فرمولاسیون مستربچ چیست؟

فرمولاسیون مستربچ

فرمولاسیون مستربچ ممکن است شامل پلی پروپیلن و یک یا چند ماده افزودنی دیگر باشد. یک یا چند ماده افزودنی ممکن است بر اساس وزن کل مستربچ، حداقل 13 درصد وزن در مستربچ داشته باشد. فرمولاسیون مستربچ ممکن است با مخلوط کردن یک یا چند ماده افزودنی با پلی پروپیلن تشکیل شود. علاوه بر این در فرمولاسیون مستربچ ممکن است مستربچ با رزین مخلوط شود تا مخلوط رزین ایجاد کند.

اصطلاح مستربچ در فرمولاسیون مستربچ

اصطلاح مستربچ از ترکیبی بدست می آید که با استفاده از یک فرآیند ترکیب یک افزودنی با مقدار کمی از رزین حامل مانند رزین پلی الیفم حاصل می شود و در نتیجه مستربچ حاصل می شود. سپس مستربچ با بخش عمده ای از رزین حامل یا بخش عمده ای از رزین دیگر مخلوط می شود. در شرایط خاص استفاده از مستربچ ممکن است باعث ترکیب بهتر مواد افزودنی در مخلوط نهایی نسبت به افزودنی شود که مستقیماً در بخش عمده رزین ترکیبمی شود.

شکل ظاهری پلیمر در فرمولاسیون مستربچ

هنگامی که از یک مستربچ برای بهبود کارایی محصول یا شکل ظاهری یک پلیمر، منحصراً از یک پلی الیفم استفاده می شود. ممکن است بهتر باشد رزین حامل مورد استفاده در فرمولاسیون مستربچ نیز یک رزین پلی الیفم باشد. با این حالاغلب غلظت مواد افزودنی که می توانند در یک رزین حامل پلی الیفم پراکنده شوند، کم است. به عنوان مثال یک نوکلاتور معمولی فقط در پلی اتیلن با چگالی بالاو تا 0 درصد وزن در پلی اتیلن با چگالی کممی تواند تا 4 درصد وزن بارگیری شود. این سطوح بارگیری افزودنی ممکن است خیلی کم باشد تا در یک مکان صنعتی کاربرد عملی داشته باشد. برای دستیابی به غلظت بیشتر مواد افزودنی در فرمولاسیون مستربچ، از لاستیک و پراکندگی به طور سنتی برای ترکیب کردن مواد افزودنی در کارخانه ها استفاده شده است. چنین فرایندی کار فشرده و پرهزینه تر از روش اکستروژن و پلتیزمگ است. علاوه بر این فرمولاسیون مستربچ حاصل، اغلب مواد ناخواسته مانند لاستیک و پراکندگی را به ساختار پلی الیفم منتقل می کند.

شرح فرمولاسیون مستربچ

همانطور که گفته شد، فرمولاسیون مستربچ شامل پلی پروپیلن و یک یا چند ماده افزودنی است. یک یا چند ماده افزودنی بر اساس وزن کل مستربچ حداقل 13 درصد وزن مستربچ موجود است. یک یا چند ماده افزودنی شامل نمک آکریلات فلزی است. حال می خواهیم به توضیحات مفصلی تری از فرمولاسیون مستربچ بپردازیم. علاوه بر این بازه های مختلف و  یا محدودیت های عددی مختلف ممکن است صراحتاً بیان شود، هدف این است که نقاط پایانی قابل تعویض باشند. علاوه بر این هر محدوده شامل دامنه های تکراری مانند بزرگی در محدوده یا محدودیت های صریح باشد.

تغییر شرایط پلیمر در فرمولاسیون مستربچ

پلیمرهای مفید در فرمولاسیون مستربچ به عنوان رزین حامل شامل پلیمرهای مبتنی بر پروپیلن از جمله پلی پروپیلن است. هنگامی که گروهی از آن در جهت های متضاد زنجیره پلیمر متناوب می شوند، یک پلیمر سندیوتاکتیک بدست می آید. غالباً اصطلاحاتی از قبیل مبتنی بر پروپیلن و اصطلاح پروپیلن پلیمر یا پلی پروپیلن غالباً استفاده می شود که نشان می دهد در هر یک از آنهاحداقل وزن های پلیمر به ترتیب زیر باید باشند:

