تولید محصولات دیگر نیز از مستربچ مشکی استفاده می شود. این محصولات شامل موارد زیر است:
- لوله و اتصالات بر اساس استانداردها در اندازه های مختلف و گوناگون
- ظروف مواد غذایی
- کیسه های پلاستیکی مختلف مثل کیسه های زباله
- محصولات به وجود آمده از طریق تزریق پلاستیک
- قطعات گوناگون خودرو
- لوازم خانگی
- کارتون پلاست های محکم و استفاده از آنها در کاربردهای مختلف
5 کاربرد رایج مستربچ مشکی
در ادامه توضیح می دهیم که مستربچ مشکی چگونه به طور موثر در طیف گسترده ای از محصولات مورد استفاده قرار می گیرد.
صنعت خودروسازی
همانطور که ممکن است ندانید، خودروسازی بزرگترین صنعت مصرف نهایی برای بازار مستربچ های مشکی است. از آنجایی که پلاستیک به تدریج با هدف کاهش وزن کلی و کاهش هزینه تولید در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار گرفت، تقاضا برای مستربچ مشکی به سرعت در حال افزایش است.
خودرو بزرگترین صنعت مصرف نهایی برای بازار مستربچ مشکی است
به طور کلی، مستربچ رنگ مشکی در ترکیبات مهندسی تعبیه شده است تا ظاهری جذاب برای محصولات نهایی ایجاد کند. به طور معمول، این ماده در کاربردهای خارجی مانند بدنه خودرو، سپر، لنز چراغ جلو، نوارهای محافظ کنار بدنه، پروفیل های آب بندی پنجره ها و لاستیک ها استفاده می شود.
مستربچ مشکی نه تنها سطح بالایی از ماندگاری رنگ را ارائه می دهد، بلکه حاوی تقویت کننده های مختلف و افزودنی های خاص است که به طور موثر رنگ ها را حفظ می کند و همچنین از تخریب سطح محصولات شما توسط عوامل خارجی جلوگیری می کند. به عبارت دیگر، افزودن مستربچ رنگ مشکی به طور قابل توجهی عملکرد محصول نهایی شما را افزایش می دهد و عمر مفید آن را افزایش می دهد.
فیلم های بسته بندی
یکی دیگر از کاربردهای رایج مستربچ مشکی، فیلم های بسته بندی است (مانند کیسه های زباله، کیسه های خرید و …) به لطف فرم دانه ای، به طور یکنواخت روی سطح محصول نهایی پخش می شود. علاوه بر این، تولیدکنندگان به راحتی می‌توانند فرمول را به همراه نرخ بارگذاری تنظیم کنند تا آن را با محصولات نهایی مطابقت دهند.
مستربچ مشکی به طور گسترده در فیلم های بسته بندی (کیسه های زباله، کیسه های خرید و …) استفاده می شود.
لوله ها
لوله ها، نرده ها، نرده های عرشه و … از جمله رایج ترین کاربردهای اکسترود شده مستربچ های مشکی هستند. نه تنها ظاهر جذابی را به محصولات نهایی ارائه می دهد، بلکه به ایجاد یک لایه محافظ نیز کمک می کند که از تخریب سطح محصول نهایی و همچنین افزایش مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر سایش توسط مواد شیمیایی جلوگیری می کند.
صنعت ژئوممبران
صنعت ژئوممبران به طور سنتی از ترکیبات از پیش رنگی استفاده می کند، اما تولیدکنندگان ژئوممبران بیشتر در حال افزودن مستربچ به رزین بکر هستند. نقش مستربچ و کربن سیاه این است که محافظت بهینه در برابر اشعه ماوراء بنفش و حرارتی از غشاء را فراهم کند. از آنجایی که کربن سیاه یکی از موثرترین و پرکاربردترین تثبیت کننده نور برای مواد پلاستیکی است، معمولاً برای بهبود توانایی مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش ژئوممبران در مستربچ تعبیه می شود.
علاوه بر این، به دلیل خواص شیمیایی منحصر به فرد خود، کربن سیاه فرآیند تخریب را که در پلیمر رخ می دهد، محدود می کند. با این حال، بسیاری از انواع مستربچ حاوی بسته های آنتی اکسیدانی اضافی هستند که محافظت طولانی مدت از گرما و همچنین ایمنی پردازش را فراهم می کند.
مستربچ مشکی بازیافت شده برای کاربردهای مختلف
با توجه به ارائه مقرون به صرفه، خط جدیدی از مستربچ های مشکی که حاوی 100٪ محتوای بازیافتی هستند، معرفی شده است. گفته می شود که از 100% کربن سیاه بازیافت شده از لاستیک های پس از مصرف و رزین پلی اتیلن (PE) از جریان بازیافتی ساخته شده است، بنابراین به سازندگان کمک می کند تا در هزینه ها صرفه جویی کنند و همچنین عملکردی مشابه بسیاری از گریدهای استاندارد کربن سیاه داشته باشند.
