Полибутилен терефталат (ПБТ) је свуда, од вашег аутомобила до електронике. Али шта је тачно? Овај полу-кристални инжењеринг термопластика припада полиестерској породици и нуди равнотежу снаге и издржљивости.
У овом посту ћемо истражити оно што чини ПБТ јединственим, његовим својствима, методама обраде и како се користи широм индустрија попут аутомобилске и електронике.
Шта је полибутилен терефталат (ПБТ)?
Полибутилен терефталат (ПБТ) је полукристална термопластична у породици полиестера. Познато је по својој снази, флексибилности и отпорности на хемикалије. Због ових својстава, ПБТ се широко користи у аутомобилској, електроници и индустријским апликацијама.
Хемијски састав и структура ПБТ-а
Хемијску структуру ПБТ-а представљена је формулом (Ц12Х12О4) н. Полимер се састоји од дугих ланаца који су се формирали кроз естерне везе. Ове обвезнице пружају материјал издржљивости и термичком отпору, што га чини идеалним за жилаво окружење. Његова полукристална структура нуди стабилност димензије, што значи да задржава свој облик чак и под стресом.
Молекуларна структура полибутилена терефталата
Кључне компоненте укључују:
1,4-бутандиол (БДО) : додаје флексибилност и помаже у хемијској отпорности.
Терефтхална киселина (ТПА) или диметил терефталат (ДМТ) : Омогућава чврстину и структурни интегритет.
Синтеза ПБТ-а
Производња ПБТ-а укључује реакцију поликондизације између диметил терефталата (ДМТ) или терефтхалне киселине (ТПА) и 1,4-бутандиол (БДО).
Сировине:
Синтеза започиње реакцијом естерификације, где БДО реагује или са ДМТ-ом или ТПА. Када користите ДМТ, метанол се производи као нуспроизвод. Са ТПА, вода се ослобађа. Следећа реакција уклања вишак БДО, што доводи до стварања дугих полимерних ланаца кроз реакције кондензације.
Хемијске једначине:
ДМТ Реакција:
Реакција ТПА:
Ове реакције се јављају на високим температурама, обично између 230 ° Ц и 250 ° Ц и под вакуумским условима. Катализатори се такође могу користити за убрзање реакције и осигурати више молекуларне тежине.
| Реакциони тип | производа | услов реакционог |
| ДМТ са БДО | Метанол | 230-250 ° Ц, вакуум |
| ТПА са БДО | Водити воду | 230-250 ° Ц, вакуум |
Овај полокодни поступак је кључан за формирање издржљивих, топлотних полимерских ланаца који дефинишу ПБТ.
ПБТ као члан породице полиестера
Као полиестер, ПБТ дели сличности са другим полиестерима попут Полиетилен терефталат (ПЕТ) . Међутим, она се одвоји кроз бржу стопу кристализације и ниже температуре прераде. Ово омогућава да се лако обликовало у замршене облике. У поређењу са другим полиестерима, ПБТ има врхунска механичка својства и одлична хемијска отпорност, чинећи га савршеним за делове изложене уљима, горивима и високим температурама.
Својства ПБТ-а
ПБТ показује јединствену комбинацију својстава која га чине погодним за различите апликације. Погледајмо ближе његове кључне карактеристике.
