Полибитилен Терефталат (PBT) барлық жерде, сіздің көлігіңізден электроникаға дейін. Бірақ дәл не? Бұл жартылай кристалды инженерлік термопластика полиэфирлер отбасына жатады және беріктік пен беріктік тепе-теңдігін ұсынады.
Бұл лауазымда біз PBT-ді бірегей, оның қасиеттері, өңдеу әдістері және оны автомобильдер мен электроника сияқты қалай қолданатынын зерттейміз.
Полибутилен Терефталат дегеніміз не? (PBT)?
Полибитилен Терефталат (PBT) - полиэфирлер тұқымдастағы жартылай кристалды термопластикалық. Бұл оның күші, икемділігі және химиялық заттарға төзімділігі үшін белгілі. Осы қасиеттерге байланысты PBT автомобиль, электроника және өнеркәсіптік қосымшаларда кеңінен қолданылады.
PBT химиялық құрамы және құрылымы
PBT химиялық құрылымы формула (C12H12O4) N. Полимер эфир облигациялары арқылы құрылған ұзын тізбектерден тұрады. Бұл облигациялар материалды берік және жылу кедергісі бар, бұл оны қатаң ортаға мінсіз етеді. Оның жартылай кристалды құрылымы өлшемді тұрақтылықты ұсынады, яғни ол стресстен де оның пішінін сақтайды.
Полибутиленнің терефталаттың молекулалық құрылымы
Негізгі компоненттерге мыналар кіреді:
1,4-Butanediol (BDO) : икемділік қосады және химиялық тұрақтылыққа көмектеседі.
Теефтал қышқылы (TPA) немесе диметил terephththatate (DMT) : қатаңдық пен құрылымдық тұтастықпен қамтамасыз етеді.
PBT синтезі
PBT өндірісі Диметил Терефталаттың (DMT) немесе терефталь қышқылының (TPA) және 1,4-Butanediol (BDO) арасындағы поликонденсация реакциясын қамтиды.
Шикізат материалдары:
Синтездеу эстерикадан басталады, мұнда BDO DMT немесе TPA-мен әрекеттеседі. DMT қолданған кезде метанол жанама өнім ретінде шығарылады. ТПА-мен бірге су шығарылады. Төмендегі реакция артық BDO артық болады, конденсация реакциялары арқылы ұзақ полимерлер тізбектерін қалыптастыруға әкеледі.
Химиялық теңдеулер:
DMT реакциясы:
TPA реакциясы:
Бұл реакциялар жоғары температурада, әдетте, 230 ° C және 250 ° C және вакуумдық жағдайлардың ішінде кездеседі. Катализаторларды реакцияны тездету және молекулалық салмақ жоғарылату үшін де қолданылуы мүмкін.
| реакция түрі | Өнімнің | реакциясы бойынша |
| BDO көмегімен DMT | Метанол | 230-250 ° C, вакуум |
| BDO көмегімен TPA | Суару | 230-250 ° C, вакуум |
Бұл полцинконденсация процесі PBT анықтайтын берік, ыстыққа төзімді полимерлі тізбектерді қалыптастырудың кілті болып табылады.
PBT полиэфирлер отбасының мүшесі ретінде
ПИЛСЕЛ ретінде PBT сияқты, басқа полиэстермен ұқсастықтар Полиэтилен Терефталат (ПЭТ) . Алайда, ол тезірек кристалдану жылдамдығынан және температураны төмендетеді. Бұл оны оңай араластырмауға мүмкіндік береді. Басқа полистермен салыстырғанда, PBT компаниясы жоғары механикалық қасиеттерге және химиялық тұруға, оны майларға, жанармайға және жоғары температураларға мінсіз етеді.
