Pólýbútýlen terephtalat (PBT) er alls staðar, frá bílnum þínum til rafeindatækni. En hvað er það nákvæmlega? Þessi hálfkristallaða hitauppstreymi tilheyrir pólýester fjölskyldunni og býður upp á jafnvægi styrkleika og endingu.
Í þessari færslu munum við kanna hvað gerir PBT einstakt, eiginleika þess, vinnsluaðferðir og hvernig það er notað á milli atvinnugreina eins og bifreiða og rafeindatækni.
Hvað er pólýbútýlen tereftalat (PBT)?
Pólýbútýlen terephtalat (PBT) er hálfkristallað hitauppstreymi í pólýester fjölskyldunni. Það er þekkt fyrir styrk sinn, sveigjanleika og viðnám gegn efnum. Vegna þessara eiginleika er PBT mikið notað í bifreiðum, rafeindatækni og iðnaðarforritum.
Efnasamsetning og uppbygging PBT
Efnafræðileg uppbygging PBT er táknuð með formúlunni (C12H12O4) n. Fjölliðan samanstendur af löngum keðjum sem myndast í esterbindingum. Þessi tengsl veita efnið endingu og hitauppstreymi, sem gera það tilvalið fyrir erfitt umhverfi. Hálfkristallaða uppbygging þess býður upp á víddar stöðugleika, sem þýðir að hún heldur lögun sinni jafnvel undir streitu.
Sameindarbygging pólýbútýlen tereftalats
Lykilþættir fela í sér:
1,4-bútanedi (BDO) : Bætir sveigjanleika við og hjálpar til við efnaþol.
Terefthalic acid (TPA) eða dímetýl tereftalat (DMT) : veitir stífni og uppbyggingu.
Myndun PBT
Framleiðsla PBT felur í sér fjölkornaviðbrögð milli dímetýl tereftalats (DMT) eða tereftalsýru (TPA) og 1,4-bútanedi (BDO).
Hráefni:
Nýmyndunin byrjar með estrunarviðbrögðum, þar sem BDO bregst við annað hvort DMT eða TPA. Þegar DMT er notað er metanól framleitt sem aukaafurð. Með TPA losnar vatn. Eftirfarandi viðbrögð fjarlægja umfram BDO, sem leiðir til myndunar langar fjölliða keðjur með þéttingarviðbrögðum.
Efnafræðilegar jöfnur:
DMT viðbrögð:
TPA viðbrögð:
Þessi viðbrögð koma fram við hátt hitastig, venjulega á milli 230 ° C og 250 ° C , og við lofttæmisaðstæður. Einnig er hægt að nota hvata til að flýta fyrir viðbrögðum og tryggja hærri mólþunga.
| Viðbragðsgerð | aukaafurðarástand | |
| DMT með BDO | Metanól | 230-250 ° C, tómarúm |
| TPA með BDO | Vatn | 230-250 ° C, tómarúm |
Þetta polycondensation ferli er lykillinn að því að mynda varanlegar, hitaþolnar fjölliða keðjur sem skilgreina PBT.
PBT sem meðlimur í pólýester fjölskyldunni
Sem pólýester deilir PBT líkt með öðrum pólýesters eins og Pólýetýlen terephtalat (PET) . Hins vegar aðgreinir það sig í gegnum hraðari kristöllunarhraða og lægri vinnsluhita. Þetta gerir það kleift að móta það í flóknum formum auðveldlega. Í samanburði við aðra pólýesters hefur PBT betri vélrænni eiginleika og framúrskarandi efnaþol, sem gerir það fullkomið fyrir hluta sem verða fyrir olíum, eldsneyti og háum hitastigi.
Eiginleikar PBT
PBT sýnir einstaka blöndu af eiginleikum sem gera það hentugt fyrir ýmis forrit. Við skulum skoða lykileinkenni þess nánar.