| Детаљи о некретнини | о некретнинама | Детаљи |
| Физичка својства | Густина | 1.31 г / цм⊃3; |
| Ограничавање индекса кисеоника | 25% |
| Апсорпција влаге (24 сата) | 0,08% -0,1% |
| Димензионална стабилност | Одличан |
| Отпорност на УВ | Добри |
| Механичка својства | Затезна чврстоћа | 40-50 МПА |
| ФлекУрални модул | 2-4 ГПА |
| Издужење на паузи | 5-300% |
| Отпорност на пузање | Високо на повишеним температурама |
| Термална својства | Температура отпуштања топлоте (ХДТ) | 115-150 ° Ц (на 0,46 МПа); 50-85 ° Ц (на 1.8 МПа) |
| Максимална температура континуираног сервиса | 80-140 ° Ц |
| Отпорност на ватру | Доступно у оценама отпорно на пламе |
| Коефицијент топлотне експанзије | 6-10 к 10⁻⁵ / ° Ц |
| Електрична својства | Диелектрична снага | 15-30 кВ / мм |
| Диелектрична константа @ 1 кХз | 2.9-4 |
| Отпорност на количину | 14-17 к 10⊃1; ⁵ охм.цм |
| Хемијска отпорност | Отпорност на хемикалије | Снажна отпорност на разблажене киселине, алкохоли, угљоводонике, растварача, уља |
| Отпорност на УВ и мрље | Високо |
| Отпорност на органске раствараче, уља | Одличан |
Физичка својства
ПБТ нуди одличну димензионалну стабилност, чак и под различитим условима заштите животне средине. Има ниску апсорпцију влаге, обично око 0,1% након 24 сата урањања.
Ова мала уноса влаге доприноси његовој трајности под термичким стресом и оштром хемијским окружењима. ПБТ може да одржи облик и перформансе у захтевним ситуацијама.
Механичка својства
ПБТ има велику чврстоћу, жилавост и укоченост. Ево неких квантитативних показатеља:
| имовине | вредност |
| Затезна чврстоћа | 50-60 МПА |
| ФлекУрални модул | 2.3-2.8 ГПА |
| Издужење на паузи | 50-300% |
ПБТ такође показује добру практичну снагу удара. Може издржати изненадна терета без пуцања или ломљења.
Друга важна карактеристика је његова отпорност на пузање. ПБТ може да одржава свој облик под сталним стресом, чак и на повишеним температурама.
Термална својства
ПБТ има високу температуру топлоте (ХДТ) у поређењу са многим другим инжењерским пластиком. На пример, на 1.8 МПА оптерећењу, њен ХДТ је око 60 ° Ц, док Полипропилена је само 50 ° Ц.
Такође има рејтинг високе температуре, што указује на своју способност задржавања својстава на повишеним температурама. ПБТ може издржати краткорочне топлотне излете и дугорочно излагање топлоти без значајне деградације.
Електрична својства
ПБТ нуди високу електричну отпорност и диелектричну снагу. Ова својства чине га идеалним за изолационе електричне компоненте.
Штити се од пражњења, цурења и распада и распада у кругу напајања. ПБТ-ов мали диелектрични губитак такође је погодан за високофреквентне електронске апликације.
Хемијска отпорност
ПБТ показује отпорност на широк спектар хемикалија, укључујући:
Разблажене киселине
Алкохоли
Хидрокарбони
Ароматични растварачи
Уља и масти
Ова хемијска отпорност чини ПБТ погодне за делове изложене органским растварачима, бензину и уљима. То може одржавати интегритет у хемијски агресивним окружењима.
ПБТ такође нуди добар УВ отпор, спречава деградацију од излагања сунчеве светлости. Отпорност на мрљу даље повећава његову издржљивост и естетску привлачност.
Врсте и модификације ПБТ-а
Неиспуњене ПБТ оцене
Унвисирана ПБТ класе су основни облик материјала без икаквих адитива. Они нуде равнотежу својстава погодних за многе апликације.
Ове оцене долазе у низ вискозних толт, пружајући флексибилност прераде за убризгавање и екструзију.
Стаклени влакнасти ПБТ
ПБТТ ојачана стакленим влакнима је популарна модификација. Додавање стаклених влакана значајно повећава механичка својства материјала.
Затезна чврстоћа, флекрурални модул и стручна чврстоћа могу се повећати за 2 до 3 пута у поређењу са неиспуњеним оценама. То чини ПБТ ојачани стаклени влакна идеалан за структурне примене.
Садржај влакана може варирати, обично се креће од 10% до 50%. Већи садржај влакана резултира већом снагом и крутом чврстошћу, али смањена дуктилност.
