Полибутилен терефталат (ПБТ) е насекаде, од вашиот автомобил до електроника. Но, што точно е тоа? Оваа полукристална инженерска термопластика припаѓа на семејството полиестер и нуди баланс на сила и издржливост.
Во овој пост, ќе истражиме што го прави PBT уникатен, неговите својства, методите за обработка и како се користи во индустријата како автомобилска и електроника.
Што е полибутилен терефталат (ПБТ)?
Полибутилен терефталат (ПБТ) е полукристална термопластика во семејството полиестер. Познато е по својата сила, флексибилност и отпорност на хемикалии. Поради овие својства, PBT се користи во автомобилска, електроника и индустриски апликации.
Хемиски состав и структура на PBT
Хемиската структура на PBT е претставена со формулата (C12H12O4) n. Полимерот се состои од долги ланци формирани преку естерски обврзници. Овие обврзници му обезбедуваат на материјалот со трајност и термичка отпорност, што го прави идеален за тешки околини. Неговата полукристална структура нуди димензионална стабилност, што значи дека ја задржува својата форма дури и под стрес.
Молекуларна структура на полибутилен терефталат
Клучните компоненти вклучуваат:
1,4-бутанедиол (BDO) : Додава флексибилност и помага во хемиска отпорност.
Терефтална киселина (TPA) или диметил терефталат (DMT) : обезбедува ригидност и структурен интегритет.
Синтеза на ПБТ
Производството на ПБТ вклучува реакција на поликондензација помеѓу диметил терефталат (ДМТ) или терефтална киселина (ТПА) и 1,4-бутанедиол (БДО).
Суровини:
Синтезата започнува со реакција на естерификација, каде што БДО реагира со DMT или TPA. Кога користите DMT, метанолот се произведува како нуспроизвод. Со TPA, водата се ослободува. Следната реакција го отстранува вишокот на BDO, што доведува до формирање на долги полимерни ланци преку реакции на кондензација.
Хемиски равенки:
Реакција на ДМТ:
Реакција на ТПА:
Овие реакции се случуваат на високи температури, обично помеѓу 230 ° C и 250 ° C и под вакуумски услови. Катализатори исто така може да се користат за забрзување на реакцијата и обезбедување на повисоки молекуларни тежини.
| Состојба на реакција | на | реакција на реакција на реакција |
| ДМТ со БДО | Метанол | 230-250 ° C, вакуум |
| TPA со BDO | Вода | 230-250 ° C, вакуум |
Овој процес на поликондензација е клучен за формирање на трајни, отпорни на топлина полимерни ланци кои го дефинираат PBT.
ПБТ како член на семејството полиестер
Како полиестер, ПБТ споделува сличности со други полиестери како Полиетилен терефталат (ПЕТ) . Сепак, таа се издвојува преку својата побрза стапка на кристализација и пониските температури на обработка. Ова овозможува лесно да се обликува во сложени форми. Во споредба со другите полиестери, PBT има супериорни механички својства и одлична хемиска отпорност, што го прави совршен за делови изложени на масла, горива и високи температури.
Карактеристики на PBT
PBT покажува уникатна комбинација на својства што го прават погоден за разни апликации. Ајде да ги разгледаме нејзините клучни карактеристики.
| имотот од типот на | имот | Детали за |
| Физички својства | Густина | 1,31 g/cm³ |
| Ограничување на индексот на кислород | 25% |
| Апсорпција на влага (24 часа) | 0,08%-0,1% |
| Димензионална стабилност | Одлично |
| УВ отпор | Добро |
| Механички својства | Сила на затегнување | 40-50 MPa |
| Флексурален модул | 2-4 Успех |
| Издолжување на пауза | 5-300% |
| Отпорност на лази | Високо на покачени температури |
| Термички својства | Температура на девијација на топлина (HDT) | 115-150 ° C (на 0,46 MPa); 50-85 ° C (на 1,8 MPa) |
| Максимална температура на континуирана услуга | 80-140 ° C. |
| Отпорност на пожар | Достапно во оценки отпорни на пламен |
| Коефициент на термичка експанзија | 6-10 x 10⁻⁵/° C. |
| Електрични својства | Диелектрична јачина | 15-30 kV/mm |
| Диелектрична константа @ 1 kHz | 2.9-4 |
| Отпорност на волумен | 14-17 x 10⊃1; ⁵ ом.cm |
| Хемиски отпор | Отпорност на хемикалии | Силна отпорност на разредени киселини, алкохоли, јаглеводороди, растворувачи, масла |
| Отпорност на УВ и дамки | Високо |
| Отпорност на органски растворувачи, масла | Одлично |
Физички својства
PBT нуди одлична димензионална стабилност, дури и под различни услови на животната средина. Има ниска апсорпција на влага, обично околу 0,1% по 24 часа потопување.
