مستربچ نانو چیست؟

ضرورت استفاده از مستربچ نانو

به طور کلی مستربچ‌ها پلیمرهایی هستند که در صنایع مختلف تولیدی و با درجات متفاوت به کار می‌روند. این مواد در صنایع مختلف به اشکال گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته پلیمرها را نمی‌توان به تنهایی مورد استفاده قرار داد و برای بهبود کیفیت این مواد و استفاده بهتر از آن‌ها لازم است با افزودنی‌هایی ترکیب شوند.

به عنوان مثال پلی پروپیلن از جمله پلیمرهایی است که به دلیل برخورداری از یک سری ویژگی‌ها همچون فرایندپذیری راحت، قابل دسترس بودن، مقاومت شیمیایی خوب و خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب در صنایع پلاستیک بسیار پرکاربرد است.

البته با وجود همهٔ این مزیت‌ها، پلیمرهای پلی پروپیلن محدودیت‌هایی همچون شکننده بودن و مقاومت ضربه پایین را دارند که به خصوص در دماهای منفی، مقاومت پایین آن منجر به ایجاد یک سری محدودیت‌ها در تولید محصولات می‌شود. گاهی اوقات از روش‌هایی همچون آمیزه‌سازی با الاستومرها یا ترموپلاستیک الاستومرها جهت اصلاح خواص این مواد استفاده می‌کنند. البته این روش‌ها هم خود منجر به افت یک سری خواص مانند مقاومت در برابر خش پذیری می‌شود.

معرفی مستربچ نانو افزودنی

یکی از بهترین روش‌ها جهت بهبود خواص پلی پروپیلن یا پلیمرهای دیگر، استفاده از فرآیند نانوتکنولوژی است. نانو مستربچ‌ها از جمله موادی هستند که به پلیمرها افزوده می‌شوند و با توجه به خواصی که دارند، باعث ایجاد تغییرات اساسی و ویژگی‌هایی در انواع پلیمرها می‌شوند.

 با استفاده از نانوذرات در پلی پروپیلن، افزون بر بهبود خواصی از قبیل خواص مکانیکی و شفافیت، خواص جدید دیگری مانند خواص آنتی باکتریال، مقاومت خراش و بسیاری از موارد دیگر در مستربچ ایجاد می‌شود. به این ترتيب مستربچ نانو افزودنی موجب ایجاد خواص متمایزی در پلیمرها خواهد شد. به طوری که دانه بندی مستربچ، ذخیره سازی و حتی جابه‌جایی را بسیار راحت می‌کند.

انواع مستربچ نانو افزودنی

نانو ذرات‌ها در تولید نانو کامپوزیت‌های پلیمری و پلیمرهای زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرند که باعث ایجاد یا بهبود خواص نهایی محصولات تولید شده می‌شوند. این مواد در بهبود مقاومت ضربه لوله‌ها، پلی اتیلن، پلی پروپیلن و همچنین اتصالات و پروقیل‌های در و پنجره مؤثر واقع می‌شوند. افزودنی نانو در پایه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

نانو افزودنی بر پایه pp

پلی پروپیلن با وجود مزیت‌های بسیاری که دارد اما برای استفاده در برخی از کاربردها لازم است که برخی از خواص آن اصلاح شود. استفاده از نانو تکنولوژی از روش‌های مؤثری است که جهت بهبود خواص پلی پروپیلن به کار می‌رود. به این ترتیب علاوه بر بهبود خواص قدیمی، خواص جدید و مفیدی در پلی پروپیلن ایجاد می شود. بنابراین محصولات تولید شده از پلی پروپیلن نیز از خواصی همچون مقاومت به ضربه و خش پذیری برخوردار خواهند بود.

نانو افزودنی بر پایه PE

پلی اتیلن هم به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرها شناخته می‌شود و با توجه به خواصی که دارد، در زمینه‌های مختلف صنایع پلاستیکی کاربرد دارد. این پلیمر از ویژگی‌هایی همچون در دسترس بودن، مقاومت شیمیایی عالی، برایم پذیری راحت، قیمت مناسب و خواص مکانیکی برخوردار است. پلی اتیلن هم در کنار مزیت‌هایی که دارد، در رابطه با برخی از خواص و ویژگی‌ها نیاز به بهبود خواهد داشت. به این ترتیب از مؤثرترین روش‌ها در جهت بهبود خواص این پلیمر هم مانند پلی پروپیلن، استفاده از نانو تکنولوژی است.

