Essentiellement, un mélange maître est un mélange concentré de pigments et/ou d’additifs enfermés dans une résine porteuse grâce à un processus de chauffage. Ensuite, il est refroidi et transformé sous forme granulaire. Les mélanges maîtres constituent un moyen efficace et rentable de colorer le polymère brut pendant le processus de fabrication des plastiques.
Il existe des méthodes alternatives à l'emploi de mélanges maîtres, telles que l'achat de matériaux entièrement composés ou la préparation sur site à partir de matières premières. Cependant, les mélanges maîtres offrent certains avantages. Bien qu’ils nécessitent plus d’espace de stockage et des délais de livraison plus longs que les pigments purs, ils constituent un choix populaire. De plus, ils soumettent le support et les additifs à une exposition thermique accrue, ce qui peut être nécessaire pour les pigments légèrement stables thermiquement.
L'utilisation de mélanges maîtres atténue les problèmes liés à l'agglutination des additifs ou des colorants et à une mauvaise dispersion. Ces additifs dans les mélanges maîtres sont présents en concentrations plus élevées que dans le polymère final, garantissant ainsi qu'ils sont uniformément répartis dans la résine hôte. Cette application s'apparente quelque peu à l'utilisation de ferro-alliages pour introduire des éléments d'alliage dans les aciers.
Les mélanges maîtres peuvent être très concentrés, nécessitant souvent des « taux d’éjection » élevés. Par exemple, un sac de 25 kg peut être utilisé pour une tonne de polymère naturel. Cette concentration élevée permet un dosage précis de petites quantités de composants coûteux. De plus, la forme solide des granulés dans les mélanges maîtres minimise les problèmes de poussière généralement associés aux additifs solides à grains fins. Comme les mélanges maîtres solides sont sans solvant, ils ont une durée de conservation plus longue puisqu’il n’y a pas d’évaporation du solvant au fil du temps. En règle générale, les mélanges maîtres contiennent 40 à 65 pour cent de l'additif, bien que dans certains cas, la plage puisse aller jusqu'à 15 à 80 pour cent.
Le rapport typique entre le mélange maître et la résine de base est d'environ 1 pour 5%. Plusieurs mélanges maîtres, y compris des variétés de couleurs et d'additifs, peuvent être utilisés simultanément. De plus, le support contenu dans le mélange maître peut servir de plastifiant (courant dans les mélanges maîtres liquides) ou d'auxiliaire technologique.
Généralement, les machines sont alimentées avec des granulés pré-mélangés du polymère de base et du mélange maître. Le mélange final a lieu dans la section de vis et d'extrusion de la machine. Cependant, il est important de noter que le mélange maître et le matériau de base peuvent être séparés, ce qui peut avoir des conséquences négatives. Les masterbatches liquides peuvent également être introduits directement dans la vis de la machine, soit sous forme solide, soit via une pompe péristaltique pour les masterbatches liquides. L'utilisation de mélanges maîtres liquides permet un dosage très précis et des changements de couleur rapides entre les cycles de la machine.
Les mélanges maîtres offrent de nombreux avantages pour les produits finis en plastique :
Productivité améliorée : les masterbatches contribuent à accroître l’efficacité de la production, notamment en termes de volume. Ils permettent également un décalibrage grâce aux propriétés physiques améliorées des films.
Économies de coûts : La chaleur spécifique élevée des composants CaCO3 dans les mélanges maîtres contribue à réduire les coûts des matériaux en nécessitant moins d'énergie pour alimenter la machine.
Propriétés physiques améliorées : les mélanges maîtres jouent un rôle crucial dans l'amélioration de diverses propriétés physiques des produits en plastique, notamment :
En conclusion, le mélange maître constitue un composant fondamental dans l’industrie du plastique, offrant une solution rentable et efficace pour colorer et améliorer les matières plastiques. Sa forme concentrée de pigments et d'additifs encapsulés dans une résine porteuse rationalise le processus de fabrication, offrant de nombreux avantages.
La précision du dosage, la facilité de dispersion et la possibilité d’utiliser simultanément plusieurs mélanges maîtres sont des facteurs clés contribuant à la popularité de cette approche. La forme solide des mélanges maîtres minimise les problèmes liés à la poussière et leur nature sans solvant se traduit par une durée de conservation prolongée.
De plus, les mélanges maîtres apportent de nombreux avantages à la production de produits en plastique, notamment une productivité accrue, des économies de coûts et l'amélioration des propriétés physiques telles que la ténacité, la rigidité à la flexion, l'adhésion et l'imprimabilité.
Alors que l’industrie du plastique continue d’évoluer et donne la priorité à l’efficacité et à la rentabilité, les mélanges maîtres sont sur le point de rester la pierre angulaire de la quête de produits en plastique de haute qualité, dynamiques et fonctionnels. Leur polyvalence et leur efficacité en font un atout précieux dans le monde du plastique, témoignage de l’innovation et du progrès dans cette industrie dynamique.
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