تفاوت مستربچ و کامپاند در چیست؟
مستربچ و کامپاند هر دو مواد پلیمری هستند که با افزودن ادتیو به مواد پایه بدست می‌آیند برای اینکه تفاوت مستربچ و کامپاند را درک کنیم بهتر است در ابتدا به تعریف افزودنی‌های پلیمری (Additive) بپردازیم.
ادتیو یا افزودنی پلیمری چیست؟
افزودنی‌های پلیمری در واقع دسته‌ای از افزودنی های شیمیایی هستند که در کنار مواد پلیمری، مشخصات فیزیکی و مکانیکی جدیدی به پلیمر، یا پلاستیک، عرضه می کنند. این افزودنی ها به دسته های مختلفی از قبیل آنتی‌اکسیدانت‌ها، سازگارکننده‌ها (نظیر سازگار کننده های نوری، سازگارکننده های UV، سازگار کننده‌های مقاوم در برابر حرارت و شعله و…)، افزودنی های هسته زا، افزودنی های کنترل کننده گرانروی و MFI و… تقسیم می‌شوند. پلی‌اتیلن سبک lld209 کامپاند (Compound) ترکیبی از مواد پلیمری گفته است که نقش مهمی در زمینه مرتفع ساختن مشکلات تولید محصولات پلیمری ایفا می‌کنند. یکی از چالش‌هایی که تا پیش از تولید مستربچ و کامپاند در تولید محصولات پلیمری وجود داشت، ساختار ضعیف آن‌ها بود. اما با تولید این دو نوع ماده پلیمری، بسیاری از دغدغه‌های تولیدکنندگان برای تولید محصولات پلیمری برطرف شد. با افزودن درصد خاصی از این دو ماده در فرآیند تولید محصولات پلیمری، درصد معینی از خواص آن‌ها تقویت میشود.
برای تولید کامپاند باید فرآیندهای مختلفی طی شود. اصلی‌ترین فرآیندی که در تولید کامپاند و مستربچ باید مورد توجه قرار بگیرد، فرآیند ذوب شدن است. در فرآیند ذوب‌شدن مواد افزودنی و پلیمرهای پایه، با نسبت معینی با یکدیگر ترکیب می‌شوند. ترکیب این مواد در دستگاهی به نام اکسترودر انجام میشود. توزیع مناسب افزودنیها در پلیمر پایه اهمیت بسیا زیادی در افزایش کیفیت محصول نهایی دارد.
در ادامه باید ترکیب حاصل خنک شود تا بتوان برای تولید محصول نهایی اقدام نمود. برای این منظور ترکیب مورد نظر را به دستگاه دیگری منتقل می‌کنند که اصطلاحا به نام خنک کننده شناخته میشود. پس از سرد شدنه مواد مورد نظر، حالت جامد به خود می‌گیرد و پس از آن به کمک دستگاه‌های خردکن به ابعاد کوچکی در می‌آیند و برای استفاده در تولید محصولات پلیمری مختلف روانه بازار می‌شوند.از جمله مهمترین مواد پلیمر مواد پلی‌اتیلن 020 که در تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، کامپاند است. هنگامی که دو یا چند ماده اولیه را به نسبت‌های مشخص با یکدیگر مخلوط می‌کنیم، کامپاند به دست می‌آید. علاوه بر مواد اولیه که پایه‌های پلیمری اصلی کامپاند را تشکیل می‌دهند، میتوان افزودنی‌هایی نیز به کامپاند اضافه کرد. کامپاند به عنوان ماده اولیه در تولید محصولات پلاستیکی قرار می‌گیرد و مشکلاتی نظیر اختلاط مواد اولیه با یکدیگر هنگام تولید، هدر رفت مواد اولیه و کندبودن سرعت تولید را برطرف میکند. به عبارت دیگر، کامپاندها شامل ترکیباتی از قبیل پلیمر و مواد افزودنی هستند که با هدف تسهیل و تسریع فرآیند ساخت محصولات پلاستیکی تولید می‌شوند. از معروفترین کامپاندها، میتوان به انواع کامپاندهای پلی‌اتیلن، پلیپروپیلن، پی‌وی‌سی، کربنات کلسیم، پلی‌کربنات و… اشاره کرد.
