یکی از پرکاربردترین انواع مستربچ که در صنایع مختلف پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد، مستربچ سفید است. این ماده از ترکیب پلیمر پایه، دی اکسید تیتانیوم و افزودنی‌های دیگر حاصل می‌شود. تیتانیوم دی اکسید پس از کپسوله شدن در شرایط خاص، تحت دما و فشار بالا قرار می‌گیرد. در نهایت پس از سرد شدن، برش خورده می‌شود.
به دلیل اندازه متوسط ذرات تیتانیوم دی اکسید، رنگ زمینه خاص و بازتاب بالای نور در آن، خواص بی‌نظیری در مستربچ سفید حاصل می‌شود. در نتیجه با توجه به این خواص، از این محصول در انواع بسته‌بندی‌ها و پوشش‌دهی مختلف سطوح استفاده می‌شود. در این مقاله تصمیم داریم به بررسی مراحل و فرآیند تولید مستربچ سفید بپردازیم. برای شناخت بیشتر این ماده پیشنهاد می‌کنیم تا پایان همراه ما باشید.
تولید مستربچ سفید
به طور کلی برای تولید مستربچ سفید، مانند انواع دیگر مستربچ، چندین مرحله انجام می‌شود تا در نهایت محصول نهایی با بهترین کیفیت تولید شود. در زیر به طور مختصر به توضیح هرکدام از این مراحل می‌پردازیم.
۱-فرمولاسیون
همان‌طور که گفته شد، مراحل تولید مستربچ سفید همانند تولید انواع دیگر مستربچ است. در واقع می‌توان گفت تفاوت آن‌ها در نوع پلیمر و افزودنی‌هایی است که با یکدیگر ترکیب می‌شوند. فرمولاسیون که به عنوان مهم‌ترین و اولین مرحله‌ی فرایند تولید به شمار می‌آید، مرحله‌ای است که طی آن فرمول‌بندی دقیق ترکیبات مستربچ تعیین می‌شود. در این مرحله، میزان نسبت اجزای فرمولاسیون مانند رنگ‌ها و مواد افزودنی، با دقت بالا اندازه‌گیری و وزن می‌شوند. دقت داشته باشید که گاهی اوقات برای رسیدن به نتیجه‌ی مطلوب، مواد مختلف باید با سرعت بالایی با یکدیگر ترکیب شوند.
در حالت کلی فرمول ساخت مستربچ سفید به صورت زیر است.
مقدار ۴۰ تا ۸۰ درصد رنگدانه
استفاده از مقدار ۱۵ تا ۲۰ درصد رزین پایه از نوع پلی اتیلن
مقدار ۰ تا ۴۰ درصد مواد فیلر
۵ تا ۱۰ درصد پراکنده کننده نانوذرات
۰ تا ۵ درصد استفاده از کمک فرایند
و در نهایت ۰ تا ۲ درصد عامل پایدار کننده حرارتی
۲-خوراک دهی
در مرحله خوراک‌دهی، میزان تغذیه اجزای دستگاه، متناسب با خروجی که دارد تعیین می‌شود. در واقع می‌توان گفت در این مرحله است که نسبت معین خوراک اصلی دستگاه که عبارت است از پیگمنت و رزین پایه، به ترکیبات افزوده می‌شوند.
۳-اختلاط
این مرحله از موثرترین مراحل تولید مستربچ سفید است. در مرحله‌ی اختلاط، پلیمر مذاب و رنگدانه‌ها مخلوط می‌شوند. جهت ذوب کردن مخلوط، اختلاط مذاب در دمای مخزن تنظیم می‌شود تا توانایی تبدیل به گرانول و… را داشته باشد.
در حالت کلی مرحله اختلاط، از فرایند تولید مستربچ سفید با استفاده از دستگاه‌هایی مانند مخلوط‌کن‌های داخلی مانند بنبوری، مخلوط‌کن‌های داخلی مداوم، اکسترودر دو مارپیچ، مخلوط‌کن‌های با سرعت بالا همراه با اکسترودر تک مارپیچ و ماشین‌های تک مارپیچ انجام می‌شود.
در ایران، بهترین و مهم‌ترین دستگاه مورد استفاده در فرایند تولید مستربچ، اکسترودر است. در واقع می‌توان گفت با استفاده از این دستگاه در فرایند اختلاط، مواد موردنظر در داخل اکسترودر ریخته می‌شود تا از این طریق بتوانند با طی کردن مراحل مختلف تبدیل به گرانول شوند و از بخش اکستروژن خارج شوند. مراحل مختلف تبدیل مواد اولیه به گرانول به صورت زیر است.
