PBT的介紹:
PBT塑料是指聚對二甲酸丁二醇酯為主體所構(gòu)成的一類塑料
聚對二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate),又名聚對二甲酸四次甲基酯。簡稱PBT。它是對二甲酸與1,4-丁二醇的縮聚物。PBT和PET一起被稱為熱塑性聚酯。
PBT樹脂為結(jié)晶形,熔點(diǎn)230℃左右,相對密度1.35;具有優(yōu)良的力學(xué)性能,有自潤滑性和耐磨性,摩擦系數(shù)低,耐熱、耐候好;但缺口敏感性大;尺寸穩(wěn)定性好,電性能優(yōu)良,耐電弧性好;抗化學(xué)藥品性及其優(yōu)異,與醇、醚、脂肪烴、酸和鹽的水溶液等不起作用,但不耐強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。耐,在中溶脹,在芳烴、中有些溶脹。在改性PBT中,有92%'是用玻璃纖維增強(qiáng)的,經(jīng)過增強(qiáng)改性的PBT性能突出:1-耐熱性優(yōu)良,長期使用溫度125℃,短期使用溫度達(dá)210℃;2-機(jī)械強(qiáng)度高,在長時(shí)間高負(fù)荷下變形??;3-吸水率低,尺寸穩(wěn)定性好,耐摩擦磨耗性優(yōu)良。
PBT是主鏈上含有酯基的線性熱塑性飽和聚酯聚合物,其化學(xué)名為Polybutylene terephthalate,簡稱PBT, 是和PET樹脂同類的高聚物。由于它具有高的熔點(diǎn)和結(jié)晶度,由于其吸水率和線性熱膨脹系數(shù)很低,因此具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性。此外,它的電絕緣性也非常優(yōu)異,因吸潮引起的電性能變化很小,電絕緣破壞電壓很高。在PBT的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中存在結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū),因此,容易進(jìn)行共混改性和賦予其各種功能;它有阻燃等級、短周期等級、高抗沖擊等級等多種性能不同的等級。在連接器、微型開關(guān)、電容器外殼等的電子零件,OA機(jī)器的鍵盤以及電話機(jī)的功能部件、車載電子零件以及車門把手等汽車零部件上都有其應(yīng)用;其次在醫(yī)療儀器、建筑材料、精密儀器等貼近我們的日常生活的許多用品上都采用了這種樹脂。
我們知道,酯是由酸和醇合成的。聚對二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種聚酯聚合物,它是由一種酸和一種醇縮聚得到的。
聚對二甲酸丁二醇酯使用對二甲酸為原料酸、1,4-丁二醇為原料醇,通過縮聚的方法制備得到。該方法稱為直接酯化法。
對二甲酸是一種具有升華性的固體。由于其純化困難,還有另一種方法用于合成聚對二酸丁二酯,其先將對二甲酸和甲醇酯化制備得到對二甲酸乙二醇酯,然后將對二甲酸乙二醇酯和1,4-丁二醇再進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。這種方法稱為酯交換。
無論采用哪種方法合成的聚對二甲酸丁二醇酯,如果其具有相同的分子量,那么其表現(xiàn)出來的性質(zhì)和性能是一樣的。
另一方面,如前面所提到的,單獨(dú)的聚對二甲酸丁二醇酯(PBT)具有各種用途,但是一般都會加入玻璃纖維作為增強(qiáng)材料,以期改善其機(jī)械性能和熱性能。因此,許多等級的聚對二甲酸丁二醇酯材料都是通過與各種增強(qiáng)材料共混復(fù)合得到的。 PBT的特性:
PBT注塑前要進(jìn)行干燥、要將水分含量控制在0.03%以下。PBT采用熱風(fēng)循環(huán)干燥時(shí),PBT當(dāng)溫度為110℃、115℃或145℃時(shí),所對應(yīng)的時(shí)間不超過六小時(shí)。料層厚度低于32mm。PBT注射溫度:PBT’的分解溫度為285℃,所以實(shí)際生產(chǎn)中控制在235-265℃:PBT注射壓力注射壓力為52~102MPa。PBT注射速率 PBT冷卻速度快,因此要采用較快的注射速率。螺桿轉(zhuǎn)速和背壓成形PBT的螺桿轉(zhuǎn)速不宜超過80r/min,在25~62r/min之間。背壓為注射壓力的12%~17%。PBT模具溫度在65~82℃,各部位的溫度差不超過12℃。PBT成型時(shí)間一般情況下為18~62 s。