| Eignargerðarupplýsingar | | |
| Líkamlegir eiginleikar | Þéttleiki | 1,31 g/cm³ |
| Takmarka súrefnisvísitölu | 25% |
| Raka frásog (24 klukkustundir) | 0,08%-0,1% |
| Víddarstöðugleiki | Framúrskarandi |
| UV mótspyrna | Gott |
| Vélrænni eiginleika | Togstyrkur | 40-50 MPa |
| Sveigjanlegt stuðull | 2-4 GPA |
| Lenging í hléi | 5-300% |
| Skríða mótspyrna | Hátt við hækkað hitastig |
| Varmaeiginleikar | Hitastig hitastigs (HDT) | 115-150 ° C (við 0,46 MPa); 50-85 ° C (við 1,8 MPa) |
| Hámark stöðugur þjónustuhitastig | 80-140 ° C. |
| Eldþol | Fæst í logaþolnum einkunnum |
| Stuðull hitauppstreymis | 6-10 x 10⁻⁵/° C. |
| Rafmagns eiginleikar | Dielectric styrkur | 15-30 kV/mm |
| Rafmagnsstöðugt @ 1 kHz | 2.9-4 |
| Hljóðstyrk | 14-17 x 10⊃1; ⁵ ohm.cm |
| Efnaþol | Viðnám gegn efnum | Sterk mótspyrna gegn þynntum sýrum, alkóhólum, kolvetni, leysum, olíum |
| UV og bletþol | High |
| Viðnám gegn lífrænum leysum, olíum | Framúrskarandi |
Líkamlegir eiginleikar
PBT býður upp á framúrskarandi víddarstöðugleika, jafnvel við mismunandi umhverfisaðstæður. Það hefur litla frásog raka, venjulega um 0,1% eftir 24 klukkustunda sökkt.
Þessi litla upptaka raka stuðlar að endingu þess undir hitauppstreymi og hörðu efnaumhverfi. PBT getur viðhaldið lögun sinni og afköstum við krefjandi aðstæður.
Vélrænni eiginleika
PBT státar af miklum styrk, hörku og stífni. Hér eru nokkrar megindlegar vísbendingar
| eignagildi | : |
| Togstyrkur | 50-60 MPa |
| Sveigjanlegt stuðull | 2.3-2.8 GPA |
| Lenging í hléi | 50-300% |
PBT sýnir einnig góðan hagnýtan áhrifastyrk. Það þolir skyndilega álag án þess að sprunga eða brjóta.
Annar mikilvægur eiginleiki er skriðþol þess. PBT getur viðhaldið lögun sinni undir stöðugu álagi, jafnvel við hækkað hitastig.
Varmaeiginleikar
PBT er með hátt hitastig hitastigs (HDT) samanborið við mörg önnur plastverkfræði. Til dæmis, við 1,8 MPa álag, er HDT þess um 60 ° C, en Pólýprópýlen er aðeins 50 ° C.
Það hefur einnig háhitavísitölu, sem gefur til kynna getu þess til að halda eiginleika við hækkað hitastig. PBT þolir skammtíma varma skoðunarferðir og langtímahitaáhrif án verulegs niðurbrots.
Rafmagns eiginleikar
PBT býður upp á mikla rafmagnsþol og rafstyrk. Þessir eiginleikar gera það tilvalið til að einangra rafmagn íhluta.
Það verndar gegn losun, leka og sundurliðun í rafrásum. Lítið dielectric tap PBT gerir það einnig hentugt fyrir hátíðni rafræn forrit.
Efnaþol
PBT sýnir ónæmi gegn fjölmörgum efnum, þar á meðal:
Þynntar sýrur
Alkóhól
Kolvetni
Arómatísk leysiefni
Olíur og fitu
Þessi efnaþol gerir PBT hentugt fyrir hluta sem verða fyrir lífrænum leysum, bensíni og olíum. Það getur viðhaldið heiðarleika sínum í efnafræðilega árásargjarn umhverfi.
PBT býður einnig upp á góða UV viðnám, sem kemur í veg fyrir niðurbrot sólarljóss. Blettþol þess eykur enn frekar endingu þess og fagurfræðilega áfrýjun.
Tegundir og breytingar á PBT
Óútfylltar PBT -einkunnir
Ófylltar PBT -einkunnir eru grunnform efnisins án nokkurra aukefna. Þau bjóða upp á jafnvægi eigna sem henta fyrir mörg forrit.
Þessar einkunnir eru í ýmsum bræðslu seigju, sem veitir vinnslu sveigjanleika fyrir innspýtingarmótun og extrusion.
Glertrefjar styrkt PBT
Glertrefjar styrkt PBT er vinsæl breyting. Með því að bæta við glertrefjum eykur verulega vélrænni eiginleika efnisins.
Togstyrkur, sveigjanleg stuðull og þjöppunarstyrkur geta aukist um 2 til 3 sinnum miðað við óútfylltar einkunnir. Þetta gerir glertrefjar styrkt PBT tilvalið fyrir burðarvirki.
Trefjarinnihald getur verið breytilegt, venjulega á bilinu 10% til 50%. Hærra trefjainnihald hefur í för með sér meiri styrk og stífni en minni sveigjanleika.