ПБТТ-попуњена минералом
Минерални пунили, као што су Талц и калцијум карбонат, могу се додати ПБТ-у. Ови пунилачи побољшавају димензионалну стабилност и смањите скупљање током ливења.
ПББ-ове минералне ПБТ-ове понуде Повећана крутост и отпорност топлоте у поређењу са неиспуњеним оценама. Међутим, снага удара може се мало смањити.
ПБТТ-ретардант пламена
ПБТ-ретардантни ПБТ је пресудан за апликације са строгим захтевима за сигурност ватре. Могу се користити разни спорови за пламене, свака са сопственим давањем и недостацима.
Халогенирани успон пламена, као што су бромирана једињења, ефикасни су, али могу се суочити са забринутостима животне средине. Не халогениране алтернативе, попут адитива на бази фосфора, добијају популарност.
Избор заокупљања пламена утиче на не само перформансе пожара, већ и других својстава попут механичке снаге, отпорности на топлоту и електричну изолацију.
ПБТ модификовани у ударцима
Модификација утицаја користи се за побољшање жилавости и дуктилности ПБТ-а. Најчешћи модификатори утицаја су еластомери, као што су:
Ови модификатори формирају засебну фазу гуме у оквиру ПБТ матрице. Они апсорбују енергију током удара, спречавајући покретање и ширење пукотина.
Снага удара може се значајно повећати, посебно на ниским температурама. Међутим, модул и отпорност топлоте могу бити благо угрожени.
Остале модификације
ПБТ може подвргнути разним другим модификацијама како би се задовољиле одређене захтеве:
УВ стабилизатори се могу додати да би се побољшало отпорност на сунчеву светлост и временске прилике.
Мазива, попут ПТФЕ-а или силикона, могу се уградити да смање трење и хабање.
ПБТ-ови за употребу је доступан за апликације у контакту са храном и пићима.
Антистатичка средства могу се користити за распршивање статичких оптужби у електронској апликацијама.
Колорани и пигменти се могу додати у естетске сврхе.
Табела испод резимира кључне ефекте различитих модификација на ПБТ својствима: Снага
| модификације | Чврстоћа | налик | на | отпорности на топлоту | димензибилност |
| Стаклено влакно | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Минерални пунило | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Ретардант за пламен | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| Модификатор удара | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
Технике прераде ПБТ-а
ПБТ је термопластични материјал који се може обрадити коришћењем различитих техника. Истражимо најчешће методе и њихове кључне параметре.
убризгавања
Убризгавање је најчешћа метода која се користи за обраду ПБТ-а. Материјал је загреван до температуре топљења између 230 ° Ц и 270 ° Ц. Затим је убризган у калуп који се одржава на 40-80 ° Ц под високим притиском (обично 100-140 МПа ). Оптимизација параметара обраде - звучни као температура топљења и притиска убризгавања -сула је бољег квалитета дела и смањује оштећења попут испуштање или судопера.
| Параметар | оптималан распон |
| Температура топљења | 230-270 ° Ц |
| Температура калупа | 40-80 ° Ц |
| Притисак убризгавања | 100-140 МПА |
Екструзија
Екструзија је још једна широко коришћена техника за производњу полупроизвода као листова, шипки и профила. Током екструзије, ПБТ се растопи и присиљени кроз умре, са температуром топљења под контролом од 230 ° Ц и 250 ° Ц. Одржавање праве брзине брзине и хлађења од суштинског је значаја за прецизност димензије.
| екструдирања | Оптимална вредност |
| Температура топљења | 230-250 ° Ц |
| Брзина вијака | Прилагођен на основу излаза |
Калупање
Калупљење за ударање користи се за прављење шупљих делова попут боца или контејнера. У овом процесу, ПБТ је екструдиран у цев, која се зове парисон, а затим је убацио ваздух у њега да формира облик. Температура топљења и притиска ваздуха Играјте кључне улоге у осигуравању глатке, јединственог производа.
| параметра | Примена |
| Температура топљења | 230-250 ° Ц |
| Ваздушни притисак | Оптимизована за шупље делове |
Калупање компресије
Калупљење компресије укључује постављање ПБТ-а у гријани калуп и компримирање под притиском. Ова метода се обично користи за велике или дебеле делове . Идеалан је за апликације које захтевају снажне, трајне компоненте којима је потребно задржавање прецизног облика.
