Näkymät: 0
Polybutyleenitereftalaatti (PBT) on kaikkialla, autostasi elektroniikkaan. Mutta mikä se on? Tämä puolikiteinen tekniikan termoplastinen kuuluu polyesteriperheeseen ja tarjoaa tasapainon lujuuden ja kestävyyden.
Tässä viestissä tutkimme, mikä tekee PBT: n ainutlaatuisista, sen ominaisuuksista, prosessointimenetelmistä ja siitä, kuinka sitä käytetään alueilla, kuten auto- ja elektroniikka.
Polybutyleenitereftalaatti (PBT) on puolikiteinen termoplastinen polyesteriperheessä. Se tunnetaan lujuudestaan, joustavuudestaan ja kemikaalien kestävyydestä. Näiden ominaisuuksien takia PBT: tä käytetään laajasti auto-, elektroniikassa ja teollisissa sovelluksissa.
PBT: n kemiallista rakennetta edustaa kaava (C12H12O4) n. Polymeeri koostuu pitkistä ketjuista, jotka on muodostettu esterisidoksien kautta. Nämä sidokset tarjoavat materiaalille kestävyyden ja lämpövastuksen, mikä tekee siitä ihanteellisen kovan ympäristön. Sen puolikiteinen rakenne tarjoaa ulottuvuuden stabiilisuuden, mikä tarkoittaa, että se säilyttää muodonsa jopa stressin alla.
Tärkeimmät komponentit sisältävät:
1,4-Butanedioli (BDO) : lisää joustavuutta ja auttaa kemiallisessa resistanssissa.
Tereftaalihappo (TPA) tai dimetyylitereftalaatti (DMT) : tarjoaa jäykkyyden ja rakenteellisen eheyden.
PBT: n tuotantoon sisältyy polykondensaatioreaktio dimetyylitereftalaatin (DMT) tai tereftaalihapon (TPA) ja 1,4-butaniolin (BDO) välillä.
1,4-butaanilaitos (BDO)
Dimetyylitereftalaatti (DMT) tai tereftaalihappo (TPA)
Synteesi alkaa esteröintireaktiolla, jossa BDO reagoi joko DMT: n tai TPA: n kanssa. DMT: tä käytettäessä metanolia tuotetaan sivutuotteena. TPA: n avulla vesi vapautuu. Seuraava reaktio poistaa ylimääräisen BDO: n, mikä johtaa pitkien polymeeriketjujen muodostumiseen kondensaatioreaktioiden kautta.
DMT -reaktio:
TPA -reaktio:
Nämä reaktiot esiintyvät korkeissa lämpötiloissa, tyypillisesti välillä 230 ° C - 250 ° C ja tyhjiöolosuhteissa. Katalyyttejä voidaan käyttää myös reaktion nopeuttamiseen ja korkeampien molekyylipainojen varmistamiseen.
Reaktiotyyppi | sivutuotteen | reaktioolosuhteet |
---|---|---|
DMT BDO: n kanssa | Metanoli | 230-250 ° C, tyhjiö |
TPA BDO: n kanssa | Vettä | 230-250 ° C, tyhjiö |
Tämä polykondensaatioprosessi on avain kestävien, lämmönkestävien polymeeriketjujen muodostamiseen, jotka määrittelevät PBT: n.
Polyesterinä PBT: llä on yhtäläisyyksiä muiden polyesterien kanssa, kuten Polyeteenitereftalaatti (PET) . Se kuitenkin erottaa itsensä nopeamman kiteytymisnopeuden ja alhaisemman prosessointilämpötilansa kautta. Tämä mahdollistaa sen muovaamisen monimutkaisiksi muodoiksi helposti. Muihin polyestereihin verrattuna PBT: llä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja erinomainen kemiallinen vastus, joten se on täydellinen öljyille, polttoaineille ja korkeille lämpötiloihin alttiille osille.
PBT: llä on ainutlaatuinen yhdistelmä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä sopivan erilaisiin sovelluksiin. Katsotaanpa tarkemmin sen keskeisiä ominaisuuksia.
