فیلم‌های پلیمری ممکن است در اثر رول شدن و طولانی‌شدن مدت زمان نگهداری در انبارها، دچار خاصیت چسبندگی شوند. در این حالت باز کردن رول فیلم، به سختی انجام می‌شود. برای رفع این مشکل، مستربچ آنتی بلاک که نوعی لیز کننده با خاصیت ضد چسبندگی است مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این محصول به عنوان یک مستربچ افزودنی، لایه‌های فیلم صیقلی شده و اصطکاک دستگاه‌های تولیدی نیز کاهش پیدا می‌کند. یکی از عوامل مهم در کیفیت فیلم‌های پلیمری، میزان لیز بودن یا سرخوری آن است که با ضریب اصطکاک سطح رابطه عکس دارد. به همین منظور در این مقاله به بررسی انواع مستربچ و نحوه عملکرد مستربچ anti-block پرداخته خواهد شد.
معرفی مستربچ آنتی بلاک
مستربچ anti block نوعی افزودنی است که به مواد پلیمری جهت خواص لغزندگی در تولید فیلم‌های پلی‌اتیلنی، پلی پروپیلنی و … افزوده می‌شود. با اضافه کردن این افزودنی‌ها به سطح لایه‌های فیلم، از چسبندگی‌های احتمالی جلوگیری می‌شود. این فیلرها تا حدودی از شفافیت فیلم نیز کم می‌کنند به همین دلیل سایز و نحوه توزیع ذرات مستربچ، جزء پارامترهای مهم و تأثیرگذار بر کنترل چسبندگی است. بر این اساس ذرات بزرگ و بی‌نظم جهت ایجاد خواص ضد چسبندگی، مؤثرتر و بهتر عمل می‌کنند اما به دلیل این که باعث کدر شدن و عدم شفافیت در سطح لایه‌های فیلم می‌شوند، روشنی و نور کمتری در محصول ایجاد می‌کنند. به طور میانگین سایز ذرات به کار رفته در مستربچ ضد چسبندگی، ۴ تا ۸ میکرومتر است اما گاهی اوقات در بین این ذرات، تعدادی وجود دارند که سایز آن‌ها از ضخامت لایه‌های فیلم بیشتر است.
تهیه مستربچ آنتی بلاک
این مستربچ متشکل از پودر پلی‌اتیلن به میزان ۶۰ درصد از کل ترکیبات و منیزیم سیلیکات خشک شده به مقدار ۳۰ درصد و اروئیک اسید آمید با تناسب ۱۰ درصد است. به این صورت که همه اجزاء در قسمت گراویمتر اکسترودر، اندازه‌گیری شده سپس پلی اتیلن و منیزیم سیلیکات داخل مخلوط کن ریخته می‌شود تا مخلوط همگنی به دست آید.
حال در این مرحله اروئیک اسید نیز به مواد درون مخلوط کن اضافه شده و مجدداً همه اجزاء با هم مخلوط می‌شوند. در مرحله بعد مواد ترکیب شده، وارد قیف اکسترودر شده تا تحت تأثیر گرمای هیترهای احاطه شده از ناحیه تغذیه تا انتهای دای، ذوب شوند. مواد مذاب پس از عبور از صافی دای و جدا سازی ناخالصی‌ها، وارد بخش خنک‌سازی می‌شوند. بعد از مرحله خنک کردن و برش، محصول تولیدی آماده عرضه به بازار می‌شود.
ویژگی‌های مستربچ آنتی بلاک
پایه اصلی تهیه انواع مستربچ آنتی بلاک، انواع مواد پلیمری و رزین‌ها به ویژه پلی‌اتیلن است. بعضی از انواع افزودنی‌ها حاوی مقادیری از اکسید آهن هستند که این ترکیب باعث تسریع اثر تخریب عامل‌های ضد الکتریسیته ساکن در لایه‌ها می‌شود. افزودنی‌های ضد چسبندگی از قیمت پایینی نیز برخوردار هستند به همین دلیل استفاده از آن‌ها در فیلم‌های پلیمری مقرون به صرفه است. هر کدام از انواع مستربچ anti block رنگ خاصی دارند، این مستربچ‌ها همچنین از ثبات رنگ برخوردار هستند.
در واقع یک مستربچ خوب دارای هماهنگی ویژه‌ای از نظر ترکیبات پلیمری با مواد و محصول آماده تولید، است. انواع مستربچ دارای غلظت یکنواخت و درصد مناسبی از افزودنی‌ها است. مستربچ‌ها علاوه بر ایجاد خاصیت ضد چسبندگی در فیلم‌های تولیدی، از چاپ پذیری بالایی نیز برخوردارند.
