نحوه استفاده از مواد سفید کننده فلورسنت در پلاستیک (2):
سفید کردن به روش مستربچ
در حال حاضر، "مستربچ" (همچنین مستربچ یا مستربچ نیز نامیده می شود) به طور گسترده ای در رنگ آمیزی پلاستیک استفاده می شود. "مستربچ" با مخلوط کردن ماده سفید کننده فلورسنت یا رنگدانه با پلاستیک رزینی مورد نیاز و ذوب و اکسترود مستقیم آن ساخته می شود. محصولات رنگی به دست آمده حاوی مواد سفید کننده فلورسنت یا رنگدانه با غلظت نسبتاً بالا می توانند مستقیماً مورد استفاده قرار گیرند و به وسیله اصلی رنگ آمیزی پلاستیک ها تبدیل شده اند.
1. روش سفید کننده مستربچ
به طور کلی، محدوده نسبت اختلاط مستربچ رنگ و رزین نسبتاً گسترده است، از 1:10 تا 1:100. این عمدتا به محتوای ماده سفید کننده فلورسنت در مستربچ رنگ و سیال بودن پلاستیک بستگی دارد. با توجه به تجربه تکنسین های مهندسی پلاستیک، توالی سیالیت اختلاط پلاستیک های رایج به شرح زیر است:
GPS→PE (شاخص ذوب بالا) → PE (شاخص ذوب کم)، PP (شاخص ذوب کم)، PVC→HIPS→ABS، SAN→PC، PA، NY
با توجه به ترتیب بالا، برای همان تجهیزات قالب گیری تزریقی، انتخاب عملیات و نسبت می تواند به عنوان مرجعی برای فرآیند استفاده شود. برای پلاستیک هایی با قابلیت اختلاط خوب، نسبت می تواند کوچکتر باشد. برای مستربچ های رنگی با قابلیت اختلاط ضعیف، نسبت را می توان به طور مناسب بزرگ کرد و باید به فرآیند توجه کرد.
کنترل پیچ ماشین قالب گیری تزریقی کلید پراکندگی یکنواخت مستربچ رنگ است. پیچ به طور کلی به سه بخش تقسیم می شود: بخش تغذیه، بخش فشرده سازی و بخش اندازه گیری. برای اینکه مستربچ رنگی در اسرع وقت پس از ورود به بشکه ذوب شود و به طور یکنواخت با پلاستیک مخلوط شود، هنگام استفاده از مستربچ رنگی باید دمای قسمت تغذیه را به طور مناسب افزایش داد تا به دمای محیط نزدیک شود. بخش فشرده سازی یا کمی بالاتر. اگر درجه حرارت در بخش تغذیه خیلی کم باشد، مستربچ رنگ فقط در قسمت فشرده سازی ذوب می شود و زمان پیش قالب گیری نسبتاً کوتاه می شود. این امر به راحتی باعث رنگ آمیزی ناهموار محصول و ظاهر شدن رگه ها می شود. باید به پلاستیک های مهندسی با سیالیت کم و مشکل در اختلاط توجه بیشتری شود.
هنگام استفاده از مستربچ رنگی برای قالب گیری تزریقی، باید به اعمال مقدار معینی از فشار برگشتی توجه کرد که می تواند اثر مخلوط کردن پیچ را بهبود بخشد و مستربچ رنگ را به طور یکنواخت پخش کند. مقدار فشار برگشتی اعمال شده به اثر واقعی تجهیزات مختلف بستگی دارد.
در مقایسه با تکنولوژی سفید کردن خشک و مرطوب، تکنولوژی سفید کننده مستربچ دارای مزایای زیر است:
(1) استفاده از مستربچ برای سفید کردن می تواند سفیدی را با توجه به مشخصات محصول به دقت کنترل کند و سفیدی قابلیت تکرارپذیری خوبی دارد.
(2) در طول سفید کردن خشک، اندازه ذرات عامل سفید کننده فلورسنت و پلاستیک بسیار متفاوت است، و پراکندگی یکنواخت آن را دشوار می کند. اگرچه محلول را می توان با افزودن یک چسب برطرف کرد، اما اثر ایده آل نیست. مواد رنگی مورد استفاده در مستربچ بسیار ریز پردازش شده اند، بنابراین جلوه رنگ و خواص پنهان بهتر است.
(3) از آنجایی که مواد رنگی به طور مساوی در پلاستیک حامل در طول تولید مستربچ پراکنده می شوند، قطر ذرات مستربچ نزدیک به قطر ذرات رزین است، بنابراین از پراکندگی خوب مواد رنگی در طول پردازش اطمینان حاصل می شود.
(4) مستربچ رنگ مواد رنگی را در حامل ثابت می کند، بنابراین می تواند از تماس بین مواد رنگی و هوا جلوگیری کند، از تغییرات کیفیت رنگ ناشی از اکسیداسیون و رطوبت جلوگیری کند و برای تولید محصولات پلاستیکی رنگی خالص مفید باشد.
(5) استفاده از مستربچ اکستروژن، دانه بندی و سایر فرآیندها را حذف می کند، که نه تنها عملیات را ساده می کند، بلکه مزایایی نیز دارد.
برای اطمینان از اینکه عملکرد رزین تحت تاثیر قرار نمی گیرد.