Типични параметри за обраду за пбт компресију су:
Температура топљења: 230 ° Ц до 250 ° Ц
Температура калупа: 150 ° Ц до 180 ° Ц
Притисак за обликовање: 10 до 50 МПА
3Д штампање са ПБТ-ом
Иако се мање уобичајено, ПБТ може да се обрађује помоћу 3Д техника штампања попут способности способности филиса (ФФФ) или селективно ласерски синтеровање (СЛС). Погодан је за производњу комплекса, издржљивих делова великом снагом. Оптимизација поставки штампања попут температуре екструзије и брзина штампања осигурава глатке слојеве и снажно пријањање.
| 3Д Параметар за штампање | на квалитет |
| Температура екструзије | Утиче на лепљење слоја |
| Брзина штампања | Контролише прецизност |
Апликације ПБТ-а
ПБТ проналази употребу у широком распону индустрија због својих одличних својстава. Истражимо неке од кључних подручја примене.
Аутомобилска индустрија
ПБТ се широко користи у аутомобилској индустрији због своје трајности, отпорности на топлоте и хемијску отпорност. Идеалан је за компоненте попут одбојних , и , делова каросерије преносних компоненти . На пример, ПБТ се обично налази у мотора за прозоре , мењачима и прозори радијатора , где пружа одличне перформансе у оштрим окружењима.
| Аутомобилски део | ПБТ апликација |
| Одбојници | Отпорност на ударце и флексибилност |
| Моторички делови | Електрична изолација и издржљивост |
| Компоненте преноса | Хемијска отпорност на уље |
Електроника и електрични уређаји
У сектору електронике , ПБТ се цени за својства електричне изолације . Користи се у конекторима , хладним вентилаторима и трансформаторима , обезбеђујући сигурност и издржљивост. ПБТ је такође популаран материјал у потрошачкој електроници и кућним апаратима попут фрижидера и машина за прање веша, где нуди и механичку чврстоћу и топлотну стабилност.
| Електронска компонента | ПБТ употреба |
| Конектори | Електрична изолација |
| Навијачи за хлађење | Отпорност на топлоту |
| Трансформатори и релеји | Издржљиво кућиште, управљање топлотом |
Роба широке потрошње
У роби широке потрошње , ПБТ се обично налази у предметима домаћинстава као што су делови за чишћење вакуумских чишћења и делови апарата за кафу . Његова снага и издржљивост такође то чине идеалним избором за спортску робу , укључујући ледене скете собе и кућишта за бушење.
Медицински уређаји
ПБТ-ова биокомпатибилност и хемијска отпорност чине га погодним за медицинске уређаје . Често се користи у хируршким инструментима , ортопедски имплантати и медицинска опрема која захтевају прецизне, издржљиве и хигијенске материјале. Ниска апсорпција влаге осигурава дугорочну поузданост у медицинским окружењима. Улога
| за медицински уређај | ПБТ |
| Хируршки инструменти | Трајност и биокомпатибилност |
| Ортопедски имплантати | Хемијска отпорност и стабилност |
Водовод и руковање течношћу
У водоводне и течности за руковање системима, ПБТ се користи за вентилене , оптерећења и пумпа . Његова отпорност на хемикалије, ниска апсорпција влаге и велику издржљивост чине га савршеним за компоненте изложене води, уљима и средствима за чишћење.
| Компонента ПБТ компонента | ПБТ-а |
| Вентили и опрема | Хемијска отпорност |
| Оптерећења пумпа | Трајност под излагањем течности |
Индустријска опрема
ПБТ игра значајну улогу у индустријским машинама , где се користи за производњу лежајева , Геарс , Цамс и Ваљци . Ове компоненте имају користи од ПБТ-овог слабог , отпорности на хабање и високо механичке снаге.