همانطور که در مقاله‌های پیشین بیان شد، مستربچ‌ها نوع خاصی از آمیزه ها هستن که در صنعت پلیمر به کار می‌روند. این آمیزه‌ها سه جزء اصلی پایه پلیمری، سازگارکننده‌ها و افزودنی‌های مورد نیاز را شامل می‌شوند. درصد بالایی از اجزای تشکیل‌دهنده‌ی مستربچ ها مربوط به بخش رنگدانه یا پیگمنت و پرکننده های شیمیایی است که برای افزودن رنگی خاص و یا اضافه کردن خواص مورد نظر به پلیمر نهایی به کار می روند. مستربچ ها، که اکثرا به شکل گرانول یا پودر استفاده می شوند، در واقع قطعات فشرده رنگ دانه یا افزودنی هستند که طی یک فرآیند گرمایی به داخل یک غشاء رزینی تزریق شده و شکل کپسولی به خود می گیرند. مستربچ ها اکنون به صورت بسیار گسترده استفاده میشود و در واقع برای هر مشتری می‌تواند شخصی سازی شود. بدین صورت که رنگدانه مورد نظر را با افزودنی های مورد نیاز به همراه پایه پلیمری مخلوط کرده و آنرا به گرانول تبدیل می کنند و سپس مشتری آنرا با پلیمر خود مخلوط میکند تا پلیمر تولید شده نهایی هم رنگ و هم خواص مطلوب را داشته باشد.
از طرفی کامپاندها یا آمیزه ها ، نوع دیگری از افزودنی ها هستند که همانند مستربچ خواص فیزیکی و مکانیکی متعددی به پلیمر می‌دهند.
به عبارتی دیگر، کامپاندینگ، پروسه تهیه یک پلاستیک با فرمولاسیون مشخص با استفاده از ترکیب کردن و اختلاط پلیمرها و افزودنیها در حالت مذاب با یکدیگر است تا به خواص مطلوب دست یابیم. کامپاند ها در اغلب موارد آمیزه هایی از کوپلیمرهایی نظیر ABS، SAN، SMA و… به همراه افزودنی هایی نظیر آنتی اکسیدان ها، پایدار کننده های UV و یا دیگر عوامل خاصیت زا هستند. بعضا الیاف شیشه یا موادی مشابه برای افزایش استحکام کلی کامپاند به آن اضافه میشود. این آمیزه‌ها در فرآیند تولیدشان به صورت خودکار حامل ترکیب های ثابتی می‌شوند. از آنجایی که کامپاندینگ در اکسترودرها اتفاق می‌افتد، این ترکیب‌های ثابت توسط خوراک دهی به دستگاه و اجزای دستگاه (نظیر قیف‌ها) کنترل می‌شوند.
تفاوت مستربچ و کامپاند:
حال ممکن است این سوال پیش بیاید که با توجه به مطالب مذکور، تفاوت مستربچ و کامپاند در چیست؟ باید گفت در برخی موارد در صنعت از مستربچ استفاده میگردد ولی در موارد دیگری که متعاقباً گفته می شود، لازم است به جای مستربچ از کامپاند استفاده گردد. یعنی شرکت تولید کننده مستربچ پایه پلیمری ، افزودنی و یا افزودنی های لازم را با هم مخلوط کرده و در اختیار شرکت تولید کننده قطعه پلیمری قرار می دهد و شرکت تولید کننده، این مواد را به صورت کامل و صد در صد استفاده می نماید.
اما لزوم این کار در چیست و در چه مواردی به جای استفاده از مستربچ، از کامپاند استفاده می گردد؟ میتوان گفت در دو حالت از کامپاند به جای مستربچ استفاده میشود. در حالت اول مشتری امکان اختلاط را ندارد. یعنی در اکسترودر های تزریق و اکسترودر پلی‌اتیلن 020 های فیلم که امکان اختلاط مستربچ با پایه پلیمری وجود ندارد از کامپاند به جای مستربچ میتوان استفاده کرد. به طور کلی و در حالت دوم، بخاطر راحت بودن استفاده از کامپاند نسبت به مستربچ، برای سهولت در فرآیند تولید، از آن در صنایع مختلف استفاده می شود. به بیانی دیگر و همانطور که در مقالات گذشته گفته شده است، پخش افزودنیها و مواد شیمیایی داخل مستربچ در پلیمر نهایی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و اگر این پخش به خوبی صورت نگیرد، ممکن است افزودنی ها با پلیمری که در آن استفاده شده اند با یکدیگر واکنش دهند و در نهایت استفاده از مستربچ کاری عبث خواهد بود و برای همین وجود تکنولوژی برای استفاده از مستربچ ها در ضمن فرآیند تولید یک قطعه پلاستیکی ضروری است. از طرف دیگر برخی از این افزودنی های شیمیایی ممکن است در صورت استفاده به صورت مداوم، آلودگیهای خطرناکی را ایجاد کنند. با توجه به آنچه گفته شد، گاهی اوقات نمیتوان از مستربچ ها به تنهایی در یک خط تولید استفاده کرد و برای همین نمیتوانیم خواص مطلوب خود را داشته باشیم. برخی از کارخانه ها و خطوط تولید (مثل صنایعی که با تجهیزات تزریق پلاستیک و اکسترودرها سر و کار دارند)، با توجه به قطعه ی پلاستیک تولیدی نیاز دارند تا از پایه های پلیمری و افزودنی های لازم آن ها به طور مستقیم و کامل برای تولید محصول نهایی استفاده کنند. اینجاست که لزوم استفاده از کامپاندها احساس میشود تا کیفیت محصول نهایی افت پیدا نکند. همچنین کامپاندها که به طور کامل و بدون هیچگونه ترکیب اضافه ای برای تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند، از لحاظ بهداشتی نیز برای صنایع بسیار بهترند.
