مستربچ چیست؟
مستربچ به صورت ساده معمولاً ترکیب یک نوع پودر و یک ماده ترموپلاستیک می‌باشد. در صنعت پلاستیک در بسیاری از فرایندها نیاز به تولید در شرایط بهداشتی و تمیز است. به عنوان مثال در فرایند تولید ظروف غذایی و دارویی باید محیط تولید کاملاً بهداشتی نگه داشته شود. به این منظور از گرانول مواد پلاستیک استفاده می‌شود. اما در بسیاری از موارد نیاز به افزودن مواد پودری به گرانول مواد پلیمری وجود دارد. اگر از پودر مواد افزودنی به صورت خالص استفاده شود محیط تولید با غبار حاصل از پودر آلوده می‌گردد. به همین دلیل در این مواقع از مستربچ استفاده می‌شود.
ویژگی های مستربچ
مستربچ خود به صورت گرانول است و به سادگی قابل مخلوط کردن با مواد پلاستیک گرانولی است؛ به همین جهت باعث آلودگی محیط تولید نمی‌گردد.
از طرف دیگر مخلوط کردن مستربچ با مواد پلاستیک با نسبت کم به سادگی و با کمک ساده‌ترین امکانات انجام‌پذیر است. اگر نیاز به اضافه کردن مقادیر بسیار کم یک افزودنی (مثلاً با نسبت یک در هزار) در فرایند تولید باشیم، مخلوط کردن مقادیر بسیار کم افزودنی به صورت یکنواخت امکان‌پذیر نیست. در این مواقع از مستربچ که در واقع حالت رقیق شده آن افزودنی است، استفاده می‌گردد.
از دیگر دلایل استفاده از مستربچ‌ها زمانی است که نیاز به مواد کمکی برای اختلاط یکنواخت مواد در بستر مواد پلیمری است. اضافه کردن ماده افزودنی به تنهایی به ماده پلیمری منجر به توزیع نایکنواخت و پراکنش ضعیف ماده افزودنی در بستر پلیمری می‌شود. یکی از ساده‌ترین راه‌حل‌ها در این موارد نیز استفاده از مستربچ است. مستربچ علاوه بر ماده افزودنی اصلی، حاوی مواد بهبوددهنده فرایند و تسریع‌کننده اختلاط می‌باشد. بنابراین با استفاده از مستربچ به سادگی مخلوط یکنواختی از پلیمر و افزودنی حاصل می‌شود. این اختلاط مناسب در برخی مواقع میزان مصرف افزودنی را کاهش می‌دهد و در مواقعی که قیمت افزودنی بالاست باعث صرفه‌جویی اقتصادی هم می‌شود.
انواع مستربچ
در یک دسته‌بندی کلی می‌توان مستربچ‌ها را به دو دسته کلی تقسیم‌بندی کرد.
مستربچ‌های رنگی
مستربچ‌های افزودنی
مستربچ‌های رنگی همان طور که از نامشان پیداست جهت رنگ کردن پلاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کاربرد به قدری مرسوم است که در بسیاری مواقع منظور از مستربچ همان مستربچ رنگی است. این مستربچ‌ها از افزودن رنگدانه‌های آلی یا معدنی به پایه پلیمری تولید می‌گردند.
با این حال مستربچ‌های افزودنی‌ها نیز به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از استفاده از مستربچ‌های افزودنی، اضافه کردن خواصی به غیر از رنگ به ماده پلیمری می‌باشد. مثال‌هایی از مستربچ‌های افزودنی که در صنایع مختلف کاربرد دارند، عبارتند از مستربچ آنتی اکسیدان، مستربچ یووی استابیلایزر، مستربچ بهبود دهنده فرایند، مستربچ آنتی بلاک، مستربچ جداکننده از قالب، مستربچ ضدخراش، مستربچ ضد شعله، مستربچ آنتی میکروبیال، مستربچ ضد قارچ، مستربچ ضد رطوبت، مستربچ شفاف کننده، مستربچ براق کننده، مستربچ ضدبو، مستربچ بهبوددهنده مقاومت حرارتی، مستربچ فیلر، مستربچ روغن، مستربچ بهبود دهنده مقاوت ضربه‌ای، مستربچ آنتی استاتیک، مستربچ بهبوددهنده هدایت الکتریکی و …
لازم به ذکر است گاهی اوقات چند تا از افزودنی‌ها در یک مستربچ وارد می‌گردند به طوری که مستربچ چند ویژگی را همزمان به پلیمر نهایی می‌بخشد مثلاً هم مستربچ رنگی است و هم بهبود دهنده فرایند.
فرایند تولید مستربچ
مستربچ‌ها طی فرایند پیوسته و یا بچ تولید می‌شوند. تفاوت این دو روش در میزان اتوماسیون و مقیاس تولید است. فرایند پیوسته با کمترین دخالت دست و در مقیاس بزرگ انجام می‌گیرد، در حالی که فرایند بچ نیاز به نیروی انسانی بیشتر دارد و معمولاً در مقیاس کوچک انجام می‌شود.
در روش پیوسته از یک دستگاه اکسترودر مجهز به فیدرهای وزنی (گراویمتریک) استفاده می‌شود. مواد پلیمری و انواع افزودنی‌ها با نسبت های مشخص به صورت پیوسته وارد اکسترودر شده و پس از ذوب شدن و مخلوط شدن از اکسترودر خارج می‌گردد. پس از آن هم فرایندهای سرد کردن مذاب و گرانول سازی و خشک کردن انجام می‌پذیرند. درنهایت محصول بسته بندی می‌گردد.
در روش بچ کلیه مواد وارد میکسر شده با یکدیگر مخلوط می‌شوند. سپس مخلوط حاصل وارد اکسترودر گردیده و پس از ذوب شدن و اختلاط کامل مواد از آن خارج می‌گردد.