Ominaisuustyypin | ominaisuustiedot | |
---|---|---|
Fysikaaliset ominaisuudet | Tiheys | 1,31 g/cm³ |
Happea rajoittava | 25% | |
Kosteuden imeytyminen (24 tuntia) | 0,08%-0,1% | |
Ulottuvuusvakaus | Erinomainen | |
UV -vastus | Hyvä | |
Mekaaniset ominaisuudet | Vetolujuus | 40-50 MPa |
Taivutusmoduuli | 2-4 GPA | |
Pidennys tauolla | 5-300% | |
Ryömintäkestävyys | Korkea korotetussa lämpötilassa | |
Lämpöominaisuudet | Lämmön taipuma lämpötila (HDT) | 115-150 ° C (0,46 MPa); 50-85 ° C (1,8 MPa) |
MAX Jatkuva huoltolämpötila | 80-140 ° C | |
Palonkestävyys | Saatavana liekinkestävissä arvosanoissa | |
Lämpölaajennuskerroin | 6-10 x 10⁻⁵/° C | |
Sähköominaisuudet | Dielektrinen lujuus | 15-30 kV/mm |
Dielektrinen vakio @ 1 kHz | 2,9-4 | |
Tilavuuden resistiivisyys | 14-17 x 10⊃1; ⁵ OHM.CM | |
Kemiallinen vastustuskyky | Kemikaalienkestävyys | Vahva vastus laimennettuihin happoihin, alkoholiin, hiilivetyihin, liuottimiin, öljyihin |
UV- ja tahravastus | Korkea | |
Orgaanisten liuottimien, öljyjen vastustuskyky | Erinomainen |
PBT tarjoaa erinomaisen ulottuvuuden stabiilisuuden, jopa erilaisissa ympäristöolosuhteissa. Sillä on alhainen kosteuden imeytyminen, tyypillisesti noin 0,1% 24 tunnin upotuksen jälkeen.
Tämä matala kosteuden imeytyminen myötävaikuttaa sen kestävyyteen lämpörasituksen ja ankarien kemiallisten ympäristöjen alla. PBT voi säilyttää muodonsa ja suorituskykynsä vaativissa tilanteissa.
PBT: llä on korkea lujuus, sitkeys ja jäykkyys. Tässä on joitain kvantitatiivisia indikaattoreita
ominaisuusarvo | : |
---|---|
Vetolujuus | 50-60 MPa |
Taivutusmoduuli | 2,3-2,8 GPA |
Pidennys tauolla | 50-300% |
PBT: llä on myös hyvää käytännön vaikutusta. Se kestää äkillisiä kuormia halkeilematta tai murtumista.
Toinen tärkeä ominaisuus on sen hiipivävastus. PBT voi säilyttää muodonsa jatkuvassa stressissä, jopa kohonneissa lämpötiloissa.
PBT: llä on korkea lämmön taipuma lämpötila (HDT) verrattuna moniin muihin tekniikan muoveihin. Esimerkiksi 1,8 MPa -kuormassa sen HDT on noin 60 ° C, kun taas Polypropeenin on vain 50 ° C.
Sillä on myös korkea lämpötila -indeksin luokitus, mikä osoittaa sen kyvyn säilyttää ominaisuudet kohonneissa lämpötiloissa. PBT kestää lyhytaikaisia lämpöretkiä ja pitkäaikaista lämpöaltistusta ilman merkittävää hajoamista.
PBT tarjoaa korkean sähkövastuksen ja dielektrisen lujuuden. Nämä ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen sähkökomponenttien eristämiseen.
Se suojaa virtapiirin purkamiselta, vuotoilta ja hajoamiselta. PBT: n matala dielektrinen häviö tekee siitä myös sopivan korkeataajuisiin elektronisiin sovelluksiin.
PBT: llä on resistenssi monille kemikaaleille, mukaan lukien:
Laimennetut hapot
Alkoholit
Hiilivety
Aromaattiset liuottimet
Öljyt ja rasvat
Tämä kemiallinen vastus tekee PBT: n sopivan osille, jotka altistetaan orgaanisille liuottimille, bensiinille ja öljyille. Se voi säilyttää eheytensä kemiallisesti aggressiivisissa ympäristöissä.