به کمک این افرودنی‌ها علاوه بر بهبود خواص مکانیکی، خواص جدید دیگری همچون خواص آنتی‌ باکتریال در محصولات پلی اتیلن ایجاد می‌شود که باعث افزایش کاربرد آن در صنایع مختلف خواهد شد.

نانو افزودنی بر پایه UPVC

پلیمر upvc هم از پلیمرهای ارزانی است که از خواصی همچون مقاومت شیمیایی مناسب، کارایی خوب، خواص حرارتی و مکانیکی برخوردار است. با این حال این پلیمر هم مانند دیگر پلیمرها معایبی دارد. شکنندگی محصولات به دست آمده از این پلیمر جزء معایبی است که در مواردی مشکل ساز خواهد شد. از این رو جهت بهبود این خواص پلیمرهای upvc نیز از نانو ذرات مناسب استفاده می‌شود.

نانو مستربچ آنتی باکتریال

این محصول که در قالب نام‌های مختلفی همچون نانو پودر، نانو مستربچ، نانوگرانول و نانو آمیزه (نانوکامپاند) وجود دارد، کاربردهای گسترده‌ای دارد. میزان مصرف این نانو افزودنی، حدود ۱ تا ۲ درصد خواهد بود‌.

 از مهم‌ترین کاربردهای نانو مستربچ آنتی باکتریال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

قابلیت حذف انواع میکروب، قارچ و باکتری
ممانعت از فعالیت و رشد انواع میکروارگانیسم‌ها
عدم تغییر در رنگ محصول
قابلیت حفظ خواص و مقاومت محصولات نهایی تولید شده
جلوگیری از ایجاد بوی بد
قابلیت افزایش ماندگاری بسته‌بندی مواد غذایی
قابل استفاده در تولید انواع محصولات پلیمری
نانو مستربچ تجزیه پذیر

می‌توان گفت اولین و در واقع تنها نانو مستربچ اکسا زیست تجزیه پذیر کننده که تولید خود کشور است، نانو مستربچ تجزیه پذیر است. این نانو مستربچ بر پایه پلیمرهای مختلف پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن تولید می‌شود. این نانو مستربچ از ۳۰ درصد ترکیب میکرو نانو ذره‌ای تجزیه پذیر کننده با عملکرد کاتالیزوری است.

استفاده از این نوع نانو مستربچ علاوه بر حفظ خواص و همچنین مقاومت فیزیکی و مکانیکی محصول، باعث ایجادخاصیت تجزیه‌پذیری با کمترین و به صرفه‌ترین قیمت خواهد بود. جهت استفاده از این نانو مستربچ حدود ۱ تا ۲ درصد از آن را با گرانول پلیمری پایه به خوبی ترکیب کرده و در نهایت وارد قیف خوراکدهی دستگاه اکسترودر می‌کنند.

نانو مستربچ خود تمیز شونده

این نوع نانو مستربچ هم یکی دیگر از انواع مستربچ‌های نانو است که خواص متمایزی را در محصول ایجاد می‌کند. از جمله این خواص می‌توان به ایجاد قابلیت خود تمیز شوندگی اشاره کرد که با قرار گرفتن در مقابل هر بار تابش نور محیط ایجاد می‌شود.

نانو مستربچ مقاوم کننده و سبک کننده

همانطور که از نام این نوع مستربچ مشخص است با افزودن آن به انواع پلیمر باعث افزایش قابلیت محصول می‌شود. از دیگر مزیت‌های این نوع مستربچ افزایش استحکام محصول نهایی همراه با کاهش وزن خواهد بود.

کاربرد مستربچ نانو

مستربچ نانو به دلیل بهبود و ایجاد خواص مکانیکی و شیمیایی متمایز در تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری به کار می‌رود. این ماده با توجه به ویژگی‌هایی که دارد، جهت کاهش ضربه یا از بین بردن خش در صنایع مکانیکی و خودرو سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جمع‌بندی

مستربچ نانو از جمله افزودنی‌هایی است که بر پایه‌های مختلف PP، PE و UPVC در پلیمرها به کار می‌رود. این مستربچ‌ها جهت بهبود یک سری خواص همچون مقاومت مکانیکی پلیمر، ضد ضربه و ضد خش مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این ترتیب باعث می‌شود محصولات نهایی به دست آمده از این پلیمر از خواص و ویژگی‌های متمایزی برخوردار باشند. از ویژگی‌های قابل توجهی که در نانو مستربچ وجود دارد این است که در کنار بهبود خواص شیمیایی و مکانیکی، هیچ گونه تأثیری روی رنگ ظاهری محصول نخواهد داشت و حتی در طولانی مدت باعث پایداری قطعه خواهد شد./ منبع: سی وان پلیمر