رنگدانه ها در مستربچ

رنگدانه ها در مستربچ

رنگدانه ها ذرات جامدی هستند که برای به وجود آوردن خصوصیات ظاهری معینی در آمیزه رنگ پراکنده می شوند. وظیفه رنگدانه, رنگ آمیزی رزین است و به آمیزه فام مورد نظر را می بخشد, ذرات رنگدانه بایستی به صورت یکنواخت در محیط مایع پخش شوند.

از دیدگاه شیمی رنگ ها, ماهیت رنگدانه ها در مستربچ به دو بخش pigments و dyes تقسیم می شوند. به عبارتی دیگر رنگدانه ها به دو دسته معدنی و آلی تقسیم می شوند که از نظر خواص و کاربرد با یکدیگر کاملا متمایز هستند.

تفاوت اصلی این دو گروه در استاندارد (DIN 559444) به اختصار چنین بیان شده است, تحت شرایط عمومی فرایند, پیگمنت ها موادی هستند که در پلاستیک حل نمی شوند در حالی که دای ها در پلاستیک حل می شوند.

پیگمنت ها ذرات جامدی هستند که برای به وجود آوردن خصوصیات رنگی معینی در رزین پراکنده می شوند و در سراسر آمیزه به صورت یکسان توزیع می گردند.

بخش عمده رنگدانه های (معدنی)(pigments) رنگدانه سفید (TiO2) است که معمولا برای به دست آوردن بسیاری از رنگ های دیگر رنگ سفید تهیه شده از تیتان, به عنوان رنگ پایه, توسط رنگدانه ها در مستربچ مورد نظر رنگ آرایی شده و به فام نهایی می رسند.

رنگدانه سفید  ) (ZnO,TiO2 اکسید های آهن رنگدانه های ( قرمز و سیاه), رنگدانه های اکسید کروم (زرد کمرنگ, لیمویی, نارنجی, قرمز سیر, خرمایی), آلیاژ های مس( رنگ برنزی), رنگدانه های آبی,آبی پروس (فروسیانید آهن), آبی کبالت (مخلوطی از اکسید کبالت و آلومینیوم), از جمله رنگدانه های پر مصرف محصوب می شوند.

در پیگمنت های پودری تجمع ذرات در کنار هم موجب تشکیل کلوخه (aglogomer) می شود که در حین فرایند رنگ آمیزی باید شکسته گردد. در مرحله بعدی توسط پلاستیک, خیس شده و سپس به طور یکسان در سراسر قطعه توزیع می شود.

رنگدانه های آلی در داخل پلاستیک حل می شوند و به صورت یکسان در سراسر قطعه توزیع می گردد, در حالی که بر خلاف آنها رنگدانه های معدنی تنها در داخل فاز پیوسته, پراکنده می شوند.

مهمترین دای ها که همگی دارای ترکیب آلی هستند, در یکی از سه گروه شیمیایی آزو, نیتروآریل آمین و آنتراکوئینون ها جای دارند, ضمن آنکه می توان به کمپلکس های نیکل آزو, دوده, فتالوسیانین ها, بنزیدرن ها و... نیز اشاره نمود.

دو نوع رنگ کننده ها برای پلاستیک ها وجود دارند که به مقدار زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.

نوع اول, ماده رنگی شفاف است که بنابر ماهیت شیمیایی خود هر گروه با پلاستیک های خاصی سازگار است  و در حقیقت پلیمر های بخصوصی را می تواند رنگ کند. اما ویژگی این خانواده در استفاده از آنها در رنگ آمیزی پلاستیک های شفاف نظیر پلی استایرن, پلی متیل متاکریلات, پلی کربنات و... است, که چون خود رنگ نیز شفاف است, قابلیت عبور نور از پلاستیک شفاف به واسطه افزوده شدن ماده رنگی با مشکل روبه رو نمی شود.و زیبایی ظاهری قطعه شفاف حفظ می گردد.

به غیر از ساختمان شیمیایی پیگمنت معدنی, سایر مواردی که در انتخاب رنگ دارای اهمیت هستند عبارتند از:

الف: ماهیت پلاستیکی که می خواهد رنگ شود
ب:دمای فرایند رنگ آمیزی

به عنوان مثال چنین رفتاری از رنگ آمیزی استایرن با پیگمنت قرمز دیده می شود که با افزایش دمای فرایند,میزان انحلال رنگ در رزین افزایش می یابد.
در انتخاب و در کارهای عملی با دای ها باید ساختمان شیمیایی آنها شناخته شود و از سازگاری آنها با پلاستیک اطمینان حاصل شود.

مستربچ و نقش آن در رنگ آمیزی پلاستیک ها:

رنگدانه ها در مستربچ در پلاستیک ها به عنوان عامل رنگ کننده و در لاستیک ها در نقش عامل پخت و یا افزودنی دوده به آمیزه آنها اضافه می شود.

مستربچ عبارت است از مقدار بسیار کمی از یک ماده رنگی بسیار غلیظ که با مقدار زیادی از یک آمیزه پلاستیکی در دست اختلاط اضافه می کنند تا توسط آن, فام مورد نظر در آن حجم از پلاستیک (batch) پدیدار می شود.

این ماده حتی در غلظت های کمتر از یک درصد نیز به طور یکسان در سراسر آمیزه توزیع می گردد.

فرمول کلی اکثر مستربچ ها تشکیل یافته از: دو نوع پایدار کننده و دو نوع روان کننده داخلی و خارجی رنگینه مورد نظر, بنابر این مستربچ هرگز یک رنگدانه تنها نیست, بلکه اغلب با دو نوع پایدار کننده و یک یا دو نوع روان کننده درگر همراه است.

با کمک مستربچ پلاستیک مورد نظر را به رنگ های مختلفی می توان در آورد.

نوع دیگری از رنگدانه ها در مستربچ وجود دارد که کدر است و معمولا برای رنگ آمیزی پلاستیک های غیر شفاف مورد استفاده قرار می گیرد.

نکته بسیار مهم در انتخاب مستربچ, سازگاری پلاستیک با رنگ و سایر افزودنی های همراه آن مستربچ است که معمولا شرکت های سازنده, این مورد را برای مصرف کننده دقیقا مشخص می کنند.

از آنجا که مستربچ ها برای تعداد محدودی از پلاستیک های پر مصرف صنعتی ساخته می شوند, لازم است در مورد توانایی رنگ آمیزی پلاستیک ها با رنگ دانه نیز اطلاعاتی ارائه کرد.
بنابر ماهیت شیمیایی پلاستیک می توان رنگ مورد نظر را برای آن انتخاب نمود. با توجه به اطلاعات بیان شده در جدول زیر مثلا پلی اتیلن, پلی پروپیلن و پی وی سی را توسط تیتان می توان به رنگ سفید در آورد و یا آنرا با اکسید های کروم به رنگ زرد یا قهوه ای در آورد. ولی از رنگ های ترکیبات آبی آهن نمیتوان در فرمولاسیون پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده نمود.

برای پخش رنگ های معدنی در آمیزه, اختلاط اجزای فرمول روی دستگاه غلتک (roll mill)  معمول استکه گاه از یک نرم کننده مانند (DOP) نیز استفتده می شود.

نوشته: فاطمه ارشادی