قدم اول خیس خوردن رنگدانه‌ها و پلیمر پایه است.
در قدم بعدی پلیمر پایه با افزودنی‌های دیگر ترکیب می‌شود.
در مرحله‌ی سوم فرایند ذوب کردن انجام می‌شود.
در پایان برای جلوگیری از کلوخه شدن، عمل مخلوط کردن انجام می‌شود.
روش های مختلف اختلاط مواد اولیه
فرایند اختلاط در تولید انواع مختلف مستربچ با استفاده از دو روش پیش اختلاط و روش تسهیم خوراک انجام می‌شود. برای تولید مستربچ سفید که از تیتانیوم دی اکسید تشکیل شده است از روش تسهیم خوراک استفاده می‌شود. از این رو در این مطلب تنها به توضیح روش تسهیم خوراک بسنده می‌کنیم.
در این روش، برخلاف روش پیش اختلاط که از همان ابتدا، همه‌ی مواد با یکدیگر مخلوط، سپس ذوب می‌شوند؛ فرایندهای تولید و اختلاط از یکدیگر مجزا هستند. به این صورت که در مرحله‌ی اول، پلیمر پایه به صورت جداگانه وارد مخزن می‌شود و پس از وزن کشی، بر اساس اندازه‌ای که در مرحله‌ی فرمولاسیون تعیین شده است ذوب می‌شود و در نهایت وارد دستگاه اکسترودر می‌شود.
در قدم بعدی، پودر پیگمنت، رنگدانه‌ها و عامل‌های سازگار کننده توسط دستگاه مخلوط‌کن، با سرعت بالا مخلوط می‌شوند. سپس بعد از وزن کشی با توجه به اندازه‌ی تعیین شده در فرمولاسیون، به مواد مذاب پلیمری موجود در اکسترودر افزوده می‌شوند.
روش تسهیم خوراک نسبت به روش پیش اختلاط از سرعت کمتری برخوردار است اما در مقابل، مستربچ‌های تولید شده توسط این روش کیفیت بالاتری دارند. در واقع با توجه به این‌که رنگدانه‌ها و عامل‌های سازگار کننده بعداز ذوب شدن اضافه می‌شوند، رنگ‌دهی بالاتری ایجاد می‌کنند. روش تسهیم خوراک بیشتر در تولید مستربچ‌های کربن بلک و تیتانیوم دی اکسید که همان مستربچ سفید است، به کار می‌رود.
۴-الک کردن
مرحله چهارم یا پایانی در تولید مستربچ سفید، مرحله‌ی الک کردن است. این مرحله در واقع جهت چک کردن و اطمینان پیدا کردن از اندازه گرانول مستربچ به کار می‌رود. مستربچ نهایی اگر دارای اندازه‌های متناسب و محکم باشد، مصرف‌کننده در فرایند تولید، با مشکل خوراک‌دهی مواجه نمی‌شود. در این صورت با استفاده از مرحله الک کردن می‌توان از نبودن مستربچ‌های با اندازه خیلی بزرگ یا کوچک اطمینان حاصل کرد.
جمع بندی
از کاربردهای مستربچ سفید می‌توان به استفاده از آن در صنایع مختلفی مانند تولید لوازم آرایشی بهداشتی، صنایع حمل‌ونقل، خودروسازی و… اشاره کرد. تولید مستربچ سفید با توجه به کاربردهای بیشماری که دارد، از اهمیت بالایی برخوردار است. به طور کلی رنگدانه‌های موجود در این نوع مستربچ، از نوع کلسیم کربنات و دی اکسید تیتانیوم است که در یک بستر پلیمری تولید می‌شوند. پلیمر پایه به کار رفته در ساخت مستربچ سفید، از نوع پلی اتیلن است.
در این مقاله تلاش کردیم شما را با روش تولید مستربچ سفید آشنا کنیم. همان‌طور که گفته شد تولید این مستربچ همانند انواع دیگر مستربچ از یک الگوی کلی تبعیت می‌کند. در واقع تفاوت آن‌ها می‌تواند در نوع مواد اولیه و روش مختلف اختلاط باشد. امیدواریم با خواندن این مقاله، به پاسخ سوال‌های خود در مورد روش تولید مستربچ رسیده باشید.