PBT қасиеттері
PBT оны әртүрлі қосымшаларға сәйкес келетін қасиеттердің ерекше үйлесімін ұсынады. Оның негізгі сипаттамаларын мұқият қарастырайық.
| Жылжымайтын мүлік түрі | Жылжымайтын мүлік | туралы мәліметтер |
| Физикалық қасиеттері | Тығыздық | 1,31 г / см⊃3; |
| Оттегінің индексін шектеу | 25% |
| Ылғалдың сіңуі (24 сағат) | 0,08% -0,1% |
| Өлшемді тұрақтылық | Үздік |
| Ультракүлгінге төзімділік | Жақсы |
| Механикалық қасиеттері | Созылу күші | 40-50 МПа |
| Иілгіш модуль | 2-4 GPA |
| Үзіліс кезінде созылу | 5-300% |
| Тұрақты төзімділік | Жоғары температурада жоғары |
| Жылу қасиеттері | Жылуды дефляция температурасы (HDT) | 115-150 ° C (0,46 МПа); 50-85 ° C (1,8 МПа) |
| Максималды үздіксіз қызмет көрсету температурасы | 80-140 ° C |
| Отқа төзімділік | Жалынға төзімді бағаларда қол жетімді |
| Жылу кеңеюінің коэффициенті | 6-10 x 10⁻⁵ / ° C |
| Электрлік қасиеттер | Диэлектрлік беріктің | 15-30 кВ / мм |
| Диэлектрлік тұрақты @ 1 кГц | 2.9-4 |
| Дыбыс деңгейіне төзімділік | 14-17 x 10⊃1; ⁵ OHM.CM |
| Химиялық тұрақтылық | Химиялық заттарға төзімділік | Сұйылтылған қышқылдарға, алкогольдермен, көмірсутектермен, еріткіштермен, майларға қатты төзімділік |
| Ультракүлгін және дақтарға төзімділік | Биік |
| Органикалық еріткіштерге, майларға төзімділік | Үздік |
Физикалық қасиеттері
PBT әр түрлі экологиялық жағдайлардың астында да, өлшемді тұрақтылықты ұсынады. Оның ылғалдылығы төмен, әдетте, 24 сағаттық батырудан кейін шамамен 0,1% құрайды.
Бұл төмен ылғалдың жоғарылауы жылу және қатал химиялық ортадағы беріктікке ықпал етеді. PBT өзекті жағдайларды талап етуде оның формасы мен өнімділігін сақтай алады.
Механикалық қасиеттері
PBT жоғары берік, қатаңдық және қаттылыққа ие. Мұнда кейбір сандық көрсеткіштер:
| мүліктік | құндылық |
| Созылу күші | 50-60 MPA |
| Иілгіш модуль | 2.3-2,8 GPA |
| Үзіліс кезінде созылу | 50-300% |
PBT сонымен қатар жақсы практикалық әсер береді. Ол кенеттен жүктемелерді сындырмай немесе сындырмай-ақ қарсы алады.
Тағы бір маңызды ерекшелік - бұл оның сілкінісі. PBT оның пішінін тұрақты күйзеліске ұшыратуы мүмкін, тіпті температурада да.
Жылу қасиеттері
PBT көптеген басқа инженерлік пластикамен салыстырғанда жоғары жылуды дефлексия температурасы (HDT) бар. Мысалы, 1,8 МПа жүктеме кезінде оның HDT шамамен 60 ° C құрайды Полипропиленнің тек 50 ° C құрайды.
Бұл сонымен қатар жоғары температуралық индекстің рейтингі бар, бұл оның жоғары температурада қасиеттерді сақтау қабілетін көрсетеді. PBT қысқа мерзімді термиялық экскурсиялар мен ұзақ мерзімді жылу әсеріне төтеп бере алады.
Электрлік қасиеттер
PBT жоғары электрлік және диэлектрлік күш ұсынады. Бұл қасиеттер оны оқшаулағыш электрлік компоненттерге өте ыңғайлы етеді.
Ол разрядтан, ағып кетуден және электр тізбегіндегі бұзылудан қорғайды. PBT-тің төмен диэлектрлік шығыны сонымен қатар оны жоғары жиілікті электрондық қосымшалар үшін қолайлы етеді.
Химиялық тұрақтылық
PBT химиялық заттардың кең ауқымына қарсылық көрсетеді, соның ішінде:
Сұйылтылған қышқылдар
Алкогольлер
Көмірсутектер
Хош иісті еріткіштер
Майлар мен майлар
Бұл химиялық тұрақтылық PBT органикалық еріткіштерге, бензинге және майларға ұшыраған бөліктерге жарамды. Ол химиялық агрессивті ортада оның тұтастығын сақтай алады.