استفاده از کامپاندها مزایای فراوانی برای تولیدکنندگان دارد که منجر به تسهیل و تسریع فرآیند تولید میشود. از مهمترین مزایای این محصول میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده از مواد اولیه یکنواخت در ساخت و تولید
- مقاومت بالا در برابر نور خورشید
- قیمت مناسب و رقابتی در بازارهای داخلی و خارجی
- کیفیت ثابت و مطلوب محصول
انواع کامپاند :
کامپاند پلی‌اتیلن0035 در گرید‌های مختلفی تولید میشود که از نظر چگالی با یکدیگر متمایز هستند. برای بالابردن برخی خواص فیزیکی پلی‌اتیلن از جمله مقاومت و استحکام آن، برخی رنگدانه‌ها در حین تولید به آن اضافه میشود. با ترکیب این دو ماده با یکدیگر که البته با درصد حجمی و جرمی مشخصی صورت می‌گیرد، یک محصول نهایی به دست می‌آید که به عنوان کامپاند پلی اتیلن شناخته میشود.از پلی‌اتیلن‌هایی(پلی اتیلن 0075) که به کمک این رنگدانه‌ها تقویت شده‌اند، در فرآیند تولید فیلم‌های دمشی، لوله‌های تحت فشار و لوله‌های آبیاری استفاده میشود. برای تولید لوله‌های آبرسانی علاوه بر این رنگدانه‌ها باید مقداری دوده نیز به پلی‌اتیلن افزوده شود تا کار آب‌بندی لوله‌ها به بهترین شکل ممکن انجام شود. محصول نهایی تولیدشده از ترکیب این رنگدانه‌ها، در برابر نور خورشید پایدار خود را بیشتر حفظ میکند و همچنین از نظر قیمت نیز با توجه به افزایش طول عمر محصول نهایی، مقرون به صرفه به شمار می‌رود.
دیگر ویژگی مثبتی که افزودن این رنگدانه‌ها به پلیمر پایه اضافه میکند، بهبود شکل‌پذیری ماده پلیمری است که در نتیجه میتوان محصولاتی با اشکال متنوع‌تر تولید نمود. میزان کامپاندی که در فرآیند تولید به پلیمر پایه افزوده میشود، متناسب با کاربری مورد نیاز می‌تواند متفاوت باشد. آن چیزی که در حال حاضر مرسوم است، افزودن بین ۴۰ تا ۱۰۰ درصدی این رنگدانه‌ها به پلیمر پایه است. این رنگدانه‌ها کمک می‌کنند تا محصول نهایی ثبات و پایداری بیشتری کسب کند و امکان تغییر شکل آن در طول زمان کاهش پیدا کند.
کامپاند پلیپروپیلن (کامپاند پ پ) پلیپروپیلن c30s به دلیل قابلیت بالای شکل‌پذیری و چکش‌خواری خوبی که دارد، در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلیپروپیلن یک ترموپلاستیک سخت و کریستالی است که در بسیاری از محصولات خانگی، دستگاه‌های پزشکی و خودروها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگر مشخصات بسیار کاربردی کامپاند پلیپروپیلن میتوان به چگالی پایین، مدول الاستیسیته بالا و مقاومت مناسب در برابر خوردگی اشاره کرد. با استفاده از روش‌هایی نظیر اکستروژن این ماده تولید میشود و هدف آن، افزایش قابلیت و کارایی این ماده پلیمری، اقدام به تقویت خواص فیزیکی و مکانیکی آن از طریق ترکیب با برخی مواد دیگر است. این کامپاندها را در رنگ‌های مختلفی نیز تولید و روانه بازار می‌کنند.
حالا که متوجه شدید کامپاند یعنی چه، بهتر است به بررسی تفاوت کامپاند و مستربچ بپردازیم. هر دو این مواد دارای پایه پلیمری هستند. اصلی‌ترین تفاوتی که میان کامپاند و مستربچ وجود دارد، به این موضوع مرتبط است که نمیتوان مستربچ را به صورت مستقیم به پلیمر پایه اضافه نمود و حتما باید به عنوان ماده افزودنی از آن استفاده کرد. به عبارتی دیگر، مستربچ، یک افزودنی است که به پلیمر پایه اضافه میشود تا خواصی را به آن اضافه کند، ولی کامپاند به طور مستقیم وارد دستگاه میشود تا محصول نهایی تولید شود؛ حال ممکن است که به کامپاند مورد استفاده در روند تولید، مستربچ اضافه شود یا ممکن است که نیازی به اضافه کردن مستربچ نباشد.
دیدگاهتان را بنویسید