PBT tarjoaa myös hyvän UV -vastustuskyvyn, estäen heikkenemisen auringonvalon altistumisesta. Sen tahrankestävyys parantaa sen kestävyyttä ja esteettistä vetovoimaa edelleen.
Selaamattomat PBT -luokat ovat materiaalin perusmuoto ilman lisäaineita. Ne tarjoavat tasapainon ominaisuuksista, jotka sopivat moniin sovelluksiin.
Nämä arvosanat ovat erilaisia sulamisviskosiitteja, jotka tarjoavat prosessoinnin joustavuuden injektiomuovaukseen ja suulakepuristukseen.
Lasikuituvahvistettu PBT on suosittu muutos. Lasikuitujen lisääminen parantaa merkittävästi materiaalin mekaanisia ominaisuuksia.
Vetolujuus, taivutusmoduuli ja puristuslujuus voivat kasvaa 2-3 kertaa verrattuna täyttämättömiin arvosanoihin. Tämä tekee lasikuituvahvistetusta PBT: stä, joka on ihanteellinen rakenteellisiin sovelluksiin.
Kuitupitoisuus voi vaihdella, tyypillisesti välillä 10% - 50%. Suurempi kuitupitoisuus johtaa suurempaan lujuuteen ja jäykkyyteen, mutta vähentyneeseen taipuisuuteen.
Mineraalitäyteaineita, kuten talkki ja kalsiumkarbonaatti, voidaan lisätä PBT: hen. Nämä täyteaineet parantavat mittakautta ja vähentävät kutistumista muovauksen aikana.
Mineraalilla täytetyt PBT-luokat tarjoavat lisääntynyttä jäykkyyttä ja lämmönkestävyyttä verrattuna täyttämättömiin arvosanoihin. Vaikutuslujuus voi kuitenkin vähentyä hiukan.
Liekinlämpöinen PBT on ratkaisevan tärkeä sovelluksille, joilla on tiukat paloturvallisuusvaatimukset. Erilaisia liekinestoaineita voidaan käyttää, jokaisella on omat edut ja haittot.
Halogenoidut liekinestoaineet, kuten bromatut yhdisteet, ovat tehokkaita, mutta voivat kohdata ympäristöä koskevia huolenaiheita. Ei-puoliarvoiset vaihtoehdot, kuten fosforipohjaiset lisäaineet, ovat saaneet suosiota.
Liekinestoaineen valinta ei vaikuta vain palonsuorituskykyyn, myös muihin ominaisuuksiin, kuten mekaaniseen lujuuteen, lämmönkestävyyteen ja sähköeristykseen.
Vaikutusmuutoksia käytetään parantamaan PBT: n sitkeyttä ja ulottuvuutta. Yleisimmät vaikutusmuokkaimet ovat elastomeereita, kuten:
Etyleeni-propeenikumit (EPR)
Etyleeni-propeeni-diene-monomeeri (EPDM)
Ydinkuoren kumi
Nämä muokkaimet muodostavat erillisen kumivaiheen PBT -matriisissa. Ne imevät energiaa iskun aikana estäen halkeamien aloittamisen ja etenemisen.
Vaikutuslujuus voi kasvaa merkittävästi, etenkin alhaisissa lämpötiloissa. Moduuli ja lämmönkestävyys voivat kuitenkin olla hieman vaarantuneet.
PBT voi suorittaa useita muita muutoksia tiettyjen vaatimusten täyttämiseksi:
UV -stabilointiaineita voidaan lisätä auringonvalo- ja säänkestävyyden parantamiseksi.
Voiteluaineet, kuten PTFE tai silikoni, voidaan sisällyttää kitkan ja kulumisen vähentämiseksi.
Ruoka-luokan PBT on saatavana sovelluksiin, jotka ovat yhteydessä ruokaan ja juomiin.
Antistaattisia aineita voidaan käyttää staattisten varausten hajottamiseen elektronisissa sovelluksissa.
Väritteet ja pigmentit voidaan lisätä esteettisiin tarkoituksiin.