PBT сонымен қатар күн сәулесінің түсуіне жол бермейтін ультрафиолетке төзімділікті ұсынады. Оның дақтарға төзімділігі одан әрі оның беріктігі мен эстетикалық тартымдылығын арттырады.
PBT түрлері мен модификациялары
PBT толтырылмаған бағалары
Көп мөлшерде PBT маркалары - ешқандай қоспасыз материалдың негізгі түрі. Олар көптеген қосымшаларға сәйкес келетін қасиеттердің теңгерімін ұсынады.
Бұл бағалар инъекциялық қалыптау және экструзияға икемділікті өңдеуді қамтамасыз ететін ерітінді тұтқырмосылары бар.
Шыны талшықты арматураланған PBT
Шыны талшықты күшейтілген ПТБ - бұл танымал модификация. Шыны талшықтардың қосылуы материалдың механикалық қасиеттерін айтарлықтай жақсартады.
Тозылдық беріктігі, икемді модуль және сығымдау күші толтырылған бағалармен салыстырғанда 2-ден 3 есе артуы мүмкін. Бұл шыны талшықты құрылымды PBT құрылымды құрылымдық қосымшаларға өте ыңғайлы етеді.
Талшықтың мазмұны әдетте 10% -дан 50% -ға дейін өзгереді. Жоғары талшықты мөлшері үлкен күш пен қаттылыққа әкеледі, бірақ икемделденді.
Минералды толтырылған PBT
PBT-ге тальк және кальций карбонаты сияқты минералды толтырғыштарды қосуға болады. Бұл толтырғыштар өлшемді тұрақтылықты жақсартады және қалыптау кезінде шөгуді азайтады.
Пайдалы минералды толтырылған PBT бағалары толтырылмаған бағамен салыстырғанда қаттылық пен жылу кедергісін ұсынады. Алайда, әсердің күші аздап азаяуы мүмкін.
Flame-retardant PBT
FLAME-DETARDART PBT өрт қауіпсіздігі қатаң талаптарға сай келетін өтінімдер үшін өте маңызды. Әрқайсысының әрқайсысын жеке артықшылықтары мен кемшіліктері қолдануға болады.
Галогенделген жалынның бұзылғандығы, мысалы, бромдалған қосылыстар, тиімді, бірақ экологиялық мәселелерге тап болуы мүмкін. Фосфор негізіндегі қоспалар сияқты галогендік емес балама, танымал бола бастайды.
Жалынның құлдырауын таңдау өрт қойылымына ғана емес, сонымен қатар механикалық беріктік, жылу кедергісі және электр оқшаулау сияқты басқа да қасиеттерге де әсер етеді.
Әсер ету-модификацияланған PBT
Әсер ету модификациясы PBT қаттылық пен пайдалылығын жақсарту үшін қолданылады. Әсер етудің ең көп таралған модификаторлары - Эластомерлер, мысалы:
Бұл модификаторлар PBT матрицасында жеке резеңке фазаны құрайды. Олар әсер ету кезінде энергияны сіңіреді, жарықтардың басталуын және таралуын болдырмайды.
Әсердің беріктігі, әсіресе төмен температурада айтарлықтай жоғарылауы мүмкін. Алайда, модуль мен жылу кедергісі сәл зақымдалуы мүмкін.
Басқа модификациялар
PBT нақты талаптарға сәйкес келетін әртүрлі басқа модификациялардан өтуі мүмкін:
Ультрафиолет тұрақтандырғыштарын күн сәулесі мен ауа-райына төзімді жақсарту үшін қосуға болады.
PTFE немесе Silicone сияқты майлаушыларға үйкеліс пен тозуға мүмкіндік берілуі мүмкін.
Азық-түлікке арналған PBT тамақ өнімдері мен сусындармен байланыста қол жетімді.
Антистикалық агенттерді статикалық зарядтарды электронды қосымшаларда тарату үшін пайдалануға болады.
Эстетикалық мақсаттар үшін бояғыштар мен пигменттерді қосуға болады.