Ова ниско внесување на влага придонесува за неговата издржливост под термички стрес и груби хемиски опкружувања. PBT може да ја одржи својата форма и перформанси во тешки ситуации.
Механички својства
ПБТ може да се пофали со голема сила, цврстина и вкочанетост. Еве неколку квантитативни индикатори:
| на имотот | вредност |
| Сила на затегнување | 50-60 MPa |
| Флексурален модул | 2.3-2.8 Успех |
| Издолжување на пауза | 50-300% |
PBT исто така покажува добра практична јачина на влијанието. Може да издржи ненадејни оптоварувања без пукање или кршење.
Друга важна карактеристика е нејзината отпорност на лази. PBT може да ја одржи својата форма под постојан стрес, дури и при покачени температури.
Термички својства
PBT има висока температура на девијација на топлина (HDT) во споредба со многу други инженерски пластика. На пример, на оптоварување од 1,8 MPa, неговиот HDT е околу 60 ° C, додека Полипропилен е само 50 ° C.
Исто така, има рејтинг на индекс на висока температура, што укажува на неговата способност да ги задржи својствата на покачени температури. PBT може да издржи краткорочни термички екскурзии и долгорочна изложеност на топлина без значителна деградација.
Електрични својства
PBT нуди висока електрична отпорност и диелектрична јачина. Овие својства го прават идеален за изолациски електрични компоненти.
Заштитете од празнење, истекување и дефект во струјното коло. Ниската диелектрична загуба на PBT исто така го прави погоден за електронски апликации со висока фреквенција.
Хемиски отпор
PBT покажува отпорност на широк спектар на хемикалии, вклучувајќи:
Разредени киселини
Алкохоли
Јаглеводороди
Ароматични растворувачи
Масла и масти
Оваа хемиска отпорност го прави PBT погоден за делови изложени на органски растворувачи, бензин и масла. Може да го одржи својот интегритет во хемиски агресивни околини.
PBT исто така нуди добра УВ отпор, спречувајќи деградација од изложеност на сончева светлина. Неговата отпорност на дамки дополнително ја подобрува нејзината издржливост и естетска привлечност.
Видови и модификации на PBT
Неисполнети оценки на ПБТ
Неисполнетите PBT оценки се основна форма на материјалот без никакви адитиви. Тие нудат биланс на својства погодни за многу апликации.
Овие оценки доаѓаат во низа вискозност на топење, обезбедувајќи флексибилност на обработката за обликување на инјектирање и екструзија.
Стаклени влакна засилени PBT
Стаклени влакна засилени PBT е популарна модификација. Додавањето на стаклени влакна значително ги подобрува механичките својства на материјалот.
Јачината на затегнување, флексиралниот модул и јачината на компресијата можат да се зголемат за 2 до 3 пати во споредба со неисполнетите оценки. Ова го прави стаклени влакна засилени PBT идеални за структурни апликации.
Содржината на влакна може да варира, обично од 10% до 50%. Повисоката содржина на влакна резултира во поголема јачина и вкочанетост, но намалена еластичност.
ПБТ исполнет со минерали
Минерални полнила, како што се талк и калциум карбонат, може да се додадат на PBT. Овие полнила ја подобруваат димензионалната стабилност и го намалуваат смалувањето за време на обликувањето.