Steinefni fyllt PBT
Hægt er að bæta steinefna fylliefni, svo sem talk og kalsíumkarbónati, við PBT. Þessi fylliefni bæta víddarstöðugleika og draga úr rýrnun meðan á mótun stendur.
Steinefnafylltar PBT-einkunnir bjóða upp á aukna stífni og hitaþol miðað við ófylltar einkunnir. Hins vegar getur höggstyrkur minnkað lítillega.
Logavarnarmaður PBT
Logi-endurspegill PBT skiptir sköpum fyrir forrit með ströngum brunaöryggiskröfum. Hægt er að nota ýmis logavarnarefni, hvert með sinn ávinning og galla.
Halogenated logavarnarefni, svo sem bromined efnasambönd, eru áhrifarík en geta átt í umhverfisáhyggjum. Val sem ekki er halogened, eins og fosfór-byggð aukefni, öðlast vinsældir.
Val á logavarnarefni hefur ekki aðeins áhrif á eld afköst heldur einnig aðra eiginleika eins og vélrænan styrk, hitaþol og rafmagns einangrun.
Áhrif breytt PBT
Breyting á áhrifum er notuð til að bæta hörku og sveigjanleika PBT. Algengustu áhrifin eru teygjur, svo sem:
Þessir breytingar mynda sérstakan gúmmískan áfanga innan PBT fylkisins. Þeir taka upp orku við áhrif, koma í veg fyrir upphaf sprungu og fjölgunar.
Hægt er að auka áhrifastyrkinn verulega, sérstaklega við lágt hitastig. Hins vegar getur stuðullinn og hitaþolið verið örlítið í hættu.
Aðrar breytingar
PBT getur farið í ýmsar aðrar breytingar til að uppfylla sérstakar kröfur:
Hægt er að bæta við UV -sveiflujöfnun til að bæta viðnám gegn sólarljósi og veðrun.
Hægt er að fella smurefni, eins og PTFE eða kísill, til að draga úr núningi og slit.
Matargráðu PBT er hægt að fá forrit í snertingu við mat og drykk.
Hægt er að nota antistatic lyf til að dreifa kyrrstæðum hleðslum í rafrænum forritum.
Hægt er að bæta litarefnum og litarefnum í fagurfræðilegum tilgangi.
Taflan hér að neðan dregur saman lykiláhrif mismunandi breytinga á PBT eiginleika:
| Styrkur | Styrkur | Stífleiki | Áhrif | hitaviðnámsvíddar | stöðugleiki |
| Glertrefjar | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Steinefna fylliefni | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Logahömlun | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| Áhrif breytir | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
Vinnslutækni fyrir PBT
PBT er hitauppstreymi sem hægt er að vinna með ýmsum aðferðum. Við skulum kanna algengustu aðferðirnar og lykilbreytur þeirra.
Stungulyf færibreytu
Inndælingarmótun er algengasta aðferðin sem notuð er við vinnslu PBT. Efnið er hitað að bræðsluhitastigi milli 230 ° C og 270 ° C. Það er síðan sprautað í mold sem haldið er við 40-80 ° C undir háum þrýstingi (venjulega 100-140 MPa ). Að hámarka vinnslubreyturnar - svo sem bráðna hitastig og inndælingarþrýsting - greinir betri hluta gæði og dregur úr göllum eins og vinda eða Vaskur.
| ákjósanleg | svið |
| Bræðslu hitastig | 230-270 ° C. |
| Mygluhitastig | 40-80 ° C. |
| Innspýtingarþrýstingur | 100-140 MPa |
Extrusion
Extrusion er önnur víða notuð tækni til að framleiða hálfkláruð vörur eins og blöð, stangir og snið. Við extrusion er PBT bráðnað og neydd í gegnum deyja, með bræðsluhitastiginu stjórnað á milli 230 ° C og 250 ° C. Að viðhalda hægri skrúfuhraða og kælingarhraða er nauðsynlegur fyrir víddar nákvæmni.
| Extrusion breytu | ákjósanleg gildi |
| Bræðslu hitastig | 230-250 ° C. |
| Skrúfhraði | Leiðrétt út frá framleiðsla |
Blása mótun
Blás mótun er notuð til að búa til holur hluta eins og flöskur eða ílát. Í þessu ferli er PBT pressaður í rör, kallaður parison, síðan er loft blásið í það til að mynda lögunina. Bræðið hitastig og loftþrýsting gegnir lykilhlutverkum til að tryggja slétta, samræmda vöru.
| Færibreytuumsókn | |
| Bræðslu hitastig | 230-250 ° C. |
| Loftþrýstingur | Bjartsýni fyrir holu hluta |
Samþjöppun mótun
Þjöppun mótun felur í sér að setja PBT í upphitaða mót og þjappa því undir þrýsting. Þessi aðferð er venjulega notuð fyrir stóra eða þykka veggja hluta . Það er tilvalið fyrir forrit sem krefjast sterkra, varanlegra íhluta sem þarfnast nákvæmrar varðveislu.