Төмендегі кестеде PBT қасиеттері бойынша әртүрлі модификациялардың негізгі әсерлері келтірілген:
| модификациялау | күші | қаттылыққа | әсер етеді, | жылу кедергісінің | өлшемді тұрақтылығы |
| Шыны талшық | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Минералды толтырғыш | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Жалынның бұзылуы | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| Әсер ету модификаторы | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
PBT өңдеу әдістері
PBT - бұл әртүрлі әдістерді қолдана отырып, өңделетін термопластикалық материал. Ең көп таралған әдістер мен олардың негізгі параметрлерін зерттейік.
Инъекциялық қалыптау
Инъекциялық қалыптау - PBT өңдеу үшін қолданылатын ең көп таралған әдіс. Материал еріген температураға дейін қызады аралығында 230 ° C және 270 ° C . Содан кейін ол 40-80 ° C температурада , бұл жоғары қысымды (әдетте 100-140 МПа ) арқылы сақталады. оңтайландыру Өңдеу параметрлерін - балқыма температурасы және инъекциялық қысым - бұл сапалы жақсырақ және ақауларды азайтады Ұрлау немесе Раковина белгілері.
| параметрі | оңтайлы диапазоны |
| Температура | 230-270 ° C |
| Көмір | 40-80 ° C |
| Инъекциялық қысым | 100-140 МПа |
Тұратын
Экструзия - бұл шығарудың тағы бір әдісі . жартылай фабрикаттар парақтар, шыбықтар және профильдер сияқты Экструзия кезінде PBT еріген және өлім арқылы мәжбүр, еріген температурасы аралығында бақыланады 230 ° C және 250 ° C . оң жақ жылдамдығын Бұранданың және салқындату жылдамдығын сақтау өлшемді дәлдік үшін қажет.
| Экструзия параметрі | оңтайлы мән |
| Температура | 230-250 ° C |
| Бұранданың жылдамдығы | Шығу негізінде түзетілген |
Соққы беру
Шұңқырларды палатаны пұтқа салу пайдаланады . қуыс бөліктерді бөтелкелер немесе контейнерлер сияқты Бұл процессте PBT түтікке кіріп, парацион деп аталады, содан кейін пішінді қалыптастыру үшін оған ауа жарылған. Температура мен ауа қысымы тегіс, біркелкі өнімді қамтамасыз етудегі негізгі рөлдерді ойнатады.
| Параметр | қолданбасы |
| Температура | 230-250 ° C |
| Ауа қысымы | Қуыс бөліктерге оңтайландырылған |
Сығымдау
Сығымдау қалыптау PBT-ді қыздырылған қалыпқа орналастыруды және оны қысыммен қысуды қамтиды. Бұл әдіс әдетте үшін қолданылады үлкен немесе қалың қабырғалы бөліктер . Бұл нақты пішінді сақтауды қажет ететін күшті, берік компоненттерді қажет ететін қосымшалар үшін өте ыңғайлы.
PBT қысу үшін әдеттегі өңдеу параметрлері:
Балқытылған температура: 230 ° C-қа дейін 230 ° C
Қалыптастырылған температура: 150 ° C-ға дейін 180 ° C
Қалыптастыру қысымы: 10-нан 50 МПа
3D PBT-мен басып шығару
Кішкентай таралғанмен, PBT-ді 3D басып шығару техникасын қолдана отырып өңдеуге болады. Flask Clange Pation (FFF) немесе селективті лазерлік снатинг (SLS) сияқты Бұл күрделі, берік бөлшектерді жоғары берік бөлшектерді шығаруға жарамды. Экструзия температурасы сияқты басып шығару параметрлерін оңтайландыру және басып шығару жылдамдығы тегіс қабаттар мен күшті жабысып тұрады.
| 3D басып шығару параметрінің | сапасына әсері |
| Экструзия температурасы | Қабатты байланыстыруға әсер етеді |
| Басып шығару жылдамдығы | Дәлдіктерді басқарады |
PBT-нің өтінімдері
PBT тамаша қасиеттеріне байланысты көптеген салаларда қолданылады. Қолданбаның негізгі бағыттарын зерттейік.