(6) استفاده از مستربچ همچنین می تواند محیط را بدون پرواز گرد و غبار پاک کند، ذخیره مواد را کاهش دهد و انرژی را ذخیره کند.
مستربچ رنگ غلیظ برای کسانی که در رنگ آمیزی محصولات پلاستیکی فعالیت می کنند مفهومی ناآشنا نیست. تکنولوژی رنگ آمیزی مستربچ به یکی از فناوری های اصلی رنگ آمیزی پلاستیک تبدیل شده است. و با پیشرفت تکنولوژی فرآیند، تکنولوژی آماده سازی مستربچ رنگ متمرکز بهبود یافته است. یک مستربچ رنگ "جهانی" در جهان وجود داشته است. از پلی اتیلن با وزن مولکولی کم به عنوان حامل استفاده می کند و مقدار مشخصی ماده رنگی را اضافه می کند. این مستربچ رنگی با رزین های مختلف سازگار است و الزامات فرآیند خیلی سخت نیست. با این حال، به اصطلاح "جهانی" نسبی است. در واقع دامنه استفاده از این مستربچ بسیار کم است و سود اقتصادی آن زیاد نیست. اثر رنگ آمیزی غیرقابل پیش بینی است و بر استحکام محصولات پلاستیکی تأثیر می گذارد. بنابراین در سال های اخیر به تدریج حذف شده و مستربچ رنگی خاص جایگزین آن شده است. مستربچ مخصوص از همان رزین حامل با توجه به نوع پلاستیکی محصول ساخته شده است، مانند مستربچ ABS، حامل ABS است. مستربچ HIPS، حامل HIPS است. مستربچ HDPE، حامل HDPE و غیره است. اشکال مستربچ رنگی شامل گرانول، پلت، پودر و ... می باشد.
علاوه بر مواد سفید کننده فلورسنت پایه، رنگدانه ها، رنگ ها و حامل ها، مستربچ رنگ معمولاً با توجه به کاربرد و الزامات عملکرد محصول، روان کننده ها، روشن کننده ها، آنتی اکسیدان ها و غیره را نیز اضافه می کند. به منظور دادن خواص ویژه به محصول، می توان آن را نیز ساخت مستربچ رنگی چند منظوره تولید می شود.
2. نمونه های ساخت مستربچ
مثال 1:
تهیه مستربچ سفید چینی پلاستیکی ABS. مستربچ سفید چینی پلاستیکی ABS کاربردهای وسیعی دارد از جمله آستر یخچال، آستر ماشین لباسشویی، ظروف غذاخوری و ... معمولا پلاستیک ABS تولید شده توسط کارخانه های رزین به رنگ زرد روشن است. اگر آن را به رنگ سفید چینی درآورند، مواد سفید کننده فلورسنت و رنگدانه ها باید برای سفید شدن و رنگ آمیزی اضافه شود.
فرمول مستربچ ABS (کسر جرمی):
پلاستیک ABS 55% ~ 60%
لیتوپون یا دی اکسید تیتانیوم (روتیل) 35% تا 40%
روان کننده 1% ~ 2%
عامل سفید کننده فلورسنت OB-1 0. 08%
اولترامارین 0. 08%
بنفش دائمی {{0}}. 045٪ ~ 0. 048٪
فرآیند سفید کردن:
پلاستیک ABS → مخلوط کردن لیتوپون یا دی اکسید تیتانیوم (روتیل) و روان کننده → اکستروژن → گلوله سازی → محصول نهایی
فرآیند سفید کردن:درجه حرارت در طول پردازش در 200 ~ 230 کنترل می شود. ابتدا پلاستیک ABS، لیتوپون یا دی اکسید تیتانیوم (روتیل) و روان کننده را برای مخلوط کردن به مخلوط کن با سرعت بالا اضافه کنید. پس از مخلوط کردن برای مدت زمان مشخص، ماده سفید کننده فلورسنت، آبی اولترامارین و بنفش دائمی را اضافه کنید و به هم زدن ادامه دهید. مواد مخلوط شده به یک اکسترودر تک پیچ برای اکستروژن و دانه بندی وارد می شوند.
مثال 2: تهیه مستربچ عامل سفید کننده فلورسنت برای پلی استر. گرانول های پلی استر مذاب (اندازه ذرات < 650 میکرومتر) به صورت خشک با روشن کننده نوری پودری (دوز کمتر از 40٪) مخلوط می شوند. این مخلوط در یک محلول آبی در دمای 200 تا 300 درجه اکسترود می شود و نوارهای حاصل دانه بندی و خشک می شوند تا مستربچ برای ریسندگی پلی استر به دست آید. به عنوان مثال، 475 گرم پلی استر با 25 کیلوگرم Leucophor EGM مخلوط شده و با سرعت 150 کیلوگرم در ساعت اکسترود می شود تا یک مستربچ حاوی 5 درصد روشن کننده نوری به دست آید. مستربچ با پلی استر مخلوط شده و به صورت الیاف چرخانده می شود.
مثال 3:
تهیه مستربچ فوق سفید. دی اکسید تیتانیوم، کربنات کلسیم، اسید استئاریک، فتالوسیانین بلو و عامل سفید کننده فلورسنت را با رزین حامل (مانند پی وی سی) به نسبت معین مخلوط کنید و از فناوری مناسب برای مخلوط کردن کامل و سپس دانه بندی برای به دست آوردن مستربچ فوق سفید استفاده کنید.