Dæmigerð vinnslubreytur fyrir PBT þjöppun mótun eru:
Bræðsluhitastig: 230 ° C til 250 ° C
Mót hitastig: 150 ° C til 180 ° C
Mótunarþrýstingur: 10 til 50 MPa
3D prentun með PBT
Þrátt fyrir að vera sjaldgæfari er hægt að vinna með PBT með 3D prentunartækni eins og sameinuðu þráðaframleiðslu (FFF) eða sértækum leysir sintrun (SLS). Það hentar til að framleiða flókna, varanlegan hluta með miklum styrk. Hagræðing prentstillinga eins og hitastig extrusion og prenthraða tryggir slétt lög og sterk viðloðun.
| 3D prentunaráhrif | á gæði |
| Extrusion hitastig | Hefur áhrif á lag tengingu |
| Prenthraði | Stjórnar nákvæmni |
Forrit PBT
PBT finnur notkun í fjölmörgum atvinnugreinum vegna framúrskarandi eiginleika. Við skulum kanna nokkur lykilumsóknarsvið.
Bifreiðariðnaður
PBT er mikið notað í bílaiðnaðinum vegna endingu hans, hitaþols og efnaþols. Það er tilvalið fyrir íhluti eins og stuðara , líkamspjöld , mótorhluta og sendingaríhluta . Til dæmis er PBT almennt að finna í gluggakassum , með gluggakippum og ofn gluggum , þar sem það veitir framúrskarandi afköst í hörðu umhverfi.
| Bifreiðshluti | PBT forrit |
| Stuðarar | Áhrifþol og sveigjanleiki |
| Mótorhlutar | Rafmagns einangrun og ending |
| Sendingarhlutar | Efnaþol gegn olíum |
Rafeindatækni og rafmagnstæki
Í rafeindatækjageiranum er PBT metið fyrir rafeinangrunareiginleika sína . Það er notað í tengi , kælingu aðdáenda og Transformers , sem tryggir öryggi og endingu. PBT er einnig vinsælt efni í neytandi rafeindatækni og heimilistækjum eins og ísskápum og þvottavélum, þar sem það býður upp á bæði vélrænan styrk og hitauppstreymi.
| Rafræn hluti | PBT notkunar |
| Tengi | Rafmagns einangrun |
| Kælir aðdáendur | Hitaþol |
| Transformers og gengi | Varanlegt húsnæði, hitastjórnun |
Neytendavörur
Í neysluvörum er PBT almennt að finna í heimilisvörum eins og ryksuga íhlutum og kaffivélarhlutum . Styrkur þess og ending gerir það einnig kjörið val fyrir íþróttavörur , með þar að .
Lækningatæki
Lífsamrýmanleiki PBT og efnaþol PBT gerir það hentugt fyrir lækningatæki . Það er oft notað í skurðlækningatækjum , bæklunarígræðslu og lækningatæki sem krefjast nákvæmra, endingargotts og hreinlætisefna. Lítil frásog raka tryggir langtíma áreiðanleika í læknisfræðilegu umhverfi.
| Lækningatæki | PBT hlutverk |
| Skurðaðgerðartæki | Endingu og lífsamhæfni |
| Bæklunarígræðslur | Efnaþol og stöðugleiki |
Pípulagnir og meðhöndlun vökva
Í pípulögnum og vökvameðferðarkerfum er PBT notað lokanir , við og dæluhjól . Viðnám þess gegn efnum, frásogi með litla raka og mikla endingu gerir það fullkomið fyrir íhluti sem verða fyrir vatni, olíum og hreinsiefnum.
| Pípulagningarhluti | PBT notkun |
| Lokar og innréttingar | Efnaþol |
| Pump hjól | Endingu undir vökvaáhrifum |
Iðnaðarvélar
PBT gegnir verulegu hlutverki í iðnaðarvélum þar sem það er notað til að legur , gírkambar , framleiða og vals . Þessir þættir njóta góðs af PBT litlum núnings , slitþol og miklum vélrænni styrk.