PBT
yhteenveto eri modifikaatioiden | avainvaikutuksista | olevassa | taulukossa | on | Alla |
---|---|---|---|---|---|
Lasikuitu | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
Mineraali täyteaine | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
Liekin hidastin | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
Vaikutusmuokkaus | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
PBT on kestomuovinen materiaali, joka voidaan prosessoida käyttämällä erilaisia tekniikoita. Tutkitaan yleisimpiä menetelmiä ja niiden keskeisiä parametreja.
Injektiomuovaus on yleisin menetelmä, jota käytetään PBT: n prosessointiin. Materiaali kuumennetaan sulan lämpötilaan välillä 230 ° C - 270 ° C. Sitten se injektoidaan muottiin, jota pidetään 40-80 ° C: ssa korkeassa paineessa (tyypillisesti 100–140 MPa ). optimointi Käsittelyparametrien - kuten sulan lämpötilan ja injektiopaine - lisää parempaa osaa ja vähentää vikoja, kuten vääntyminen tai pesuallasmerkit.
alue | Optimaalinen |
---|---|
Sulata lämpötila | 230-270 ° C |
Muotin lämpötila | 40-80 ° C |
Injektiopaine | 100-140 MPa |
Suulakepuristus on toinen laajalti käytetty tekniikka tuottamiseksi . puolivalmiiden tuotteiden, kuten arkkien, sauvojen ja profiilien, Ekstruusion aikana PBT sulaa ja pakotetaan suulakkeen läpi sulan lämpötilassa , joka säädetään välillä 230 ° C - 250 ° C. Oikean ruuvin ylläpitäminen nopeuden ja jäähdytysnopeuden on välttämätöntä mittatarkkuuden kannalta.
Suulakepuristusparametri | optimaalinen arvo |
---|---|
Sulata lämpötila | 230-250 ° C |
Ruuvin nopeus | Säädetty lähdön perusteella |
Puhaltimen muovausta käytetään onttojen osien, kuten pullojen tai astioiden valmistukseen. Tässä prosessissa PBT suulakepuristetaan putkeen, jota kutsutaan parisoniksi, sitten ilma puhalletaan siihen muodon muodostamiseksi. Sulata lämpötilassa ja ilmanpaineessa on avainrooli sileän, tasaisen tuotteen varmistamisessa.
Parametrisovellus | |
---|---|
Sulata lämpötila | 230-250 ° C |
Ilmanpaine | Onttoihin osiin optimoitu |
Kompressiomuovaus sisältää PBT: n asettamisen lämmitettyyn muottiin ja puristamalla se paineen alla. Tätä menetelmää käytetään tyypillisesti suuriin tai paksuseinämiin . Se on ihanteellinen sovelluksiin, jotka vaativat vahvoja, kestäviä komponentteja, jotka tarvitsevat tarkan muodon säilyttämisen.
PBT -puristusmuovan tyypilliset prosessointiparametrit ovat:
Sulan lämpötila: 230 ° C - 250 ° C
Muotin lämpötila: 150 ° C - 180 ° C
Muovauspaine: 10-50 MPa
Vaikka PBT on vähemmän yleistä, se voidaan prosessoida käyttämällä 3D -tulostustekniikoita , kuten sulatettua filamentin valmistusta (FFF) tai selektiivistä lasersintrausta (SLS). Se sopii monimutkaisten, kestävien osien tuottamiseen , jolla on korkea lujuus. Tulostusasetusten, kuten suulakepuristuslämpötila ja tulostusnopeus, optimointi varmistaa sileät kerrokset ja voimakkaan tarttumisen.
3D -tulostusparametrivaikutus | laatuun |
---|---|
Suulakepuristuslämpötila | Vaikuttaa kerrostodistukseen |
Tulostusnopeus | Hallitsee tarkkuutta |
PBT löytää käyttöä monilla teollisuudenaloilla erinomaisten kiinteistöjensä vuoksi. Tutkitaan joitain keskeisiä sovellusalueita.
PBT: tä käytetään laajasti autoteollisuudessa sen kestävyyden, lämmönkestävyyden ja kemiallisen resistenssin vuoksi. Se on ihanteellinen komponenteille, kuten puskurien , rungon paneelit , moottoriosat ja voimansiirtokomponentit . Esimerkiksi PBT löytyy yleisesti ikkunoiden kuorien , vaihdelaatikoista ja jäähdyttimen ikkunoista , joissa se tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn ankarissa ympäristöissä.