Оценките исполнети со минерали PBT нудат зголемена вкочанетост и отпорност на топлина во споредба со неисполнети оценки. Сепак, јачината на влијанието може да биде малку намалена.
Пламен-ретардант ПБТ
PBT-Retardant PBT е клучен за апликации со строги барања за безбедност од пожари. Може да се користат различни ретарданти на пламен, секој со свои придобивки и недостатоци.
Ретарданти на халогениран пламен, како што се броминирани соединенија, се ефикасни, но може да се соочат со загриженост за животната средина. Не-халогенираните алтернативи, како адитиви засновани на фосфор, добиваат популарност.
Изборот на ретардант на пламен влијае не само на перформансите на пожарот, туку и на другите својства како механичка јачина, отпорност на топлина и електрична изолација.
PBT-модифициран од удар
Модификацијата на влијанието се користи за подобрување на цврстината и еластичноста на PBT. Најчестите модификатори на влијанието се еластомерите, како што се:
Овие модификатори формираат посебна фаза на губење во рамките на матрицата PBT. Тие апсорбираат енергија за време на влијанието, спречувајќи иницирање на пукнатини и размножување.
Јачината на влијанието може значително да се зголеми, особено при ниски температури. Сепак, модулот и отпорноста на топлина може да бидат малку компромитирани.
Други измени
PBT може да претрпи разни други измени за да ги исполни специфичните барања:
УВ стабилизатори може да се додадат за да се подобри отпорноста на сончевата светлина и атмосферата.
Лубрикантите, како PTFE или силиконот, можат да бидат вклучени за да се намали триењето и абењето.
ПБТ-храна за храна е достапен за апликации во контакт со храна и пијалоци.
Антистатичките агенси можат да се користат за да се расипат статичките такси во електронските апликации.
Појавувачите и пигментите можат да се додадат за естетски цели.
Табелата подолу ги сумира клучните ефекти на различните модификации врз својствата на PBT:
| на модификација на | цврстината | цврстината на | јачина | отпорноста | Димензионална стабилност на |
| Стаклени влакна | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Минерален филер | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Ретардант на пламен | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| Модификатор на влијанието | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
Техники за обработка за PBT
PBT е термопластичен материјал што може да се обработи со употреба на различни техники. Ајде да ги истражиме најчестите методи и нивните клучни параметри.
обликување на инјектирање
Форминг за вбризгување е најчестиот метод што се користи за обработка на PBT. Материјалот се загрева на температура на топење помеѓу 230 ° C и 270 ° C. Потоа се инјектира во калап што се одржува на 40-80 ° C под висок притисок (обично 100-140 MPa ). Оптимизирање на параметрите за обработка - како што се топи температурата и притисокот на инјектирање - го разгледува квалитетот на подобар дел и ги намалува дефектите како искривување или знаци на мијалник.
| за | Оптимален опсег |
| Се топи температурата | 230-270 ° C. |
| Температура на мувла | 40-80 ° C. |
| Притисок на инјектирање | 100-140 MPa |
Екструзија
Екструзија е уште една широко користена техника за производство на полу-здружени производи како чаршафи, прачки и профили. За време на екструзија, PBT се стопи и присилно преку умирање, со температура на топење контролирана помеѓу 230 ° C и 250 ° C. Одржувањето на десната брзина на завртката и стапката на ладење е неопходно за димензионална точност.
| параметарот за екструзија | Оптимална вредност на |
| Се топи температурата | 230-250 ° C. |
| Брзина на завртка | Прилагодено врз основа на излез |
Обликување на удар
Обликувањето на удари се користи за правење шупливи делови како шишиња или контејнери. Во овој процес, PBT се екструдира во цевка, наречена парисон, тогаш воздухот е разнесена во него за да ја формира формата. Се топите температурата и клучните улоги на играње на воздушниот притисок во обезбедувањето на непречен, униформа производ.
| за параметар | Апликација |
| Се топи температурата | 230-250 ° C. |
| Воздушен притисок | Оптимизиран за шупливи делови |
Обликување на компресија
Компресија за обликување вклучува ставање PBT во загреан калап и компресирање под притисок. Овој метод обично се користи за големи или дебели идови делови . Идеално е за апликации кои бараат силни, трајни компоненти на кои им е потребно прецизно задржување на формата.