Автомобиль өнеркәсібі
PBT кеңінен қолданылады . автомобиль өнеркәсібінде оның беріктігіне, жылу кедергісіне және химиялық тұрақтылықтан Бұл құрамдас бөліктерге арналған, бамперлер , дене панельдері , және беріліс компоненттері сияқты . Мысалы, PBT әдетте терезе мотор снарядтарының , беріліс қораптарында және радиаторлар терезелерінде кездеседі , онда ол қатал ортада керемет нәтиже береді.
| PBT | қосымшасы |
| Бампарлар | Импактқа төзімділік және икемділік |
| Мотор бөлшектері | Электр оқшаулау және беріктік |
| Беріліс компоненттері | Мұнайға химиялық тұрақтылық |
Электроника және электр құрылғылары
PBT Электроника секторында үшін бағаланады электр оқшаулау қасиеттері . Ол қолданылады коннекторлардың , салқындатқыш жанкүйерлерінде және трансформаторларда , олар қауіпсіздік пен беріктікті қамтамасыз етеді. PBT сонымен қатар танымал материал . тұтынушылық электроника және тұтынушы электроника және үйдегі тұрмыстық материалдар , онда ол механикалық күш және жылу тұрақтылығы ұсынылған тоңазытқыштар мен кір жуғыш машиналар сияқты
| Электрондық компонент | PBT қолдану |
| Қонтқыштар | Электр оқшаулау |
| Салқындатқыш жанкүйерлер | Жылуға төзімділік |
| Трансформаторлар және релелер | Тұрғын үй, жылуды басқару |
Халқтық қолданыс тауарлары
PBT Тұтыну тауарларында кездеседі жергілікті заттарда , мысалы, шаңсорғыш компоненттері мен кофеқайнатқыш бөліктерінде . Оның күші мен беріктігі оны тамаша таңдау жасайды спорттық тауарларға , соның ішінде ICE SPATE SOLES және Power бұрғылауларына .
Медициналық құрылғылар
PBT-тің биологиялық тұрақтылығы және химиялық төзімділігі оны үшін қолайлы етеді медициналық мақсаттағы бұйымдар . Ол көбінесе импланттарда , ортопедиялық және медициналық жабдықтарда қолданылады. нақты, берік және гигиеналық материалдарды қажет ететін Ылғалдың төмен сіңуі медициналық ортада ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз етеді.
| медициналық құрылғысы | PBT |
| Хирургиялық аспаптар | Тұрақтылық және биокомастикасы |
| Ортопедиялық импланттар | Химиялық тұрақтылық және тұрақтылық |
Сантехникалық және сұйықтық өңдеу
жүйелерінде PBT Сұйық және сұйықтық өңдеу PBT пайдаланылады клапандар , арматураларында және импульттарға арналған . Оның химиялық заттарға төзімділігі, ылғалдың төмен сіңуі және жоғары төзімділік су, майлар және тазартқыш заттарға әсер етеді.
| Сантехникалық компонент | PBT қолдану |
| Клапандар мен арматура | Химиялық тұрақтылық |
| Сорғы саппелттері | Сұйықтықтың әсерінен беріктігі |
Өндірістік техниканың
PBT маңызды рөл атқарады , өндірістік техникада үшін қолданылады шығару , роликтер , онда ол мен роликтерді . Бұл компоненттер PBT-тің пайда көреді төмен үйкеліс , тозуына және жоғары механикалық беріктіктен .
| өндірістік бөлігі | PBT қосымшасы |
| Мойынтіректер мен редукторлар | Тозуға төзімділік, төмен үйкеліс |
| Роликтер мен камералар | Тұрақтылық және дәлдік |
Тамақ өңдеу жабдықтары
PBT қолданылады тамақ өнімдеріне қосымшаларда сәйкестігіне байланысты FDA ережелеріне . Ол көбінесе пышақтарда , Тамақ өнімдерін өңдейтін және тамақ өңдейтін басқа да техникаларда кездеседі. PBT-тің ылғалдылыққа және тазартқыш заттарға төзімділігі оны гигиеналық және сенімді тамақ өнімдерін өңдеуге ыңғайлы етеді.
| Тағамдарды өңдеу компоненті | PBT қолдану |
| Конвейер белдіктері | FDA сәйкестігі, ылғалға төзімділік |
| Тағамдарды өңдейтін пышақтар | Тұрақтылық пен тазалық |
PBT артықшылықтары мен кемшіліктері
Кез келген материал сияқты, PBT оның күшті жақтары мен шектеулері бар.
