مستربچ کربنات نوعی مستربچ پرکننده است که از کربنات کلسیم (CaCO₃) پراکنده‌شده در یک رزین حامل پلیمری مانند پلی‌اتیلن (PE) یا پلی‌پروپیلن (PP) تشکیل شده است. این مستربچ به‌طور گسترده‌ای در صنعت پلاستیک برای بهبود خواص مکانیکی محصولات پلاستیکی، کاهش هزینه تولید و افزایش فرآیندپذیری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساختار مستربچ کربنات
ساختار مستربچ کربنات شامل ذرات ریز‌شده کربنات کلسیم (CaCO₃) است که در یک رزین حامل پلیمری مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP) یا سایر ترموپلاستیک‌ها پراکنده شده‌اند. کربنات کلسیم به عنوان یک پرکننده عملکردی عمل می‌کند که خواص مکانیکی را بهبود می‌بخشد، هزینه‌ها را کاهش داده و فرآیندپذیری را افزایش می‌دهد. برای اطمینان از پراکندگی یکنواخت و سازگاری با پلیمر پایه، ذرات CaCO₃ معمولاً با عوامل پوشش‌دهنده سطح مانند اسید استئاریک پوشش داده می‌شوند که چسبندگی به ماتریس پلیمری را تقویت می‌کند. رزین حامل به‌عنوان واسطه‌ای عمل می‌کند که ذرات کربنات کلسیم را در حین فرآیند به‌طور یکنواخت توزیع می‌کند، از تجمع جلوگیری کرده و عملکرد یکنواختی را در محصول نهایی تضمین می‌نماید. نسبت CaCO₃ در مستربچ بسته به کاربرد موردنظر، معمولاً بین ۲۰٪ تا ۸۰٪ متغیر است. این ساختار موجب بهبود سختی، پایداری حرارتی و کدری در عین حفظ انعطاف‌پذیری و فرآیندپذیری پلاستیک می‌شود.
ویژگی‌های مستربچ کربنات
مستربچ کربنات دارای ویژگی‌های کلیدی متعددی است که آن را به افزودنی ارزشمندی در تولید پلاستیک تبدیل می‌کند. این مستربچ از پراکندگی بالایی برخوردار است که موجب توزیع یکنواخت کربنات کلسیم در ماتریس پلیمری شده و خواص مکانیکی محصول نهایی را بهبود می‌بخشد. سختی، استحکام ضربه‌ای و صلبیت را افزایش می‌دهد در حالی که انعطاف‌پذیری کافی را برای کاربردهای مختلف حفظ می‌کند. همچنین پایداری حرارتی را افزایش می‌دهد و امکان فرآیند در دماهای بالا را بدون تخریب فراهم می‌کند. به‌دلیل وجود کربنات کلسیم، کدری و سفیدی را افزایش می‌دهد که برای فیلم‌ها، ورق‌ها و قطعات قالب‌گیری‌شده مفید است. این مستربچ با جایگزین کردن بخشی از رزین پلیمری گران‌قیمت با یک پرکننده ارزان‌تر، به کاهش هزینه کمک می‌کند بدون اینکه کیفیت محصول کاهش یابد. همچنین با بهبود عملکرد اکستروژن و قالب‌گیری، کاهش جمع‌شدگی و افزایش پایداری ابعادی، فرآیندپذیری را بهبود می‌بخشد. چگالی آن بسته به درصد کربنات کلسیم معمولاً بین ۱.۵ تا ۲.۲ گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر است و شاخص جریان مذاب (MFI) آن به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که با پلیمر پایه هم‌خوانی داشته باشد.
کاربردهای مستربچ کربنات
• استفاده در فیلم‌های پلاستیکی مانند کیسه‌های خرید، کیسه‌های زباله و فیلم‌های کشاورزی برای افزایش کدری و کاهش هزینه‌ها
• کاربرد در قالب‌گیری تزریقی برای تولید محصولات خانگی، ظروف و قطعات خودرویی جهت افزایش استحکام و سختی
• استفاده در قالب‌گیری بادی برای تولید بطری‌ها و اقلام پلاستیکی توخالی با صلبیت بهتر
• افزودن در ورق‌ها، لوله‌ها و پروفیل‌های اکسترود‌شده برای بهبود خواص مکانیکی و راندمان فرآیند
• استفاده در منسوجات نبافته برای افزایش صلبیت و بهبود حس لمس در محصولات بهداشتی
• کاربرد در ترموفرمینگ برای تولید سینی‌های بسته‌بندی سخت و ظروف یک‌بار مصرف
مزایای مستربچ کربنات
• کاهش هزینه تولید با جایگزینی رزین پلیمری گران با کربنات کلسیم
• بهبود خواص مکانیکی مانند سختی، مقاومت ضربه‌ای و پایداری ابعادی
• افزایش فرآیندپذیری با بهبود عملکرد اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و بادی
• افزایش کدری و سفیدی و کاهش نیاز به سفیدکننده‌های اضافی
• ارائه پایداری حرارتی و امکان فرآیند در دماهای بالا بدون تخریب
• کاهش جمع‌شدگی و تغییر شکل برای دستیابی به محصولات با کیفیت بالاتر
• سازگار با محیط زیست از طریق کاهش مصرف پلیمر و بهبود قابلیت بازیافت در برخی کاربردها
معایب مستربچ کربنات
• میزان بالای پرکننده ممکن است انعطاف‌پذیری را کاهش داده و محصول را شکننده‌تر کند
• ممکن است شفافیت را کاهش دهد و برای کاربردهای پلاستیک شفاف مناسب نباشد
• می‌تواند خواص سطحی را تغییر دهد و در برخی موارد روی قابلیت چاپ یا چسبندگی تأثیر بگذارد
• ممکن است برای سازگاری بهتر با برخی ماتریس‌های پلیمری نیاز به پوشش‌دهی سطحی داشته باشد
• افزایش چگالی ممکن است وزن نهایی محصول را بیشتر کند که در کاربردهای سبک‌وزن نامطلوب است