폴리 부틸렌 테레 프탈레이트 (PBT)는 자동차에서 전자 제품에 이르기까지 어디에나 있습니다. 그러나 정확히 무엇입니까? 이 반 결정질 공학 열가소성은 폴리 에스테르 패밀리에 속하며 강도와 내구성의 균형을 제공합니다.
이 게시물에서는 PBT를 독특하게 만드는 것, 특성, 처리 방법 및 자동차 및 전자 제품과 같은 산업에서 사용되는 방법을 살펴 봅니다.
폴리 부틸렌 테레 프탈레이트 (PBT)는 무엇입니까?
폴리 부틸렌 테레 프탈레이트 (PBT)는 폴리 에스테르 패밀리에서 반 결정질 열가소성이다. 화학 물질에 대한 강도, 유연성 및 저항성으로 유명합니다. 이러한 특성으로 인해 PBT는 자동차, 전자 제품 및 산업 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
PBT의 화학적 조성 및 구조
PBT의 화학 구조는 공식 (C12H12O4) n으로 표시됩니다. 중합체는 에스테르 결합을 통해 형성된 긴 사슬로 구성된다. 이러한 본드는 물질에 내구성과 열 저항을 제공하여 힘든 환경에 이상적입니다. 반 결정질 구조는 치수 안정성을 제공하므로 스트레스 하에서도 모양이 유지됩니다.
폴리 부틸렌 테레 프탈레이트의 분자 구조
주요 구성 요소에는 다음이 포함됩니다.
1,4- 부탄데 디올 (BDO) : 유연성을 추가하고 화학 저항에 도움이됩니다.
Terephthalic Acid (TPA) 또는 디메틸 테레프탈 레이트 (DMT) : 강성 및 구조적 무결성을 제공합니다.
PBT의 합성
PBT의 생산은 디메틸 테레 프탈레이트 (DMT) 또는 테레 프탈산 (TPA) 과 1,4.
원료 :
합성은 BDO가 DMT 또는 TPA와 반응하는 에스테르 화 반응으로 시작합니다. DMT를 사용할 때, 메탄올은 부산물로 생산된다. TPA를 사용하면 물이 방출됩니다. 다음 반응은 과량의 BDO를 제거하여 응축 반응을 통한 긴 중합체 사슬의 형성을 초래한다.
화학 방정식 :
DMT 반응 :
TPA 반응 :
이러한 반응은 고온, 일반적으로 230 ° C에서 250 ° C 사이 및 진공 조건에서 발생합니다. 촉매는 또한 반응의 속도를 높이고 더 높은 분자량을 보장하는 데 사용될 수있다.
| 반응 유형 | 부산물 | 반응 조건 |
| BDO와 DMT | 메탄올 | 230-250 ° C, 진공 |
| BDO와 TPA | 물 | 230-250 ° C, 진공 |
이 폴리 컨벤션 공정은 PBT를 정의하는 내구성, 열 내성 중합체 사슬을 형성하는 데 핵심입니다.
폴리 에스테르 패밀리의 회원으로서 PBT
폴리 에스테르로서 PBT는 다른 폴리 에스테르와 유사점을 공유합니다. 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET) . 그러나 더 빠른 결정화 속도와 낮은 처리 온도를 통해 차별화됩니다. 이를 통해 복잡한 모양으로 쉽게 성형 할 수 있습니다. PBT는 다른 폴리 에스테르와 비교하여 우수한 기계적 특성과 우수한 화학 저항을 가지므로 오일, 연료 및 고온에 노출 된 부품에 적합합니다.
PBT의 속성
PBT는 다양한 응용 프로그램에 적합한 고유 한 속성 조합을 보여줍니다. 주요 특성을 자세히 살펴 보겠습니다.