PBT是堅(jiān)韌的工程熱塑材料之一,它是半結(jié)晶材料,有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。這些材料在很廣的環(huán)境條件下都有很好的穩(wěn)定性。PBT吸濕特性很弱。非增強(qiáng)型PBT的張力強(qiáng)度為50MPa,玻璃添加劑型的PBT張力強(qiáng)度為170MPa。玻璃添加劑過多將導(dǎo)致材料變脆。PBT的;結(jié)晶很迅速,這將導(dǎo)致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區(qū)別。一般材料收縮率在1.5%~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮0.3%~1.6%之間。熔點(diǎn)(225℃)和高溫變形溫度都比PET材料要低。維卡軟化溫度大約為170℃。玻璃化轉(zhuǎn)換溫度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之間。由于PBT的結(jié)晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時(shí)間一般也較低
a、機(jī)械性能:強(qiáng)度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化);
b、耐熱老化性:增強(qiáng)后的UL溫度指數(shù)達(dá)120~140℃(戶外長期老化性也很好);
c、耐溶劑性:無應(yīng)力開裂;
d、對水穩(wěn)定性:PBT遇水易分解(高溫、高濕環(huán)境下使用需謹(jǐn)慎);
e、電氣性能:
1、絕緣性能:優(yōu)良(潮濕、高溫也能保持電性能穩(wěn)定,是制造電子、電氣零件的理想材料);
2、介電系數(shù):3.0-3.2;
3、耐電弧性:120s
f、成型加工性:普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快,流動性好,模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時(shí),僅需幾秒鐘,對大部件也只要40-60s即可。
2、PBT的應(yīng)用(通常指改性品種);
a、電子電器:連接器、開關(guān)零件、家用電器、配件零件、小型電動罩蓋或(耐熱性、阻燃性、電氣絕緣性、成型加工性);
b、汽車:
1、外裝零件:主要有轉(zhuǎn)角格珊、發(fā)動機(jī)放熱孔罩等;
2、內(nèi)部零部件:主要有內(nèi)鏡撐條、刮水器支架和控制系統(tǒng)閥;
3、汽車電器零件:汽車點(diǎn)火線圈絞管和各種電器連接器等。
(PBT用于汽車上的數(shù)目還不及尼龍、聚碳和聚甲醛,但隨著低翹曲性PBT的出現(xiàn),今后必將在汽車零部件上得到更多的應(yīng)用)
c、機(jī)械設(shè)備:視頻磁帶錄音機(jī)的帶式傳動軸、電子計(jì)算機(jī)罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機(jī)零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機(jī)的零件(有耐熱、阻燃要求) PBT的加工工藝:
早的PBT是德國科學(xué)家P.Schlack于1942年研制而成之后美國Ticona公司進(jìn)行工業(yè)開發(fā),并以Celanex商品名上市,于1970 年以30%玻璃纖增強(qiáng)塑料投放市場隨后廠商先后投入生產(chǎn)行列,生產(chǎn)廠商共計(jì)三十余家。PBT的聚合工藝成熟、成本較低,成型加工容易。未改性的PBT性能不是很好,實(shí)際應(yīng)用要對其進(jìn)行改性,其中,玻纖增強(qiáng)改性占70%以上。PBT在熔融狀態(tài)下流動性好粘度低,僅次于尼龍,在成型易發(fā)生流延現(xiàn)象。成型制品異性,在高溫下遇水易降解。 注塑選用應(yīng)考慮制品的用料量,不宜用大注塑機(jī)生產(chǎn)小制品,長期停機(jī)后再生產(chǎn)時(shí),要將料筒內(nèi)的料排空,再加入新料才能進(jìn)行正常生產(chǎn)。
PBT注塑之前一定要在110~120℃的溫度下干燥三小時(shí)左右,因該料從熔融狀態(tài)一經(jīng)冷卻,則會立即凝固結(jié)晶,故其冷卻時(shí)間較短;若噴嘴溫度控制不當(dāng),流道水口易冷卻固化,會出現(xiàn)堵嘴現(xiàn)象。若料筒超過溫度或熔料在料筒中停留時(shí)間過長,易引起材料分解變脆。注塑時(shí)需用較大水口進(jìn)膠,不宜使用熱流道系統(tǒng),模具排氣要良好,宜用高速、中壓、中溫的條件成型加工,防火料或加玻纖的PBT水口料不宜再回收利用,停機(jī)時(shí)需用PE或PP料及時(shí)清洗料管,以免碳化。這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的干燥處理是很重要。對于未增強(qiáng)型的材料要很好地設(shè)計(jì)模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻,應(yīng)使用盡可能快的注射速度,流道和澆口建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