• 50 درصد وزن
• 70 درصد وزن
• 75 درصد وزن
• 80 درصد وزن
• 85 درصد وزن
• 90 درصد وزن
• 95 درصد وزن

حداقل مقادیر بالا، پلی پروپیلن نسبت به وزن کل نیاز خواهد داشت. به عنوان مثال پلی پروپیلن ممکن است یک هموپلیمر یا یک کوپلیمر باشد.بر اساس برخی از فرضیه ها پلی پروپیلن در فرمولاسیون مستربچ ممکن است دارای سرعت جریان مذاب زیر باشد:

• از 0.1 تا 10 گرم در 10 دقیقه
• از 1.0 تا 5 گرم در 10 دقیقه
• از 1.0 تا 3 گرم بر 10 میلی متر یا حدود 2 گرم در 10 دقیقه

همانطور که در اینجا مطرح شد، MFR مطابق استاندارد ASTM D 1238 در 230 درجه سانتی گراد با بار 2.16 کیلوگرم اندازه گیری می شود. در برخی از فرضیه ها، پلی پروپیلن ممکن است دارای نقطه ذوب باشد. اندازه گیری این نقطه ذوب که توسط Caiorimetry Scanning Difference  انجام شده است،حداقل باید چیزی در حدود مقادیر زیر باشد:

• 100 درجه سانتی گراد
• 151 درجه سانتیگراد تا حدود 175 درجه سانتیگراد
• 120 درجه سانتیگراد تا حدود 140 درجه سانتیگراد
• 130 درجه سانتیگراد

و وزن پلی پروپیلن در فرمولاسیون مستربچ ممکن است به ترتیب زیر باشد:

• 15درصد وزن یا کمتر
• 12 درصد وزن یا کمتر
• حدود 10 درصد وزن یا کمتر
• 6 درصد وزن یا کمتر
• 5درصدوزن یا کمتر یا حدود 4 درصد

به عنوان مثال درصد وزن کمتر از مواد محلول در زایلن همانطور که توسط ASTM D5492-06 اندازه گیری شده است، در فرمولاسیون مستربچ خاص ممکن است توزیع وزن مولکولی پلی پروپیلن چیزی حدود 2 تا حدود 50 و حدود 6 تا 30 یا بیشتر مساوی 8 داشته باشد.

علاوه بر این همانطور که گاز کروماتوگرافی یا GPC اندازه گیری می شود،در برخی موارد پلی پروپیلن درفرمولاسیون مستربچ، ممکن است دارای چگالی های زیر باشد:

• بیش از 0.850 گرم در سی سی تا کمتر از 0.900 گرم در سی سی
• از 0.87 گرم در سی سی تا 0.89 گرم در سی سی
• از 0.88 گرم در سی سی

حالات مختلف در فرمولاسیون مستربچ

در یک مدل کششی فرمولاسیون مستربچ، ممکن استپلی پروپیلن مطابق با ASTM D638 چیزی در حدود 50000 psi تا 100000psi  یا حدود 70000 psi تعیین شود. استحکام کششی فرمولاسیون مستربچ نیز مطابق با ASTM در حدود 15000 psi تا 25000 psi  یا حدود 22200 psi تعیین می شود. میزان کشیدگی نیز در عملکرد فرمولاسیون مستربچ مطابق با ASTM D638 5تا 30درصد، از 5تا 20درصدیا حدود 11درصد تعیین می شود. مدل خمشی فرمولاسیون مستربچ آن مطابق با ASTM D790 به ترتیب زیر تعیین می شود:

• از 20000 psi تا 100000 psi
• از 40000 psi تا 60000 psi

در فرضیه های خاصی از فرمولهای کنونی ، ممکن است یک فرمولاسیون مستربچ از رزین حامل مانند پلی پروپیلن سندیوتیک و یک یا چند ماده افزودنی تشکیل شود. مواد افزودنی ممکن است شامل یک یا چند مورد دیگر باشد:

• نمک های ارگانیک فلزی
• نوکلئورها
• پاک کننده ها
• تثبیت کننده ها
• مواد غربالگری
• اکسیدان ها
• آنتی اکسیدان ها
• ضد آنتی استاتیک
• جذب کننده های نور ماوراء بنفش
• ضد احتراق
• پردازش روغنها
• مواد آزاد کننده ذرات
• مواد رنگ کنندهبه عنوان مثال رنگدانه ها و  یا رنگ ها
• پرکننده ها