Masterbatch a przetwórstwo tworzyw sztucznych.

Chciałbym opisać zagadnienie barwienia tworzyw sztucznych i jego wpływ na proces przetwórstwa oraz właściwości wyrobu. Kluczem będzie krystalizacja. Tworzywa termoplastyczne ze względu na strukturę możemy podzielić na amorficzną (bezpostaciową, nieuporządkowaną) lub częściowo krystaliczną (uporządkowaną) tzn. krystaliczną w pewnych obszarach, a w pozostałych amorficzną. W polimerach krystalizacja przebiega poprzez proces nukleacji, czyli powstawania i wzrostu kryształów.

Istotnym efektem procesu nukleacji wpływającym na przetwórstwo i właściwości otrzymywanych wyrobów są:

• wzrost temperatury krystalizacji (w konsekwencji skrócenie czasu cyklu wtryskiwania, wytłaczania, nawet do 20%!),
• wzrost przezroczystości,
• wzrost właściwości mechanicznych,

wynika to z większej liczby centrów krystalizacji, oraz przewagi struktury drobnokrystalicznej nad obecnością dużych sferolitów.

Wszystko byłoby w jak najlepszym porządku, jeżeli mielibyśmy tego świadomość, może się jednak zdarzyć, że stosując pigmenty (barwne substancje chemiczne, nierozpuszczalne w polimerze) niebieski i zielony np. z grupy phthalocyanine otrzymujemy „naturalny” nukleant. Jeszcze jedna cecha, nie zawsze pożądana, ze wzrostem krystalizacji wzrasta skurcz, co wynika ze struktury o większym stopniu uporządkowania. Ogólnie zasada jest taka, im silniejszy kolor tym większa nukleacja, z wszystkimi wadami i zaletami. Opisane problemy stają się istotne jeżeli produkt, dostarczny jest w różnych wersjach kolorystycznych, prawdopodobnie za każdym razem musimy dokonywać korekty nastaw technologicznych, czyli mamy przestoje, odpady, itc. Istnieją na szczęście tworzywa ( opisany problem odnieść możemy do polipropylenu, czyli tworzywa częściowo krystalicznego) które ze względu na zastosowane środki nukleujące eliminują efekt nukleacji wynikający z masterbacha. O czym napiszę wkrótce.