Polibutilen tereftalat (PBT), arabanızdan elektroniklere kadar her yerde. Ama tam olarak nedir? Bu yarı kristalli mühendislik termoplastik polyester ailesine aittir ve güç ve dayanıklılık dengesi sunar.
Bu yazıda, PBT'yi benzersiz kılan şeyleri, özelliklerini, işleme yöntemlerini ve otomotiv ve elektronik gibi sektörlerde nasıl kullanıldığını araştıracağız.
Polibutilen tereftalat (PBT) nedir?
Polibutilen tereftalat (PBT), polyester ailesinde yarı kristalli bir termoplastiktir. Gücü, esnekliği ve kimyasallara karşı direnci ile bilinir. Bu özellikler nedeniyle PBT, otomotiv, elektronik ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
PBT'nin kimyasal bileşimi ve yapısı
PBT'nin kimyasal yapısı formül (C12H12O4) n ile temsil edilir. Polimer, ester bağlarından oluşan uzun zincirlerden oluşur. Bu bağlar, malzemeye dayanıklılık ve termal direnç sağlar, bu da onu zorlu ortamlar için ideal hale getirir. Yarı kristalli yapısı boyutsal stabilite sunar, yani stres altında bile şeklini korur.
Polibutilen tereftalatın moleküler yapısı
Anahtar bileşenler şunları içerir:
1,4-Butanediol (BDO) : Esneklik ekler ve kimyasal dirençte yardımcı olur.
Tereftalik asit (TPA) veya dimetil tereftalat (DMT) : sertlik ve yapısal bütünlük sağlar.
PBT sentezi
PBT üretimi, dimetil tereftalat (DMT) veya tereftalik asit (TPA) ve 1,4-butandiol (BDO) arasında bir polikondensasyon reaksiyonu içerir..
İşlenmemiş içerikler:
Sentez, BDO'nun DMT veya TPA ile reaksiyona girdiği bir esterleştirme reaksiyonu ile başlar. DMT kullanılırken, metanol yan ürün olarak üretilir. TPA ile su serbest bırakılır. Aşağıdaki reaksiyon, fazla BDO'yu giderir ve yoğuşma reaksiyonları yoluyla uzun polimer zincirlerinin oluşumuna yol açar.
Kimyasal Denklemler:
DMT Reaksiyonu:
TPA reaksiyonu:
Bu reaksiyonlar, tipik olarak yüksek sıcaklıklarda meydana gelir . 230 ° C ile 250 ° C arasında ve vakum koşullarında Katalizörler reaksiyonu hızlandırmak ve daha yüksek moleküler ağırlıklar sağlamak için de kullanılabilir.
| Reaksiyon tipi | yan ürün | reaksiyon durumu |
| BDO ile DMT | Metanol | 230-250 ° C, vakum |
| BDO ile TPA | su | 230-250 ° C, vakum |
Bu polikondensasyon işlemi, PBT'yi tanımlayan dayanıklı, ısıya dayanıklı polimer zincirlerini oluşturmanın anahtarıdır.
Polyester ailesinin bir üyesi olarak PBT
Bir polyester olarak PBT, diğer poliesterlerle benzerlikleri paylaşır. Polietilen tereftalat (PET) . Bununla birlikte, daha hızlı kristalizasyon hızı ve daha düşük işlem sıcaklıkları ile kendini ayırır. Bu, karmaşık şekillere kolayca kalıplanmasını sağlar. Diğer polyesterlerle karşılaştırıldığında, PBT üstün mekanik özelliklere ve mükemmel kimyasal dirençlere sahiptir, bu da yağlara, yakıtlara ve yüksek sıcaklıklara maruz kalan parçalar için mükemmeldir.
PBT'nin özellikleri
PBT, çeşitli uygulamalar için uygun hale getiren benzersiz bir özellik kombinasyonu sergiler. Temel özelliklerine daha yakından bakalım.
| Mülk Türü | Mülk | Detayları |
| Fiziksel Özellikler | Yoğunluk | 1.31 g/cm³ |
| Oksijen Endeksi Sınırlama | % 25 |
| Nem emilimi (24 saat) | %0.08 -0.1 |
| Boyutsal stabilite | Harika |
| UV direnci | İyi |
| Mekanik Özellikler | Gerilme mukavemeti | 40-50 MPa |
| Bükülme modülü | 2-4 GPA |
| Molada Uzatma | % 5-300 |
| Sürünme direnci | Yüksek sıcaklıklarda yüksek |
| Termal özellikler | Isı sapma sıcaklığı (HDT) | 115-150 ° C (0.46 MPa'da); 50-85 ° C (1.8 MPa'da) |
| Maksimum Sürekli Servis Sıcaklığı | 80-140 ° C |
| Yangın direnci | Aleve dayanıklı notlarda mevcuttur |
| Termal genleşme katsayısı | 6-10 x 10⁻⁵/° C |
| Elektriksel Özellikler | Dielektrik mukavemet | 15-30 kV/mm |
| Dielektrik sabiti @ 1 kHz | 2.9-4 |
| Hacim direnci | 14-17 x 10⊃1; ⁵ ohm.cm |
| Kimyasal direnç | Kimyasallara Direnç | Seyreltilmiş asitlere, alkollere, hidrokarbonlara, çözücülere, yağlara karşı güçlü direnç |
| UV ve leke direnci | Yüksek |
| Organik çözücülere karşı direnç, yağlar | Harika |
Fiziksel Özellikler
PBT, değişen çevre koşulları altında bile mükemmel boyutlu stabilite sunar. Düşük nem emilimine sahiptir, tipik olarak 24 saatlik daldırıldıktan sonra yaklaşık% 0.1.