Automotive -osa | PBT -sovellus |
---|---|
Puskurit | Iskunkestävyys ja joustavuus |
Moottorin osat | Sähköeristys ja kestävyys |
Lähetyskomponentit | Öljyjen kemiallinen vastustuskyky |
Elektroniikkalalla PBT : tä arvostetaan sen sähköeristysominaisuuksista . Sitä käytetään liittimissä , jäähdytyspuhaltimissa ja muuntajissa , jotka varmistavat turvallisuuden ja kestävyyden. PBT on myös suosittu materiaali kulutuselektroniikassa ja kodinkoneissa , kuten jääkaapissa ja pesukoneissa, joissa se tarjoaa sekä mekaanisen lujuuden että lämmönvakauden.
Elektroninen komponentti | PBT -käyttö |
---|---|
Liittimet | Sähköeristys |
Jäähdytysfanit | Lämmönkestävyys |
Muuntajat ja releet | Kestävä asunto, lämmönhallinta |
Kulutustavaroissa , PBT löytyy yleisesti taloustavaroita kuten pölynimurikomponentteja ja kahvinkeitin osia . Sen vahvuus ja kestävyys tekevät siitä myös ihanteellisen valinnan urheiluvälineisiin , mukaan lukien luistimen pohjat ja voimalaitokset.
PBT: n biologinen yhteensopivuus ja kemiallinen resistenssi tekevät siitä sopivan lääkinnällisille laitteille . Sitä käytetään usein kirurgisissa instrumentteissa , ortopediset implantit ja lääketieteelliset laitteet , jotka vaativat tarkkoja, kestäviä ja hygieniamateriaaleja. Matala kosteuden imeytyminen varmistaa pitkäaikaisen luotettavuuden lääketieteellisissä ympäristöissä.
Lääketieteellisen laitteen | PBT -rooli |
---|---|
Kirurgiset instrumentit | Kestävyys ja biologinen yhteensopivuus |
Ortopediset implantit | Kemiallinen vastus ja stabiilisuus |
LVI- tä ja nesteenkäsittelyjärjestelmissä PBT: käytetään venttiilien , varusteisiin ja pumpun juoksupyöriin . Sen vastus kemikaaleille, alhainen kosteuden imeytyminen ja korkea kestävyys tekevät siitä täydellisen vedelle, öljyille ja puhdistusaineille alttiille komponenteille.
LVI -komponentin | PBT -käyttö |
---|---|
Venttiilit ja varusteet | Kemiallinen vastustuskyky |
Pumppauspyörät | Kestävyys nestettäessä |
PBT llä on merkittävä rooli teollisuuskoneissa , joissa sitä käytetään valmistukseen laakereiden , varusteiden , : ja rullien . Nämä komponentit hyötyvät PBT: n alhaisesta kitkan , kulumiskestävyydestä ja suuresta mekaanisesta lujuudesta.
teollisuusosan | PBT -sovellus |
---|---|
Laakerit ja vaihteet | Kulumiskestävyys, matala kitka |
Rullat ja kamerat | Kestävyys ja tarkkuus |
PBT: tä käytetään elintarvikkeiden sovelluksissa, koska se noudattaa FDA-määräyksiä . Sitä löytyy usein kuljetinhihnat , elintarvikkeiden jalostusteräistä ja muista koneista, jotka käsittelevät ruokaa. PBT: n kosteus- ja puhdistusaineiden kestävyys tekee siitä ihanteellisen hygienia- ja luotettavien elintarvikkeiden jalostuslaitteiden kanssa.
Elintarvikkeiden jalostuskomponentin | PBT -käyttö |
---|---|
Kuljetinhihnat | FDA: n vaatimustenmukaisuus, kosteudenkestävyys |
Elintarvikkeiden jalostusterät | Kestävyys ja puhtaus |
Kuten mikä tahansa materiaali, PBT: llä on vahvuuksiaan ja rajoituksiaan.