| Индустриал Део | ПБТ апликација |
| Лежајеви и зупчаници | Отпорност на хабање, ниско трење |
| Ваљци и камере | Издржљивост и прецизност |
Опрема за прераду хране
ПБТ се користи у апликацијама за храну због њене усклађености са прописима ФДА . Често се налази у транспортним тракама , за прераду хране и остале машине које рукује храном. ПБТ-ова отпорност на агенте влаге и чишћења чини га идеалним за хигијенску и поуздану опрему за прераду хране.
| Компонента за прехрамбене прехрамбене прехрамбене | производе ПБТ употреба |
| Транспортне траке | ФДА усаглашеност, отпорност на влагу |
| Обрада прераде хране | Трајност и чистоћа |
Предности и недостаци ПБТ-а
Као и сваки материјал, ПБТ има своје снаге и ограничења.
Предности
ПБТ нуди неколико кључних предности у више индустрија, што га чини популарним избором за апликације високих перформанси.
Одлична механичка својства и димензионална стабилност
ПБТ има високу чврстоћу чврстоће , и укоченост , што га чини издржљивим под механичким стресом. Одржава стабилност димензије , чак и под различитим условима заштите животне средине, обезбеђујући да компоненте задржавају свој облик.
Висока хемијска и трошење отпорност ПБТ
широк спектар хемикалија, укључујући раствараче , одобрава и уља . Отпорност на хабање чини погодним за покретне делове попут зупчаника, где је смањење трења неопходно.
Добра електрична изолација
Овај полимер одликује електричном изолацијом , са високом диелектричном снагом и ниским диелектричним губитком . Спречава цурење енергије и широко се користи у електроничкој и електричним компонентама.
Ниска апсорпција влаге и отпорност на УВ
са ниском апсорпцијом влаге , ПБТ одржава своја механичка својства у влажним окружењима. Такође одолева УВ зрачењу , чинећи га идеалним за употребу на отвореном без значајне деградације током времена.
Недостатак
Док ПБТ има много снаге, такође има одређена ограничења која се морају размотрити.
Високо скупљање калупа
ПБТ показује високу скупљање калупа током обраде, чинећи га да изазовним за одржавање димензијске тачности у сложеним деловима. Прецизне технике обликовања су неопходне за минимизирање скупљања.
Осетљивост на хидролизу
Једна значајна недостатка ПБТ-а је његова осетљивост на хидролизу . Дуготрајно излагање влажности и топлој води може временом да разгради на материјал, ограничавајући употребу у окружењима изложених водама.
Склоњен је да се осете и зарезну осетљивост
због високих диференцијалних скупљања , ПБТ је склон да испадне , посебно у великим или замршеним деловима. Поред тога, неодређени ПБТ приказује осетљивост на зарез , што је чини подложније прелома повезаним са стресом.
Нижа температура одмрзавања топлоте (ХДТ)
у поређењу са осталом инжењерском пластиком, ПБТ има нижи ХДТ , што значи да можда није погодно за апликације са високим температурама без појачања или посебних разреда.
| Предности | Недостаци |
| Одлична механичка својства | Високо скупљање калупа |
| Високодимензионална стабилност | Осетљивост на хидролизу |
| Добра хемикалија и отпорност на хабање | Склони изостављању и раздвајању осетљивости |
| Поуздана електрична изолација | Нижа температура одмрзавања топлоте у поређењу с другима |
| Ниска апсорпција влаге и отпорност на УВ |
|
Закључак
Полибутилен терефталат (ПБТ) истиче се на његову механичку чврстоћу , хемијске отпорности и димензионалне стабилности . Његова свестраност чини је од суштинског значаја у индустрији попут аутомобилске, електронике и медицинских средстава. Разумевање ПБТ-ових својстава, техника обраде и апликација је критично за избор правих материјала и осигурање оптималног дизајна производа.
Савети: Можда сте заинтересовани за сву пластику
