اختصاصی بسپار/ بررسی جامع مستربچهای ضد خشکچسبی در فیلم های پلیمری
بسپار/ایران پلیمر فیلمهای بسپاری در صنایع مختلف از جمله بستهبندی، کشاورزی و تولید محصولات مصرفی بهطور گستردهای استفاده میشوند. یکی از چالشهای مهم در استفاده از این فیلمها، چسبیدن لایههای مختلف به یکدیگر است که میتواند منجر به مشکلاتی در فرایند تولید، ذخیرهسازی و استفاده نهایی شود.
چسبیدن لایههای فیلمهای بسپاری به یکدیگر معمولا ناشی از ترکیبی از عوامل مختلف شامل الکتریسیته ساکن و پدیدهی خشکچسبی Blocking)) میباشد. این مساله یک مشکل رایج در صنعت است که باعث کاهش کیفیت و بهرهوری محصول و افزایش هزینههای تولید میشود. یکی از راهکارهای اساسی حل این مشکل، استفاده از مستربچهای ضدخشکچسبی (Anti-Block masterbatch) میباشد. مستربچ ضدخشکچسبی یک افزودنی مهم در صنعت پلاستیک است که برای جلوگیری از چسبندگی سطوح پلاستیکی به یکدیگر، بهبود فرایند تولید و افزایش کیفیت محصولات پلاستیکی استفاده میشود. بنابراین، به دلیل اهمیت این افزودنی، در این مقاله، به بررسی جامع مستربچ ضدخشکچسبی، انواع آن، سازوکار کارکرد و … پرداخته خواهد شد.
2. مستربچ ضدخشکچسبی
2-1. تعریفها
2-1-1. ماهیت خشکچسبی
خشکچسبی به نیروی چسبندگی بین دو سطح صاف اشاره دارد. خشکچسبی، چسبندگی ناخواسته بین لایههای یک فیلم پلاستیک است که ممکن است در جریان تولید و یا به دلیل تحت فشار قرار گرفتن طاقهی فیلم، معمولا در حین نگهداری یا استفاده، رخ دهد. وقتی ورقها یا فیلمهای پلاستیکی تولید میشوند، تمایل به چسبیدن لایههای فیلم در تماس با هم باعث میشود جداسازی فیلمها از یکدیگر مانند باز کردن یک طاقهی فیلم یا گشودن یک کیسه دشوار شود. خشکچسبی لایههای فیلم مجاور یکدیگر، به دلیل وجود نیروهای واندروالسی بین نواحی اَریخت (Amorphous) بسپار رخ میدهد. این نیروها با کاهش فاصله بین دولایه افزایش مییابند و در نتیجه هنگام فشردن دو لایه به هم، مثل زمانی که در یک طاقه جمعآوری میشوند و یا وقتی که فیلمهای تبدیل شدهی نهایی بر روی هم انباشته میشوند، خشکچسبی افزایش مییابد. دلیل دیگری که ممکن است باعث خشکچسبی شود، وجود گونههای با وزن مولکولی کم، مانند چندپارها (Oligomer) است که تمایل به مهاجرت به سطح فیلم دارند [1-4].
2-1-2. مستربچ ضدخشکچسبی
مستربچ ضدخشکچسبی مخلوطی از افزودنیهای ضدخشکچسبی، همراه با و یا بدون افزودنیهای ثانویه در یک پایه بسپاری است که به منظور کاهش چسبندگی بین سطوح بسپاری استفاده میشود.
3. انواع افزودنیهای ضدخشکچسبی و مقایسه سازوکار کارکرد آنها
بهطورکلی، افزودنیهای ضدخشکچسبی به دو دستهی کلی شامل عوامل ضدخشکچسبی معدنی و آلی تقسیم میشوند:
3-1. عوامل ضدخشکچسبی معدنی (Mineral anti-blocking agents)
عوامل ضدخشکچسبی معدنی، ذرات ریز معدنی هستند که به بسپارها اضافه میشوند تا از چسبندگی بین لایههای فیلمهای پلاستیکی جلوگیری کنند. از این دسته میتوان به کائولن، خاک دیاتومه، کربنات کلسیم، سولفات منیزیم(Magnesium sulfate) ، کربنات منیزیم (Magnesium carbonate)، سولفات کلسیم (بدون آب) (Calcium sulfate (anhydrite))، میکا و … اشاره کرد.
بهلحاظ کارکردی عموما ذرات عوامل ضدخشکچسبی معدنی، برجستگیهای (برآمدگیهای (Bumps)) میکروسکوپی روی سطح فیلم یا پوشش ایجاد میکنند که هوا و فضاهای خالی را در مقیاس میکروسکوپی میان لایهها محبوس کرده و بهاین ترتیب مانع از تماس مستقیم سطوح فیلمها با یکدیگر شده و چسبندگی میان لایههای فیلم به یکدیگر را میکاهند. به عبارت دیگر، افزودنیهای ضدخشکچسبی به دلیل دارا بودن شکل ذرات خاص، به سادگی به عنوان «نوارهای فاصلهگذار» بین دو لایه یا سطح فیلم عمل میکنند و با کاهش نیروهای واندروالسی، نیروی چسبندگی بینلایهای را میکاهند و بهاین ترتیب باعث میشوند که هنگام بستهبندی محصولات با فیلم یا کیسههای پلاستیکی، طاقهی فیلم قابلیت جدا شدن بیشتر و کیسه پلاستیکی قابلیت باز شدن بهتری داشته باشند (شکل ۱، b, a). مقایسه مزایا و معایب عوامل ضدخشکچسبی معدنی در جدول (1) خلاصه شده است.
نویسنده: دکتر منیره شکیبا نهاد، دکترای تخصصی شیمی آلیa
دکتر محمود بیات، دکترای تخصصی مهندسی شیمیb
shakiba.monireh1980@gmail.com a
b پژوهشگاه صنعت نفت،bayatm@ripi.ir
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 279 ماهنامه بسپار که در دی ماه 1404 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.
