پلیمرها یکی از اصلی‌ترین موادی هستند که در تولید محصولات صنعتی به کار می‌روند. این مواد از ترکیبات شیمیایی تشکیل شده‌اند که به صورت دائمی به هم متصل هستند. برای تولید محصولات پلاستیکی، پلیمرها باید به شکل های مختلفی پردازش شوند. این پردازش‌ها می‌توانند شامل فرآیندهایی مانند اکستروژن، فرم‌دهی، ریختن و … باشند.
یکی از مشکلاتی که در فرآیند تولید محصولات پلاستیکی پیش می‌آید، عدم تطابق شکل محصول با شکل قالب یا ماتریس است. برای حل این مشکل، از فرآورده‌های پلیمری به نام “مستربچ” استفاده می‌شود. این فراورده‌ها، پلیمرهای کربنی هستند که با مواد رنگ زایی و یا مواد دیگری ترکیب شده‌اند. در صورت استفاده از مستربچ مناسب، محصولات دارای شکل و رنگی یکنواخت خواهند بود.
شکست مذاب یکی از پدیده‌های تنش بحرانی در پلیمرها است. این پدیده در سال ۱۹۶۱ توسط جان تردلا معرفی شده است. شکست مذاب در فشار بارانی و فشارهای بالاتر از آن رخ می‌دهد. در حین جریان یک کورنیش لاستیک به مذاب تحمیل می‌گردد و ناتوانی پلیمر به تغییر شکل لاستیک موجب شکست مذاب می‌شود؛ این پدیده می‌تواند باعث تشکیل ترک‌های کوچکی در پلیمر شده و باعث کاهش کیفیت محصول شود.
مستربچ کربنی
مستربچ کربنات کلسیم یکی از فرآورده های پلیمری است که با اضافه کردن آن به پلیمرهای تقویت شده با نانوذرات، خواص مکانیکی و حرارتی آن‌ها را بهبود می‌بخشد. این ماده به عنوان یک بخش ضروری در ساختار کامپوزیت های پلیمری استفاده می‌شود، زیرا، تقریباً در تمام محدوده‌های زمانی استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری، خواص حرارتی آن‌ها بسیار مهم است.
استفاده از این مواد جدید در کامپوزیت های پلیمری باعث افزایش چشمگیر خواص مکانیکی و حرارتی آن‌ها می‌شود. نانو لوله های کربنی به دلیل استحکام بسیار بالا در مقابل سفتی، چگالی کم و رفتار حرارتی و الکتریکی مطلوب، در بسیاری از صنایع از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا و دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد می‌توانند به عنوان بخشی از سازه‌های وسایل نقلیه و به صورت قابل استفاده مجدد طراحی شوند.
به دلیل ویژگی‌های خاص نانو لوله های کربنی و نانو الیاف، استفاده از آن‌ها در کامپوزیت های پلیمری در صنایع هوافضا، به عنوان راه حلی مهم برای صرفه‌جویی در وزن سازه‌ها و افزایش استحکام آن‌ها به شمار می آید. گزارش های فنی منتشر شده توسط بسیاری از محققان نشان می‌دهد که استفاده از نانو لوله های کربنی در کامپوزیت های پلیمری باعث افزایش استحکام ویژه آن‌ها در صنعت هوافضا می‌شود.
با توجه به این مطالب، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از مستربچ کربنی و نانو لوله های کربنی و نانو الیاف به عنوان بخشی از سازه‌ها بسیار موثر است.
رنگ مستربچ کربنی چگونه است؟
در حوزه صنایع پلاستیکی و رنگ مستربچ کربی، سرعت تحولات بشری و پیشرفت های صنعتی، باعث شده است که دیدگاه ها و تفکرات حاکم بر این صنعت نیز به گونه‌ای تغییر کند که با پیشرفت فناوری و ساختارهای سخت افزاری همگام باشد. در این راستا، استفاده از الیاف پلیمری و پلاستیکی به عنوان تقویت کننده های مهم در ساخت قطعات پلاستیکی پیشرفته، نشان دهنده اهمیت بسیاری است.