| Iðnaðarhluti | PBT umsókn |
| Legur og gírar | Klæðast viðnám, lítill núningur |
| Rúlla og kambar | Endingu og nákvæmni |
Matvælavinnslubúnaður
PBT er notað í matvælaumsóknum vegna þess að það er farið að reglugerðum FDA . Það er oft að finna í færibönd , matvælavinnslublöð og aðrar vélar sem sjá um mat. Viðnám PBT gegn raka og hreinsiefni gerir það tilvalið fyrir hollustu og áreiðanlegan matvælavinnslubúnað.
| Matvælavinnsla hluti | PBT notkunar |
| Færibönd | Fylgni FDA, rakaþol |
| Matvinnslublöð | Endingu og hreinlæti |
Kostir og gallar PBT
Eins og öll efni, hefur PBT styrkleika og takmarkanir.
Kostir
PBT býður upp á nokkra helstu kosti í mörgum atvinnugreinum, sem gerir það að vinsælum vali fyrir afkastamikil forrit.
Framúrskarandi vélrænir eiginleikar og víddarstöðugleiki
PBT státar af mikilli styrkleika , og stífni , sem gerir það varanlegt undir vélrænu álagi. Það heldur víddar stöðugleika , jafnvel við mismunandi umhverfisaðstæður, að tryggja að íhlutir haldi lögun sinni.
Hátt efna- og slitþol
PBT standast breitt svið efna, þar með talið leysir , eldsneyti og olíur . þess Slitþol gerir það hentugt fyrir hreyfanlega hluti eins og gíra, þar sem núningslækkun er nauðsynleg.
Góð rafmagns einangrun
Þessi fjölliða skar sig fram úr í rafmagns einangrun , með miklum rafstyrk og lágu rafrænu tapi . Það kemur í veg fyrir orkuleka og er mikið notað í rafeindatækni og rafmagns íhlutum.
Lágt frásog raka og UV viðnám
með litlum frásog raka , PBT heldur vélrænni eiginleika þess í röku umhverfi. Það standast einnig UV geislun , sem gerir það tilvalið til notkunar úti án verulegs niðurbrots með tímanum.
Ókostir
Þó að PBT hafi marga styrkleika hefur það einnig nokkrar takmarkanir sem þarf að hafa í huga.
Hátt mygla rýrnun
PBT sýnir mikla rýrnun á myglu við vinnslu, sem gerir það krefjandi að viðhalda víddar nákvæmni í flóknum hlutum. Nákvæmar mótunaraðferðir eru nauðsynlegar til að lágmarka rýrnun.
Næmni fyrir vatnsrofi
Einn verulegur galli PBT er næmi þess fyrir vatnsrofi . Langvarandi útsetning fyrir raka og heitu vatni getur rýrt efnið með tímanum og takmarkað notkun þess í umhverfi vatns.
Hægt er að vera með vinda og næmni í hak
vegna mikillar mismununar rýrnun , PBT er tilhneigingu til að vinda , sérstaklega í stórum eða flóknum hlutum. Að auki sýnir óskilgreindur PBT næmi hak , sem gerir það næmara fyrir streitutengdum beinbrotum.
Lægra hitastig hitastigs hitastigs (HDT)
samanborið við önnur verkfræðiplastefni, PBT er með lægri HDT , sem þýðir að það kann ekki að henta fyrir háhita forrit án styrkingar eða sérstakra einkenna.
| Kostir | ókostir |
| Framúrskarandi vélrænir eiginleikar | High mygla rýrnun |
| Hávídd stöðugleiki | Næmi fyrir vatnsrofi |
| Gott efni og slitþol | Tilhneigingu til að vinda og hak næmi |
| Áreiðanleg rafeinangrun | Lægri hitastig hitastigs hitastigs miðað við aðra |
| Lágt frásog raka og UV viðnám |
|
Niðurstaða
Pólýbútýlen tereftalat (PBT) stendur upp úr vélrænni styrkleika , efnaþols og víddar stöðugleika . Fjölhæfni þess gerir það mikilvægt í atvinnugreinum eins og bifreiðum, rafeindatækni og lækningatækjum. Að skilja eiginleika PBT, vinnslutækni og forrit er mikilvægt til að velja rétt efni og tryggja bestu vöruhönnun.
Ábendingar: Þú hefur kannski áhuga á öllum plastunum