Типичните параметри за обработка за обликување на компресија на PBT се:
Се топи температурата: 230 ° C до 250 ° C
Температура на мувла: 150 ° C до 180 ° C
Притисок на обликување: 10 до 50 MPa
3Д печатење со PBT
Иако е поретко, PBT може да се обработи со употреба на 3Д техники за печатење како измислица за фузиран филамент (FFF) или селективно ласерско синтерување (SLS). Погоден е за производство на комплексни, трајни делови со голема јачина. Оптимизирањето на поставките за печатење како температурата на екструзија и брзината на печатење обезбедуваат мазни слоеви и силна адхезија. Ефект
| на параметар со 3Д печатење | врз квалитетот |
| Температура на екструзија | Влијае на сврзување со слоеви |
| Брзина на печатење | Ја контролира прецизноста |
Апликации на PBT
PBT наоѓа употреба во широк спектар на индустрии заради неговите одлични својства. Ајде да истражиме некои од клучните области за апликација.
Автомобилска индустрија
PBT се користи во автомобилската индустрија заради неговата издржливост, отпорност на топлина и хемиска отпорност. Идеално е за компоненти како браници , на панели на , моторни делови и компоненти на пренос . На пример, PBT најчесто се наоѓа во моторни школки , менувачите на и прозорците на радијаторот , каде што обезбедува одлични перформанси во груби околини. Апликација
| за автомобилски дел | PBT |
| Браници | Отпорност на влијание и флексибилност |
| Моторни делови | Електрична изолација и издржливост |
| Компоненти на пренос | Хемиска отпорност на масла |
Електроника и електрични уреди
Во секторот за електроника , PBT се вреднува за своите електрични изолациски својства. Се користи во конектори , вентилаторите за ладење на и трансформатори , обезбедувајќи безбедност и издржливост. PBT е исто така популарен материјал во потрошувачката електроника и домашните уреди како фрижидери и машини за перење, каде што нуди и механичка сила и термичка стабилност.
| Електронска компонента | употреба на PBT |
| Конектори | Електрична изолација |
| Fansубители на ладење | Отпорност на топлина |
| Трансформатори и релеи | Издржливо домување, управување со топлина |
Потрошувачки производи
Кај потрошувачките стоки , PBT најчесто се наоѓа во предмети за домаќинства , како што се компоненти на правосмукалка и делови од производителот на кафе . Неговата сила и издржливост, исто така, го прават идеален избор за спортски производи , вклучително и стапала за скејт за мраз и куќишта за вежбање со електрична енергија.
Медицински уреди
Биокомпатибилноста на ПБТ и хемиската отпорност го прават погоден за медицински уреди . Честопати се користи во хируршки инструменти , Ортопедски импланти и медицинска опрема за кои се потребни прецизни, издржливи и хигиенски материјали. Ниската апсорпција на влага обезбедува долгорочна сигурност во медицинските средини. Улога
| на медицински уред | PBT |
| Хируршки инструменти | Издржливост и биокомпатибилност |
| Ортопедски импланти | Хемиска отпорност и стабилност |
Водовод и ракување со течности
Во системите за водовод и ракување со течности , PBT се користи за на вентили , фитинзи и работни работни пумпа . Неговата отпорност на хемикалии, ниска апсорпција на влага и висока издржливост го прават совршен за компонентите изложени на вода, масла и средства за чистење.
| Водоводна компонента | PBT употреба |
| Вентили и фитинзи | Хемиски отпор |
| Пумпани колони | Издржливост под изложеност на течност |
Индустриска машинерија
ПБТ игра значајна улога во индустриската машинерија , каде што се користи за производство на запчаници , за , камери и ролери . Овие компоненти имаат корист од на ПБТ ниската , отпорност на абење на триење и високата механичка јачина.