در مقایسه با تقویت کننده های دیگر، الیاف طبیعی مزیت هایی همچون چگالی کمتر، مقاومت، مدول ویژه بیشتر، سایندگی نسبی کمتر و همچنین اصلاح سطح الیاف را دارند. همینطور، الیاف طبیعی از لحاظ هزینه نیز ارزانتر از الیاف دیگر هستند، به همین دلیل در بسیاری از کاربردهایی که صرفه جویی در هزینه و (با توجه به اینکه، بر خواص مقاومتی محصول مؤثر است)، به جای الیاف دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در ساخت چند سازه های چوب و پلاستیک، رشته های اصلی چوبی با ترکیب آن با رزین های پلیمری به ساخت محصولات نسبتاً خوبی منجر می‌شوند. در اینجا، رزین های پلیمری نقش اصلی فاز زمینه ای و نگهدارنده الیاف را بر عهده دارند و همچنین تنش‌هایی که در سازه ها به وجود می‌آیند را منتقل می‌کنند.
در کل، استفاده از تقویت کننده های مختلف در صنعت پلاستیکی و رنگ مستربچ کربی ، باعث شده است که محصولات پلاستیکی را از نظر خواص مکانیکی و حرارتی بهبود دهند و در زمینه ساخت قطعات پلاستیکی پیشرفته از اهمیت بسیاری برخوردارند.
مستربچ کربن سیاه
مستربچ مشکی که از کربن سیاه تهیه شده است، دارای ویژگی‌هایی مانند غبارآلود بودن، سبکی و شکنندگی می‌باشد.
عوامل موثر بر کیفیت مستربچ کربنی مشکی
- پراکندگی بالا
مستربچ مشکی با استفاده از کربن سیاه تهیه می‌شود. برای تولید مستربچ با پراکندگی خوب، لازم است از یک میکسر برشی سطح بالا برای مخلوط کردن کربن سیاه استفاده شود. همچنین، نوع کربن سیاه مورد استفاده نیز بر پراکندگی آن تأثیر دارد.
- پوشش قوی
پوشش کربن سیاه ضعیف است و پوشاندن رنگ های دیگر در لایه زیرین آسان نیست. برای بهترین پوشش، می‌توان از کربن سیاه با قابلیت رنگ آمیزی بالا استفاده کرد.
- پراکندگی بهتر
لازم است که مستربچ دارای پراکندگی خوبی باشد و به موادی که قالب‌گیری می‌شوند جریان یابد. در صورت استفاده از ضایعات یا مواد بازیافتی، قابلیت جریان مستربچ کاهش می‌یابد.
- حفظ نسبت کربن سیاه ثابت
نسبت کربن سیاه صاف، نشانه ی پایداری مستربچ است. در صورت تغییر درصد کربن سیاه، مقدار مستربچی که باید ذوب شود متفاوت است و تولید محصولاتی با همان سایه غیرممکن می‌شود.
- روشنایی باید به وضوح تعریف شود
برای به دست آوردن بهترین سایه رنگ، می‌توان از کربن سیاه ذرات ریز استفاده کرد. انواع کربن سیاه در مستربچ‌های رنگی موجود است، اما رنگ و قیمت هر کربن سیاه نیز بسیار متفاوت است.
سوالات متداول
در مورد مستربچ کربنی ، سوالات متداول و پاسخ آن‌ها به شرح زیر است:
پلیمر مستربچ کربنی چیست؟
مستربچ کربنی یک نوع پلیمر است که به طور عمده از مواد شیمیایی هیدروکربنی تولید می‌شود. این پلیمر با افزودن موادی مانند کربن سیاه (carbon black) به پایه پلیمری تولید می‌شود و به منظور بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن، از عواملی مانند آنتی‌اکسیدان‌ها و پیگمنت‌ها نیز استفاده می‌شود.
مستربچ کربنی چه خصوصیاتی دارد؟
مستربچ کربنی دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بسیار خوبی است. این پلیمر دارای مقاومت بالا به فشار، کشش، رطوبت، حرارت و شیمیایی‌های خورنده است. همچنین، این پلیمر دارای مقاومت بالا به اشعه UV نیز می‌باشد.
مستربچ کربنی برای چه کاربردهایی استفاده می‌شود؟
مستربچ کربنی در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پلیمر در تولید لوله‌های فشار قوی، قطعات خودرو، لاستیک، محصولات چرمی، نساجی و… به کار می‌رود. همچنین، به دلیل خصوصیات الکتریکی خوبی که داراست، در تولید انواع قطعات الکتریکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آیا مستربچ کربنی با مواد شیمیایی دیگر قابلیت ترکیب دارد؟
بله، مستربچ کربنی با بسیاری از مواد شیمیایی قابلیت ترکیب دارد. به عنوان مثال، با پلاستیک‌ها، رزین‌ها، الاستومرها و غیره. با این حال، در هر صنعتی نیاز به ترکیبات خاصی از این پلیمر با دیگر مواد وجود دارد که باید با توجه به شرایط کاربری مشخص شود.