از نقطه نظر پایداری، استفاده از محتوای 100% بازیافتی مزایای عمده ای را به همراه دارد. هر تن ماده اولیه مصرفی در فرآیند بازیافت منجر به حذف یک تن نفت در فرآیند تولید و 1.4 تن انتشار CO2 می شود. رنگ سیاه در قالب مستربچ باعث صرفه جویی در هزینه از 5٪ تا 10٪ نسبت به نمرات استاندارد می شود و می تواند در بسیاری از کاربردهای سنتی مانند فیلم، ورق و اقلام قالب گیری استفاده شود.
عوامل موثر در میزان درصد استفاده از مستربچ مشکی
در حالت کلی در ترکیبات در بازه ۰ تا ۵۰ درصد از مستربچ استفاده می شود. اما برای اینکه بدانیم برای ترکیب دقیق این محصول چند درصد باید استفاده شود، عواملی را مد نظر قرار می دهیم:
- افزودنی مورد استفاده چه کیفیتی دارد؟
- غلظت نهایی محصول به چه میزان است؟
- ورق تولیدی چقدر ضخامت دارد؟
- خاصیت های درخواستی استاندارد قطعه کدامند؟
مزایای استفاده از مستربچ مشکی
می توان با استفاده از مستربچ بازدهی و سود محصول نهایی را افزایش داد، چون نیازی نیست که با وجود این ترکیبات انرژی، نیروی کار و هزینه جهت ایجاد ترکیبات مناسب با پایه ملی پلیمری صرف کرد. به علاوه به دلیل آماده شدن مستربچ از قبل، پیگمنت و رنگدانه ها در آن محیط پراکنده نمی شوند و این در حفظ سلامتی کارگران بسیار موثر خواهد بود. یکی دیگر از مزیت های به کارگیری مستربچ مشکی این است که مستربچ در رنگدانه ها و افزودنی ها در محصول به صورت یکنواخت توزیع می‌شود. رنگ موجود در این مستربچ دارای دوام و پایداری زیادی است.
چون دستگاه ها و تجهیزاتی که در تولید این مستربچ به کار رفته است، کیفیت بالایی دارند. مواد و افزودنی ها در این تجهیزات با نیروی مناسب و در زمان مناسب ترکیب می شود. از مزایای دیگر استفاده از این مستربچ این است که به دلیل سازگاری بالای مستربچ های تولید شده با پلیمر ها، فرایند ذوب بهتر و آسان تر انجام می گیرد.
نرخ افزودن مستربچ یا افزودنی چقدر است؟
سلام دوست عزیز
مقدار مستربچ که برای ایجاد رنگ ( تا رسیدن به رنگ مورد نظر ) لازم است به ماده پایه اضافه شود به عنوان نرخ افزودن شناخته می شود و معمولاً به صورت درصد بیان می شود.
نرخ افزودن معمولی برای مستربچ ها بسته به رنگدانه های مورد استفاده و پلیمر پایه بین 1 تا 5 درصد است، اما در برخی موارد می تواند به 30 تا 40 درصد برسد.
چه چیزی یک مستربچ مشکی را سیاه می کند؟
سلام دوست عزیز
پاسخ در رنگدانه های استفاده شده در مخلوط نهفته است. به طور معمول، یک مستربچ مشکی حاوی ترکیبی از کربن سیاه و رنگدانه های دیگر است. کربن سیاه نوعی دوده است که در اثر احتراق ناقص هیدروکربن ها ایجاد می شود. این یک رنگدانه بسیار مؤثر است که معمولاً برای ایجاد پلاستیک و لاستیک سیاه رنگ استفاده می شود زیرا توانایی جذب نور و ایجاد ثبات رنگ عالی را دارد. علاوه بر کربن سیاه، ممکن است رنگدانه های دیگری به مستربچ اضافه شود تا به سایه ها یا خواص خاصی دست پیدا کنید. به عنوان مثال، برخی از مستربچ‌های سیاه ممکن است حاوی رنگدانه‌های آبی یا سبز برای ایجاد رنگ سیاه سردتر یا خاموش‌تر باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است شامل رنگدانه‌های قرمز یا زرد برای ایجاد رنگ گرم‌تر یا قهوه‌ای مایل به سیاه باشند.
فرآیند ایجاد مستربچ مشکی بسیار خاص است و نیاز به دقت و تخصص دارد. رنگدانه ها باید به دقت مخلوط شده و در سراسر مواد پلاستیکی پخش شوند تا اطمینان حاصل شود که رنگ ثابت و یکنواخت است. این به تجهیزات تخصصی و تکنسین های ماهری نیاز دارد که شیمی پیچیده پردازش پلاستیک را درک کنند.
در نتیجه، یک مستربچ سیاه به دلیل ترکیب رنگدانه های مورد استفاده در مخلوط، سیاه است و کربن بلک رایج ترین رنگدانه مورد استفاده است. فرآیند ایجاد یک مستربچ مشکی پیچیده است و به تخصص و تجهیزات تخصصی برای اطمینان از رنگ ثابت و یکنواخت در سراسر مواد پلاستیکی نیاز دارد.