PBT tarjoaa useita keskeisiä etuja useilla toimialoilla, mikä tekee siitä suositun valinnan korkean suorituskyvyn sovelluksille.
Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja ulottuvuuden stabiilisuus
PBT: llä on korkea lujuus , sitkeys ja jäykkyys , mikä tekee siitä kestävän mekaanisen jännityksen alla. Se ylläpitää mittakaavaa , jopa vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa, varmistaen, että komponentit säilyttävät muodonsa.
Korkea kemikaali ja kulutusvastus
PBT vastustaa laajaa valikoimaa kemikaaleja, mukaan lukien liuottimet , polttoaineet ja öljyt . Sen kulutuskestävyys tekee siitä sopivan liikkuvien osien, kuten hammaspyörien, jossa kitkan vähentäminen on välttämätöntä.
Hyvä sähköeristys
Tämä polymeeri on erinomainen sähköeristyksessä , jolla on korkea dielektrinen lujuus ja alhainen dielektrinen häviö . Se estää energiavuotoja ja sitä käytetään laajasti elektroniikassa ja sähkökomponenteissa.
Matala kosteuden imeytyminen ja UV -vastus,
jolla on alhainen kosteuden imeytyminen , PBT ylläpitää mekaanisia ominaisuuksiaan kosteisissa ympäristöissä. Se vastustaa myös UV -säteilyä , mikä tekee siitä ihanteellisen ulkoiluun ilman merkittävää heikkenemistä ajan myötä.
Vaikka PBT: llä on monia vahvuuksia, sillä on myös joitain rajoituksia, jotka on otettava huomioon.
Korkean muotin kutistumisen
PBT: llä on suuri homeen kutistuminen prosessoinnin aikana, mikä on haastavaa ylläpitää mitat tarkkuutta monimutkaisissa osissa. Tarkat muovaustekniikat ovat välttämättömiä kutistumisen minimoimiseksi.
Herkkyys hydrolyysille
Yksi merkittävä PBT: n haitta on sen herkkyys hydrolyysille . Pitkäaikainen altistuminen kosteudelle ja kuumalle vedelle voi heikentää materiaalia ajan myötä rajoittaen sen käyttöä veden altistuneissa ympäristöissä.
alttiita vääntymiselle ja loven herkkyydelle
vääntymiseen , PBB on alttiina . etenkin suurissa tai monimutkaisissa osissa Lisäksi vahvistamaton PBT osoittaa loven herkkyyttä , mikä tekee siitä alttiimman stressiin liittyville murtumille.
Alempi lämmön taipuman lämpötila (HDT)
verrattuna muihin tekniikan muoveihin, PBT: llä on alhaisempi HDT , mikä tarkoittaa, että se ei ehkä sovellu korkean lämpötilan sovelluksiin ilman vahvistusta tai erityisiä asteita.
Edut | Haitat |
---|---|
Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet | Korkean muotin kutistuminen |
Korkea ulottuvuus | Herkkyys hydrolyysille |
Hyvä kemikaali ja kulutusvastus | Alttiita vääntymiseen ja loven herkkyyteen |
Luotettava sähköeristys | Lämpöjen taipuman alempi lämpötila verrattuna muihin |
Matala kosteuden imeytyminen ja UV -vastus |
Polybutyleenitereftalaatti (PBT) erottuu sen mekaanisen voimakkuuden , kemiallisen vastustuskyvyn ja mitta stabiilisuuden suhteen . Sen monipuolisuus tekee siitä välttämättömän teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuus, elektroniikka ja lääkinnälliset laitteet. PBT: n ominaisuuksien, käsittelytekniikoiden ja sovellusten ymmärtäminen on kriittistä oikean materiaalin valinnassa ja optimaalisen tuotesuunnittelun varmistamisessa.
Vinkkejä: Olet ehkä kiinnostunut kaikista muoveista
LEMMIKKI | PSU | PE -PE | Paa | KURKISTAA | Pp |
Pommi | PPO | TPU | TPE | Sian | PVC |
Ps | Tietokone | PPS | Abs -abs | PBT | PMMA |
Team MFG on nopea valmistusyritys, joka on erikoistunut ODM: ään ja OEM: ään alkaa vuonna 2015.