Артықшылықтары
PBT бірнеше салалар бойынша бірнеше маңызды артықшылықтарды ұсынады, бұл оны жоғары өнімді қосымшалар үшін танымал таңдау жасайды.
Өте жақсы механикалық қасиеттер және өлшемді тұрақтылық
PBT берік күш , пен қаттылықты мақтан тұтады. Ол Механикалық кернеуде сақтайды өлшемді тұрақтылықты , тіпті әр түрлі қоршаған орта жағдайында, компоненттерді ұстап тұрады.
Жоғары химиялық және тозуға төзімділік
PBT химиялық заттардың кең спектрін, соның ішінде еріткіштермен , тұрады және майлардан . Оның тозуға төзімділігі оны редуктор сияқты қозғалмалы бөлшектерге жарамды етеді, онда үйкеліс азаюы қажет.
Жақсы электр оқшаулау
Бұл полимер электр оқшаулағыштағы жоғары деңгейлі және жоғары диэлектрлік шығындармен электр оқшаулағыштасады . Ол энергияның ағып кетуіне жол бермейді және электроника және электрлік бөлшектерде кең қолданылады.
Ылғалдың төмен сіңу және ультрафиолет
, ылғал сіңіру және ультрафиолет ылғалдылығы төмен PBT ылғалды ортада механикалық қасиеттерін сақтайды. Сондай-ақ, ол ультракүлгін сәулелеріне қарсы тұрады , бұл оны уақтылы айтарлықтай нашарлауға өте ыңғайлы.
Кемшіліктері
PBT көптеген күшті болғанымен, оның кейбір шектеулері бар, оларды ескеру қажет.
Қымырт қысқару
PBT өңдеу кезінде биіктіктегі қысқаруы , оны кешенді бөлшектердің өлшемді дәлдікті сақтауға мүмкіндік береді. Шөгінділерді азайту үшін түзу әдістері қажет.
Гидролизге сезімталдық, PBT-дің бір айтарлықтай кемшілікі - бұл
деген сезімталдығы гидролизге . ұзаққа созылған экспозициясы Ылғалдылық пен ыстық судың уыттай суды кетіреді, оны судың ашық орталарында қолдануды шектейді.
Нөмірлерге төзімділікке бейім және мотоциклдікке бейім ,
байланысты PBT жоғары дифференциалды қысқартуға бейім сигналға , әсіресе үлкен немесе күрделі бөліктерде бейім. Бұған қоса, ЖОҒАРЫ ҚОРҒАЛҒАН КОМПЛЕР КОМПАНИЯНЫҢ СЫЙЛЫҚТЫҚТАРЫҢЫЗ , бұл стрессті сынықтарға сезімтал етеді.
жылудың төменгі температурасы (HDT) , PBT-дің
Басқа инженерлік пластмассалармен салыстырғанда төменгі HDT-ге қарағанда төмен , бұл төменгі деңгейге сәйкес келмеуі мүмкін, бұл күшейтілмейді немесе арнайы бағаларсыз қолдануға жарамсыз болуы мүмкін.
| Артықшылықтары | Кемшіліктері |
| Тамаша механикалық қасиеттері | Биік қалып |
| Жоғары өлшемді тұрақтылық | Гидролизге сезімталдық |
| Жақсы химиялық және тозуға төзімділік | Сезімталдыққа және нотаға бейім |
| Сенімді электр оқшаулау | Басқалармен салыстырғанда жылудың төменгі температурасы |
| Ылғалдың төмен сіңу және ультракүлгінге төзімділігі |
|
Қорытынды
Полибитилен Терефталат (PBT) өзінің білдіреді механикалық беріктігінің , химиялық тұрақтылығы және өлшемді тұрақтылықты . Оның әмбебаптығы оны автомобиль, электроника және медициналық құрылғылар сияқты салаларда қажет етеді. PBT қасиеттерін түсіну, өңдеу әдістері және қосымшалар дұрыс материалды таңдау және өнімнің оңтайлы дизайнын қамтамасыз ету үшін өте маңызды.
Кеңестер: Мүмкін сіз барлық пластиканы қызықтыратын шығарсыз