نحوه عملکرد مستربچ آنتی بلاک
بر اساس نیروی واندروالسی مولکولی، لایه‌ها در فیلم تمایل حرکت به سمت یکدیگر دارند که باعث چسبندگی در لایه‌ها می‌شود. یکی از راه‌های مقابله با این نیرو، استفاده از مستربچ آنتی بلاک از طریق ساختار سطحی و از بین بردن نیروی واندروالسی بین مولکول‌ها است. در واقع استفاده از مستربچ آنتی بلاک سبب لیز شدن و از بین بردن خاصیت چسبندگی در حین باز کردن رول فیلم‌های پلیمری می‌شود.
روش عملکرد مستربچ به این طریق است که به لایه بیرونی سطح مهاجرت کرده و با اثر لغزندگی، منجر به کاهش اصطکاک در روی سطح می‌شوند. همان‌طور که در بالا اشاره شد ذرات بزرگ دارای قابلیت اثربخشی بهتری بر روی سطح هستند اما از طرفی در خواص نوری اثر معکوس دارند. لذا برای رفع مشکل کدری و ایجاد شفافیت در فیلم، از آمیدهای آلی همراه با سایر افزودنی‌های دیگر استفاده می‌کنند. میزان تأثیر مستربچ anti block بر روی فیلم توسط تست تعیین خاصیت ضریب اصطکاک با توجه به آزمون ASTM D-3354 Parallel Plain Method قابل سنجش است.
انواع مستربچ آنتی بلاک
افزودنی‌های زیادی برای مقابله با نیروی چسبندگی در فیلم‌ها وجود دارد که هر کدام شرایط ویژه‌ای دارند. برخی از افزودنی‌های معدنی دارای سختی کمتری نسبت به بقیه هستند بنابراین نیاز به همراهی با دیگر افزودنی‌ها در ترکیبات پلیمری دارند.
تالک یکی از انواع مستربچ آنتی بلاک است که باعث ایجاد خیس شدگی عمیق و پراکندگی بهتر در ترکیبات می‌شود. دیاتومیت یا سیلیکا نیز بعد از تالک از مهم‌ترین مستربچ‌های آنتی بلاک محسوب می‌شود که با مقدار مصرف کم آن باعث ایجاد خواص ضد چسبندگی قوی می‌گردد.
کاربرد مستربچ آنتی بلاک
این نوع مستربچ از بستن و جمع شدگی فیلم‌های پلی آلفین در هنگام فرآیند تولید و تبدیل شدن به محصول نهایی جلوگیری می‌کند. انواع مستربچ آنتی بلاک، باعث ایجاد وضوح و شفافیت بالا در لایه‌های فیلم می‌شوند. این مستربچ همچنین با خاصیت جذب کم روغن، باعث می‌شود در واکنش با افزودنی‌های مهاجر، مقاومت نشان دهد. به طور کلی مستربچ آنتی بلاک با کیفیت و ماندگاری بالا در انواع فیلم‌های پلی‌اتیلنی، پلی استایرنی، پلی پروپیلنی جهت ایجاد لغزندگی و عدم چسبندگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان نمونه، این محصول در تولید فیلم‌های بسته‌بندی محصولات مانند نایلون‌های صیفی‌جات و دیگر انواع نایلون شیرینگ صنعتی کاربرد دارد.
مزایای استفاده از مستربچ آنتی بلاک
استفاده از مستربچ anti block باعث ایجاد یک سری شرایط مناسب و ایده‌آل برای تولیدکننده و نیز مصرف کننده می‌شود. این مزایا عبارتند از:
- آسانی و راحتی در حمل و انتقال محصولات تولیدی شامل مستربچ
- سهولت در باز کردن رول و لفاف فیلم‌های پلیمری مانند انواع سلفون و نایلکس
- ایجاد سازگاری در واکنش با انواع ترکیبات پلیمری
- کاهش هزینه‌های اضافی محتمل بر صنایع تولیدی
- مساعد کردن شرایط تولید و ذوب مواد اولیه
- ایجاد یکنواختی در نحوه پخش و توزیع رنگ‌های سطوح و نقاط مختلف محصول
- آلودگی کمتر زیست محیطی و خطر کمتر آن برای انسان و دیگر جانداران موجود در طبیعت
جمع‌بندی
مستربچ آنتی بلاک با دارا بودن خواص بازشوندگی، یکی از انواع افزودنی در ترکیبات پلیمری گوناگون است. این مستربچ از طریق ورود کردن به سطوح لایه‌های انواع فیلم، باعث ایجاد خواص ضد چسبندگی و سهولت در باز کردن فیلم‌های رولی می‌شود. در واقع مستربچ، سطح را صیقلی کرده و اصطکاک بین لایه‌ها را کمتر می‌کند. همراه با مستربچ anti block از افزودنی‌های شیمیایی دیگر حاوی اکسید آهن، جهت شفافیت و وضوح بالا در فیلم‌ها استفاده می‌شود. این مستربچ‌ها همچنین جهت کاهش اصطکاک بین قطعات پلاستیکی تولید شده مانند انواع سرنگ و دیگر تجهیزات پزشکی کاربرد دارند.