| 속성 유형 | 속성 | 세부 사항 |
| 물리적 특성 | 밀도 | 1.31 g/cm g3; |
| 산소 지수 제한 | 25% |
| 수분 흡수 (24 시간) | 0.08%-0.1% |
| 치수 안정성 | 훌륭한 |
| UV 저항 | 좋은 |
| 기계적 특성 | 인장 강도 | 40-50 MPa |
| 굴곡 계수 | 2-4 GPA |
| 휴식시 신장 | 5-300% |
| 크리프 저항 | 높은 온도에서 높음 |
| 열 특성 | 열 변형 온도 (HDT) | 115-150 ° C (0.46 MPa); 50-85 ° C (1.8 MPa) |
| 최대 연속 서비스 온도 | 80-140 ° C |
| 내화성 | 화염 방지 등급으로 제공됩니다 |
| 열 팽창 계수 | 6-10 x 10 °/° C |
| 전기 특성 | 유전력 | 15-30 kV/mm |
| 유전 상수 @ 1 kHz | 2.9-4 |
| 부피 저항성 | 14-17 x 10 ⊃1; ⁵ OHM.CM |
| 화학 저항 | 화학 물질에 대한 저항 | 희석 된 산, 알코올, 탄화수소, 용매, 오일에 대한 강한 내성 |
| UV 및 염색 저항 | 높은 |
| 유기 용매, 오일에 대한 저항 | 훌륭한 |
물리적 특성
PBT는 다양한 환경 조건에서도 탁월한 차원 안정성을 제공합니다. 수분 흡수가 낮으며, 일반적으로 24 시간 침지 후 약 0.1%.
이 낮은 수분 흡수는 열 응력과 가혹한 화학 환경에서 내구성에 기여합니다. PBT는 까다로운 상황에서 모양과 성능을 유지할 수 있습니다.
기계적 특성
PBT는 강도, 강인성 및 강성을 자랑합니다. 다음은 몇 가지 정량적 지표입니다 :
| 속성 | 값 |
| 인장 강도 | 50-60 MPa |
| 굴곡 계수 | 2.3-2.8 GPA |
| 휴식시 신장 | 50-300% |
PBT는 또한 실질적인 영향 강도를 보여줍니다. 갈라 지거나 부러지지 않고 갑자기 하중을 견딜 수 있습니다.
또 다른 중요한 특징은 크리프 저항입니다. PBT는 온도가 높아도 일정한 응력 하에서 모양을 유지할 수 있습니다.
열 특성
PBT는 다른 많은 엔지니어링 플라스틱에 비해 높은 열 변형 온도 (HDT)를 가지고 있습니다. 예를 들어 1.8 MPa 부하에서 HDT는 약 60 ° C이고 폴리 프로필렌은 단지 50 ° C입니다.
또한 온도 지수 등급이 높기 때문에 온도가 높은 속성을 유지하는 능력을 나타냅니다. PBT는 단기 열 여학 및 장기 열 노출을 심각한 저하없이 견딜 수 있습니다.
전기 특성
PBT는 높은 전기 저항과 유전력을 제공합니다. 이러한 특성은 전기 부품을 절연하는 데 이상적입니다.
전력 회로의 방전, 누출 및 파괴로부터 보호합니다. PBT의 낮은 유전체 손실은 또한 고주파 전자 애플리케이션에 적합합니다.
화학 저항
PBT는 다음을 포함하여 광범위한 화학 물질에 대한 저항성을 나타냅니다.
희석 된 산
알코올
탄화수소
방향족 용매
기름과 그리스
이 화학적 저항은 PBT가 유기 용매, 휘발유 및 오일에 노출 된 부품에 적합하게 만듭니다. 화학적으로 공격적인 환경에서 무결성을 유지할 수 있습니다.
PBT는 또한 우수한 UV 저항을 제공하여 햇빛 노출로 인한 분해를 방지합니다. 얼룩 저항은 내구성과 미적 매력을 더욱 향상시킵니다.
PBT의 유형 및 수정
채워지지 않은 PBT 등급
채워지지 않은 PBT 등급은 첨가제가없는 재료의 기본 형태입니다. 그들은 많은 응용 프로그램에 적합한 속성의 균형을 제공합니다.
이 등급은 다양한 용융 점도로 제공되며, 주입 성형 및 압출을위한 가공 유연성을 제공합니다.
유리 섬유 강화 PBT
유리 섬유 강화 PBT는 인기있는 수정입니다. 유리 섬유의 첨가는 재료의 기계적 특성을 크게 향상시킨다.
인장 강도, 굴곡 계수 및 압축 강도는 채워지지 않은 등급에 비해 2 ~ 3 배 증가 할 수 있습니다. 이로 인해 유리 섬유 강화 PBT는 구조 적용에 이상적입니다.
섬유 함량은 일반적으로 10%에서 50% 사이의 다양 할 수 있습니다. 섬유질 함량이 높을수록 강도와 강성은 더 높지만 연성은 감소합니다.
미네랄로 채워진 PBT
활석 및 탄산 칼슘과 같은 미네랄 필러를 PBT에 첨가 할 수 있습니다. 이 충전제는 성형 중에 치수 안정성을 향상시키고 수축을 줄입니다.