| Индустриски дел | ПБТ апликација |
| Лежишта и запчаници | Носете отпорност, ниско триење |
| Ролери и камери | Издржливост и прецизност |
Опрема за преработка на храна
PBT се користи во апликации за храна, како резултат на нејзината усогласеност со регулативите на ФДА . Честопати се наоѓа во лопати подвижни ленти , за преработка на храна за и други машини што ракуваат со храна. Отпорноста на PBT на агенси за влага и чистење го прави идеален за хигиенска и сигурна опрема за преработка на храна.
| Компонента за преработка на храна | PBT употреба |
| Транспортерски појаси | Усогласеност на ФДА, отпорност на влага |
| Лопати за преработка на храна | Издржливост и чистота |
Предности и недостатоци на ПБТ
Како и секој материјал, ПБТ има свои јаки и ограничувања.
Предности
PBT нуди неколку клучни предности во повеќе индустрии, што го прави популарен избор за апликации со високи перформанси.
Одлични механички својства и димензионална стабилност
PBT може да се пофали со на сила , цврстина и вкочанетост , што го прави траен под механички стрес. Одржува димензионална стабилност , дури и под различни услови на животната средина, обезбедувајќи компоненти да ја задржат својата форма.
Висока хемиска и отпорност на абење
PBT се спротивставува на широк спектар на хемикалии, вклучително и растворувачи , горива на и масла . Неговата отпорност на абење го прави погоден за подвижни делови како запчаници, каде што е неопходно намалувањето на триењето.
Добра електрична изолација
Овој полимер се одликува со електрична изолација , со висока диелектрична јачина и мала загуба на диелектрик . Го спречува истекувањето на енергијата и широко се користи во електроника и електрични компоненти.
Ниска апсорпција на влага и УВ отпорност
со мала апсорпција на влага , ПБТ ги одржува своите механички својства во влажни околини. Исто така, се спротивставува на УВ зрачењето , што го прави идеален за употреба на отворено без значителна деградација со текот на времето.
Недостатоци
Додека ПБТ има многу јаки страни, тој исто така има некои ограничувања што мора да се земат предвид.
Високото смалување на мувла
ПБТ покажува високо намалување на мувла за време на обработката, што го прави предизвик да се одржи димензионалната точност во сложените делови. Потребни се прецизни техники за обликување за да се минимизира намалувањето.
Чувствителност на хидролиза
Еден значителен недостаток на ПБТ е неговата чувствителност на хидролиза . Продолжената изложеност на влага и топла вода може да го деградира материјалот со текот на времето, ограничувајќи ја неговата употреба во околини изложени на вода.
Склони кон засилување и чувствителност на изрез
заради висока диференцијална смалување , ПБТ е склона кон искривување , особено во големи или сложени делови. Покрај тоа, неискрената PBT покажува чувствителност на Notch , што ја прави повеќе подложна на фрактури поврзани со стресот.
Пониска температура на девијација на топлина (HDT)
во споредба со другите инженерски пластика, PBT има помал HDT , што значи дека не може да биде погоден за апликации со висока температура без засилување или специјални оценки.
| Предности | на недостатоците |
| Одлични механички својства | Високо намалување на мувлата |
| Висока димензионална стабилност | Чувствителност на хидролиза |
| Добра хемикалија и отпорност на абење | Склони кон чувствителност на искривување и изрез |
| Сигурна електрична изолација | Пониска температура на отклонување на топлина во споредба со другите |
| Ниска апсорпција на влага и УВ отпорност |
|
Заклучок
Полибутилен терефталат (ПБТ) се издвојува за неговата механичка јачина , на хемиска отпорност и димензионалната стабилност . Неговата разноврсност го прави од суштинско значење во индустријата како автомобилска, електроника и медицински уреди. Разбирањето на својствата на PBT, техниките на обработка и апликациите е клучно за избор на вистинскиот материјал и обезбедување оптимален дизајн на производи.
Совети: Можеби сте заинтересирани за целата пластика
