اختصاصی بسپار/ مستربچهای خوشبوکننده
بسپار/ایران پلیمر در سالهای اخیر استفاده از مواد افزودنی مختلف برای بهبود خواص محصولات پلاستیکی و افزایش جذابیت آنها مورد توجه زیادی قرار گرفته است. یکی از این افزودنیها، مستربچ خوشبوکننده (fragrance masterbatch) است. این محصول یک افزودنی تخصصی در صنعت پلاستیک و بسپار به شمار میآید که به محصول نهایی، رایحههای دلپذیر میبخشد و برای جذابیت بیشتر و بهبود تجربه ی مشتریان و افزایش رضایت آنها استفاده میشود.
این مستربچها نه تنها کاربرد صنعتی و تجاری دارند، بلکه در کاهش بوی نامطبوع پلاستیکها (بخصوص پلاستیکهای بازیافتی) نیز نقش مهمی ایفا میکنند. لذا با توجه به اهمیت این محصول، در این مقاله به بررسی مفهوم مستربچ خوشبوکننده، ترکیبات آنها، کاربردها، فرایند تولید و موارد دیگر پرداخته میشود.
- تعریف و اهمیت مستربچهای خوشبوکننده
مستربچهای خوشبوکننده مخلوطی از بسپار پایه، عامل خوشبوکننده (fragrance) و افزودنیهای دیگر هستند که بهمنظور بهبود ویژگیهای حسی، به مواد بسپاری اضافه میشوند. این مستربچها به شکل دانه تولید میشوند و بهراحتی با بسپار اصلی برای تولید محصول نهایی، آمیخته میشوند. استفاده از این مستربچها، امکان توزیع یکنواخت عامل خوشبوکننده در سراسر محصول را فراهم کرده و از پراکندگی مستقیم مواد معطر در فرایند تولید جلوگیری میکند که این امر، موجب کاهش پسماند و افزایش کارایی میشود ]1[.
- ترکیبات مستربچ خوشبوکننده
مستربچهای خوشبوکننده معمولا از ترکیبات زیر تشکیل شدهاند:
- بسپار پایه (حامل): این بسپار، به عنوان حامل عامل خوشبو کننده عمل میکند. بسپارهای رایج مورد استفاده در این مستربچ شامل PE، PP، PS ، PET ، EVA و … هستند.
- عامل خوشبوکننده: این ماده، ایجادکنندهی رایحه ی دلخواه در محصول نهایی است. انتخاب رایحه، به کاربرد نهایی محصول و سلیقهی مصرفکننده بستگی دارد.
- افزودنیهای دیگر: این مواد، به منظور بهبود کارکرد و خواص مستربچ استفاده میشوند. این افزودنیها ممکن است شامل موارد زیر باشند:
- پاداُکسندهها (anti-oxidant): جلوگیری از اکسایش و حفظ پایداری بسپار
- تثبیتکنندهها: جلوگیری از تخریب عامل خوشبوکننده در فرایند تولید
- سازگارکنندهها: اطمینان از سازگاری عامل خوشبوکننده با بسپار اصلی ]2،1[.
- انواع عوامل خوشبوکننده
خوشبوکنندهها به دستههای مختلفی تقسیم میشوند. این دستهبندیها میتوانند بر اساس نوع ترکیب، کاربرد، نوع فرمولبندی، نُتهای (note) رایحه و … انجام شوند که در ذیل به دو موردِ مهم از آنها در صنعت پلاستیک، اشاره میگردد ]3[.
1.4. دسته بندی بر اساس نُتها
عطرها یا خوشبوکنندهها نیز مانند موسیقی، قدرت برانگیختن احساسات، خاطرات و پرواز دادن ذهن ما به مکانها و زمانهای مختلف را دارند. مشابه نحوه ی تشکیل نُتهای موسیقی یک آهنگ، نُتهای عطر نیز اجزای جداگانهای هستند که با ترکیب آنها و یا به تنهایی، رایحهای دلپذیر را تشکیل میدهند.
رایحهها بر اساس نُتها و ویژگیهای آنها به سه نوع اصلی بر اساس هرم بویایی (olfactory pyramid) دستهبندی میشوند: نُتهای ابتدایی، نُتهای میانی (نُت قلب) و نُتهای پایه (شکل 1). هر نُت نقش خاصی در توسعه و ماندگاری رایحه دارد. این نُتها با توجه به فرایند تبخیر رایحه استشمام میشوند. نُتهای بالای هرم نوسانپذیری بیشتری دارند (سریعتر تبخیر میشوند)، در حالی که نُتهای پایین ماندگاری بیشتری دارند، همچنین رایحههای مختلف مانند لاوندر (اسطخودوس)، رز، یاسمن، وانیل، توت فرنگی، ارکیده، دارچین و … در دستههای متفاوت از هرم بویایی قرار دارند ]5،4[.
شکل 1. هرم بویایی ]3[
خوشبوکنندهها بر اساس تعداد نُتهای موجود در آن، به دو دسته تقسیم میشوند:
- تکنُت
- چندنُت (ترکیبی)
خوشبوکنندههای تکنُت، تنها از یک نوع مادهی معطر تشکیل شدهاند و تنها بر روی یک رایحه تمرکز دارد، این رایحهها معمولا بر پایه یک عنصر خاص مانند گل، میوه یا چوب طراحی میشوند. خوشبوکنندههای چند نُت از ترکیب چند مادهی معطر مختلف که بعضا در قسمتهای متفاوت هرم بویایی بوده و معمولا شامل ترکیبی از نُتهای بالایی، میانی و پایینی هستند، ساخته میشوند.