광물로 채워진 PBT 등급은 채워지지 않은 등급에 비해 강성 및 내열성이 증가합니다. 그러나 충격 강도는 약간 감소 될 수 있습니다.
화염성 PBT
Flame Retardant PBT는 엄격한 화재 안전 요구 사항이있는 응용 프로그램에 중요합니다. 다양한 불꽃 지연자를 사용할 수 있으며 각각 고유 한 이점과 단점이 있습니다.
브롬화 된 화합물과 같은 할로겐화 화염 지연제는 효과적이지만 환경 문제에 직면 할 수 있습니다. 인 기반 첨가제와 같은 비 구생적 대안은 인기를 얻고 있습니다.
화염 지연의 선택은 화재 성능뿐만 아니라 기계적 강도, 내열성 및 전기 단열과 같은 다른 특성에도 영향을 미칩니다.
충격 수정 PBT
충격 수정은 PBT의 인성과 연성을 향상시키는 데 사용됩니다. 가장 일반적인 충격 수정자는 다음과 같은 엘라스토머입니다.
에틸렌-프로필렌 고무 (EPR)
에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 (EPDM)
코어 껍질 고무
이들 개질제는 PBT 매트릭스 내에서 별도의 고무 위상을 형성한다. 그들은 충격 동안 에너지를 흡수하여 균열 개시 및 전파를 방지합니다.
특히 저온에서 충격 강도가 크게 증가 할 수 있습니다. 그러나 계수와 내열은 약간 손상 될 수 있습니다.
다른 수정
PBT는 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 다양한 다른 수정을받을 수 있습니다.
햇빛과 풍화에 대한 저항성을 향상시키기 위해 UV 안정제를 첨가 할 수 있습니다.
PTFE 또는 실리콘과 같은 윤활제는 마찰과 마모를 줄이기 위해 통합 될 수 있습니다.
식품 및 음료와 접촉하는 응용 프로그램에 식품 등급 PBT가 제공됩니다.
전자 응용 분야에서 정전기 전하를 소산하는 데 사용될 수 있습니다.
착색제와 안료는 미적 목적으로 첨가 될 수 있습니다.
아래 표는 PBT 특성에 대한 다른 변형의 주요 효과를 요약합니다.
| 수정 | 강도 | 강성 | 충격 | 난방 | 차원 안정성 |
| 유리 섬유 | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| 미네랄 필러 | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| 불꽃 지연자 | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| 충격 수정 자 | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
PBT의 처리 기술
PBT는 다양한 기술을 사용하여 처리 할 수있는 열가소성 재료입니다. 가장 일반적인 방법과 주요 매개 변수를 살펴 보겠습니다.
사출 성형
사출 성형은 PBT 처리에 사용되는 가장 일반적인 방법입니다. 물질을 용융 온도 로 가열한다 사이의 230 ℃ 내지 270 ℃ . 그런 다음 로 유지되는 금형에 주입됩니다 40-80 ° C 고압 (일반적으로 100-140 MPa ) 하에서 . 를 최적화 함 처리 매개 변수 ( 용융 온도 및 주입 압력 등) - 더 나은 부분 품질을 높이고 뒤틀림 또는 싱크 자국.
| 파라미터 | 최적 범위 |
| 용융 온도 | 230-270 ° C |
| 곰팡이 온도 | 40-80 ° C |
| 주입 압력 | 100-140 MPa |
압출
압출은 생산하는 데 널리 사용되는 기술입니다 . 반제품 제품을 시트,로드 및 프로파일과 같은 압출 동안, PBT는 녹고 다이를 통해 강제로, 용융 온도는 로 제어된다 230 ℃ 내지 250 ℃ . 올바른 나사 속도 와 냉각 속도를 유지하는 것이 필수적입니다. 치수 정확도에는
| 압출 매개 변수 | 최적 값 |
| 용융 온도 | 230-250 ° C |
| 나사 속도 | 출력에 따라 조정됩니다 |
블로우 몰딩
블로우 몰딩은 만드는 데 사용됩니다 . 중공 부품을 병이나 용기와 같은 이 과정에서 PBT는 파리슨이라고하는 튜브로 압출 된 다음 공기가 날려서 모양을 형성합니다. 용융 온도 와 공기압은 원활하고 균일 한 제품을 보장하는 데 중요한 역할을합니다.
| 매개 변수 | 응용 프로그램 |
| 용융 온도 | 230-250 ° C |
| 기압 | 중공 부품에 최적화되었습니다 |
압축 성형
압축 성형은 가열 금형에 PBT를 배치하고 압력 하에서 압축하는 것을 포함합니다. 이 방법은 일반적으로 에 사용됩니다 크거나 두꺼운 벽 부품 . 정확한 모양 유지가 필요한 강력하고 내구성있는 구성 요소가 필요한 응용 프로그램에 이상적입니다.
PBT 압축 성형에 대한 일반적인 처리 매개 변수는 다음과 같습니다.
PBT를 사용한 3D 프린팅
덜 일반적이지만, PBT는 3D 프린팅 기술을 사용하여 처리 할 수 있습니다. FFF (Fused Filament Fabrication) 또는 선택적 레이저 소결 (SLS)과 같은 생산하는 데 적합합니다 . 복잡하고 내구성있는 부품을 강도가 높은 인쇄 설정을 최적화하면 부드러운 레이어와 강한 접착력이 있습니다. 품질에 대한 압출 온도 및 인쇄 속도와 같은
| 3D 인쇄 매개 변수 | 효과 |
| 압출 온도 | 층 결합에 영향을 미칩니다 |
| 인쇄 속도 | 정밀도를 제어합니다 |
PBT의 응용 프로그램
PBT는 우수한 특성으로 인해 광범위한 산업에서 사용되는 것을 발견했습니다. 주요 응용 프로그램 영역 중 일부를 살펴 보겠습니다.
자동차 산업
PBT는 에서 널리 사용됩니다 . 자동차 산업 내구성, 내열 및 화학 저항성으로 인해 와 같은 구성 요소에 이상적입니다 범퍼 , 바디 패널 , 모터 부품 및 변속기 구성 요소 . 예를 들어, PBT는 일반적으로 Window Motor Shells , 기어 박스 및 라디에이터 윈도우 에서 발견되며 가혹한 환경에서 우수한 성능을 제공합니다.
| 자동차 부품 | PBT 애플리케이션 |
| 범퍼 | 충격 저항과 유연성 |
| 모터 부품 | 전기 절연 및 내구성 |
| 전송 구성 요소 | 오일에 대한 화학 저항 |
전자 및 전기 기기
에서 PBT는 전자 부문 에 가치가 있습니다 전기 절연 특성 . 에 사용되어 커넥터 , 냉각 팬 과 변압기 안전성과 내구성을 보장합니다. PBT는 또한 에서 인기있는 재료로 기계적 강도와 열 안정성을 모두 제공합니다. 소비자 전자 제품 및 가정 기기 냉장고 및 세탁기와 같은
| 전자 구성 요소 | PBT 사용 |
| 커넥터 | 전기 절연 |
| 냉각 팬 | 내열 |
| 변압기와 릴레이 | 내구성있는 주택, 열 관리 |
소비재
에서 소비재 PBT는 일반적으로 가정 품목 에서 발견됩니다 같은 진공 청소기 부품 및 커피 메이커 부품 과 . 강도와 내구성은 또한 에 이상적인 선택입니다 . 스포츠 용품 포함한 아이스 스케이트 밑창 및 파워 드릴 하우징을 .
의료 기기
PBT의 생체 적합성 및 화학 저항은 에 적합합니다 의료 기기 . 그것은 종종 수술기구 , 정형 외과 임플란트 와 의료 장비 에 사용됩니다. 정확하고 내구성이 뛰어나며 위생적인 재료가 필요한 낮은 수분 흡수는 의료 환경에서 장기 신뢰성을 보장합니다.
| 의료 기기 | PBT 역할 |
| 수술기구 | 내구성 및 생체 적합성 |
| 정형 외과 임플란트 | 화학 저항 및 안정성 |
배관 및 유체 취급
에서 PBT는 배관 및 유체 처리 시스템 에 사용됩니다 밸브 , 피팅 및 펌프 임펠러 . 화학 물질, 낮은 수분 흡수 및 높은 내구성에 대한 내성은 물, 오일 및 세척제에 노출 된 성분에 적합합니다.
| 배관 구성 요소 | PBT 사용 |
| 밸브 및 피팅 | 화학 저항 |
| 펌프 임펠러 | 유체 노출 하에서 내구성 |
산업 기계
PBT는 에서 중요한 역할을하며 산업 기계 제조하는 데 사용됩니다 베어링 , 기어 , 캠 과 롤러를 . 이 구성 요소는 PBT의 마찰 , 내마모성 저항성 이 낮고 . 기계적 강도가 높을 수 있습니다 .