انتخاب بین خوشبوکنندههای تکنُت و چندنُت بستگی به سلیقه ی شخصی، موقعیت و نوع استفاده دارد. خوشبوکنندههای تکنُت در کاربردهای ساده مناسب هستند، درحالیکه خوشبوکنندههای چندنُت برای ایجاد احساسات و حالات مختلف و نیز مناسبتهای خاص ایدهآلترند. همچنین، خوشبوکنندههای تکنُت معمولا در مقایسه با خوشبوکنندههای چندنُت قیمت کمتری دارند اما باید توجه داشت که قیمت این محصولات به نوع و کیفیت مواد معطر و نام تجاری تولیدکننده بستگی دارد ]6[.
2.4. دسته بندی بر اساس منشا
عوامل خوشبوکننده بر اساس منشا آنها به سه دسته تقسیم میشوند که عبارتند از:
1.2.4. عوامل خوشبوکنندهی طبیعی (natural fragrances)
این نوع خوشبوکنندهها از منابع طبیعی استخراج میشوند و معمولا از گیاهان، میوهها و گلها به دست میآیند. اسانسهای طبیعی مانند اسانس نعناع، اسانس لیمو، اسانس رز و اسانس وانیل در این دسته قرار می گیرند.
2.2.4. عوامل خوشبوکننده مصنوعی (سنتزی) (synthetic fragrances)
این نوع خوشبوکنندهها به صورت شیمیایی ساخته میشوند و معمولا به دلیل هزینه ی کمتر و قابلیت کنترل بیشتر در تولید، مورد استفاده قرار میگیرند.
3.2.4. عوامل خوشبوکننده ترکیبی
این خوشبوکنندهها ترکیبی از عوامل طبیعی و مصنوعی هستند و به منظور بهبود کیفیت و ماندگاری رایحه در محصولات، به کار میروند. این ترکیبات میتوانند باعث ایجاد رایحههای منحصر به فرد و متنوع شوند [1-6].
در مجموع، انتخاب نوع خوشبوکننده برای تولید مستربچ، به سلیقه ی شخصی افراد اعم از تولیدکنندهی مستربچ و مصرفکنندهی آن بسیار وابسته است.
همچنین، باید دقت داشت که کنترل ویژه بر روی کاربرد این مستربچ در تماس با مواد غذایی صورت گیرد و در برخی موارد میتوان از ترکیبات طبیعی به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی مضر برای این منظور استفاده کرد ]3-4، 7-10[.
- سازوکارهای رهایش رایحه در مستربچ خوشبوکننده
عامل خوشبوکننده در طول فرایند تولید (رانشگری (extrusion) یا تزریق پلاستیک) در ساختار بسپار قرار میگیرد و به روشهای زیر رهاسازی میشود:
- انتشار تدریجی: رهایش آرام از سطح بسپار
- سایش مکانیکی: آزاد شدن رایحه در اثر تماس یا مالش
- فعالسازی با دما: رهایش رایحه در اثر گرم شدن (مثلا در تابش نور خورشید در خودرو ) ]11-13[
- فرایند تولید مستربچ خوشبوکننده
تولید مستربچ خوشبوکننده شامل مراحل زیر است:
- انتخاب مواد اولیه: انتخاب بسپار پایه، مواد خوشبوکننده و سایر افزودنیها بر اساس نوع محصول نهایی
- اختلاط مواد: اختلاط دقیق مواد در ماشینهای مخلوطکننده برای اطمینان از توزیع یکنواخت
- رانشگری و دانهسازی: عبور مخلوط از رانشگر (extruder) برای ذوب و تولید دانه
- بستهبندی: بستهبندی دانهها در کیسهها یا ظروف مناسب برای نگهداری و ترابری
- مزایای مستربچ خوشبوکننده
- بهبود ویژگیهای حسی: افزودن رایحهی دلپذیر به محصولات، که میتواند جذابیت آنها را افزایش دهد
- ایجاد جذابیت بیشتر: افزایش تمایز نام تجاری و رضایت مشتری
- از بین بردن بوی ناخوشایند: بوی نامطبوع ناشی از پلاستیکها (مانند پلیاتیلن یا پلیپروپیلن) توسط مستربچ خوشبوکننده کاملا کاهش مییابد یا حذف میشود
- سازگاری با فرایندهای تولید: مستربچ خوشبوکننده به راحتی با مواد اولیه پلاستیک در فرایندهای مختلف (تزریق، رانشگری و …) ترکیب میشود
- ماندگاری طولانیمدتتر: برخلاف افشانهها (اسپریها) یا پوششهای سطحی، در مستربچ خوشبوکننده رایحه درون ماده جاسازی شده و مدت بیشتری باقی میماند
- تنوع رایحهها: امکان استفاده از رایحههای مختلف مانند گلها، میوهها، مرکبات و دیگر رایحهها
- قابلیت تنظیم رایحه با تغییر میزان مستربچ مصرفی
- آسانی استفاده [14-17]
- کاربردهای مستربچ خوشبوکننده
نویسندگان:
دکتر منیره شکیبا نهاد، دکترای تخصصی شیمی آلیa, b, c
دکتر محمود بیات، دکترای تخصصی مهندسی شیمیd
shakiba.monireh1980@gmail.com
شرکت نامیرا بسپار جم
شرکت بهسا پلیمر پارس
پژوهشگاه صنعت نفت،bayatm@ripi.ir
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 286 ماهنامه بسپار که در نیمه مردادماه 1405 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