| 산업 부품 | PBT 애플리케이션 |
| 베어링과 기어 | 내마모성, 마찰이 적습니다 |
| 롤러와 캠 | 내구성과 정밀도 |
식품 가공 장비
PBT는 에 사용됩니다 식품 등급 응용 프로그램 준수로 인해 FDA 규정 . 그것은 종종 컨베이어 벨트 , 식품 가공 블레이드 및 음식을 처리하는 기타 기계에서 발견됩니다. PBT의 수분 및 청소제에 대한 저항은 위생적이고 신뢰할 수있는 식품 가공 장비에 이상적입니다.
| 식품 가공 구성 요소 | PBT 사용 |
| 컨베이어 벨트 | FDA 준수, 수분 저항 |
| 식품 가공 블레이드 | 내구성과 청결 |
PBT의 장점과 단점
다른 자료와 마찬가지로 PBT에는 강점과 한계가 있습니다.
장점
PBT는 여러 산업에서 몇 가지 주요 장점을 제공하므로 고성능 응용 프로그램에 인기있는 선택입니다.
우수한 기계적 특성과 치수 안정성
PBT는 높은 강도 , 강인성 과 강성을 자랑 하여 기계적 스트레스 하에서 내구성이 뛰어납니다. 유지하여 구성 요소가 모양을 유지하도록합니다. 차원 안정성을 다양한 환경 조건에서도
높은 화학 물질 및 내마모성 PBT는
포함한 광범위한 화학 물질에 저항합니다 용매 , 연료 및 오일을 . 은 내마모성 마찰 감소가 필수적인 기어와 같은 부품을 움직이는 데 적합합니다.
우수한 전기 절연
이 중합체는 전기 높고 강도가 절연 으로 뛰어납니다 유전체 손실이 낮은 전기 . 에너지 누출을 방지하며 전자 및 전기 부품에 널리 사용됩니다.
낮은 수분 흡수 및 UV 저항이
갖는 UV 저항성 낮은 수분 흡수를 , PBT는 습한 환경에서 기계적 특성을 유지합니다. 또한 UV 방사선 에 저항하므로 시간이 지남에 따라 상당한 저하없이 실외 사용에 이상적입니다.
단점
PBT에는 많은 강점이 있지만 고려해야 할 몇 가지 제한 사항도 있습니다.
높은 금형 수축 PBT는 가공 중에
나타내므로 높은 금형 수축을 복잡한 부분에서 치수 정확도를 유지하기가 어렵습니다. 수축을 최소화하려면 정확한 성형 기술이 필요합니다.
가수 분해에 대한 민감성 PBT의 중요한 단점 중 하나는
에 대한 민감도입니다 가수 분해 . 에 장기간 노출되면 수분 과 온수 시간이 지남에 따라 재료가 저하되어 물에 노출 된 환경에서의 사용이 제한 될 수 있습니다.
뒤틀림 및 노치 감도가 발생하기 쉽습니다 . PBT는
으로 인해 높은 차등 수축 쉽습니다 . 뒤틀리기 특히 크거나 복잡한 부품에서 또한, 강화되지 않은 PBT는 노치 감도를 나타내므로 스트레스 관련 골절에 더 취약합니다.
낮은 열 변형 온도 (HDT)
다른 엔지니어링 플라스틱과 비교하여 PBT는 HDT가 낮 으므로 강화 또는 특수 등급이없는 고온 응용에 적합하지 않을 수 있습니다.
| 장점 | 단점 |
| 우수한 기계적 특성 | 높은 곰팡이 수축 |
| 높은 차원 안정성 | 가수 분해에 대한 민감도 |
| 좋은 화학 물질 및 내마모성 | 뒤틀림과 노치 감도가 발생하기 쉽습니다 |
| 신뢰할 수있는 전기 절연 | 다른 사람에 비해 열 변형 온도가 낮습니다 |
| 낮은 수분 흡수 및 UV 저항 |
|
결론
폴리 부틸렌 테레 프탈레이트 (PBT)는 으로 두드러집니다 기계적 강도 , 화학 저항성 과 치수 안정성 . 다재다능 함은 자동차, 전자 제품 및 의료 기기와 같은 산업에 필수적입니다. PBT의 속성, 처리 기술 및 응용 프로그램을 이해하는 것은 올바른 자료를 선택하고 최적의 제품 설계를 보장하는 데 중요합니다.
팁 : 모든 플라스틱에 관심이있을 수 있습니다