Bu düşük nem alımı, termal stres ve sert kimyasal ortamlar altında dayanıklılığına katkıda bulunur. PBT, zorlu durumlarda şeklini ve performansını koruyabilir.
Mekanik Özellikler
PBT yüksek mukavemet, tokluk ve sertliğe sahiptir. İşte bazı nicel göstergeler:
| mülk | değeri |
| Gerilme mukavemeti | 50-60 MPa |
| Bükülme modülü | 2.3-2.8 GPA |
| Molada Uzatma | % 50-300 |
PBT ayrıca iyi pratik etki gücü sergiler. Ani yüklere çatlama veya kırılmadan dayanabilir.
Bir diğer önemli özellik de sürünme direncidir. PBT, yüksek sıcaklıklarda bile şeklini sabit stres altında tutabilir.
Termal özellikler
PBT, diğer birçok mühendislik plastikine kıyasla yüksek ısı sapma sıcaklığına (HDT) sahiptir. Örneğin, 1.8 MPa yükünde, HDT 60 ° C civarındadır, Polipropilen sadece 50 ° C'dir.
Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda özellikleri koruma yeteneğini gösteren yüksek sıcaklık indeksi derecesine sahiptir. PBT, önemli bir bozulma olmadan kısa süreli termal gezilere ve uzun süreli ısıya maruz kalmaya dayanabilir.
Elektriksel Özellikler
PBT, yüksek elektrik direnci ve dielektrik mukavemet sunar. Bu özellikler, elektrik bileşenlerini yalıtım için ideal hale getirir.
Güç devresindeki deşarj, sızıntı ve bozulmaya karşı korur. PBT'nin düşük dielektrik kaybı, yüksek frekanslı elektronik uygulamalar için de uygun hale getirir.
Kimyasal direnç
PBT, aşağıdakileri içeren çok çeşitli kimyasallara karşı direnç gösterir:
Seyreltilmiş asitler
Alkoller
Hidrokarbonlar
Aromatik çözücüler
Yağlar ve Gresler
Bu kimyasal direnç, PBT'yi organik çözücüler, benzin ve yağlara maruz kalan parçalar için uygun hale getirir. Kimyasal olarak agresif ortamlardaki bütünlüğünü koruyabilir.
PBT ayrıca güneş ışığına maruz kalmadan bozulmayı önleyerek iyi UV direnci sunar. Leke direnci dayanıklılığını ve estetik çekiciliğini daha da artırır.
PBT türleri ve değişiklikleri
Doldurulmamış PBT notları
Doldurulmamış PBT sınıfları, herhangi bir katkı maddesi olmadan malzemenin temel formudur. Birçok uygulama için uygun bir mülk dengesi sunarlar.
Bu dereceler, enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon için işleme esnekliği sağlayan bir dizi eriyik viskozitinde gelir.
Cam Elyaf Takviyeli PBT
Cam fiber takviyeli PBT popüler bir değişikliktir. Cam liflerin eklenmesi, malzemenin mekanik özelliklerini önemli ölçüde arttırır.
Çekme mukavemeti, bükülme modülü ve basınç dayanımı doldurulmamış derecelere kıyasla 2 ila 3 kat artabilir. Bu, cam elyaf takviyeli PBT'yi yapısal uygulamalar için ideal hale getirir.
Fiber içeriği, tipik olarak% 10 ila% 50 arasında değişebilir. Daha yüksek lif içeriği, daha fazla mukavemet ve sertliğe neden olur, ancak süneklik azalır.
Mineral dolu PBT
Talk ve kalsiyum karbonat gibi mineral dolgu maddeleri PBT'ye eklenebilir. Bu dolgu maddeleri boyutsal stabiliteyi iyileştirir ve kalıplama sırasında büzülmeyi azaltır.
Mineral dolu PBT sınıfları, doldurulmamış derecelere kıyasla artan sertlik ve ısı direnci sunar. Bununla birlikte, darbe gücü biraz azaltılabilir.
Alev geciktirici PBT
Alev geciktirici PBT, sıkı yangın güvenliği gereksinimlerine sahip uygulamalar için çok önemlidir. Her biri kendi faydaları ve dezavantajları olan çeşitli alev geciktiriciler kullanılabilir.
Halojenlenmiş alev geciktiriciler, brominli bileşikler gibi etkilidir, ancak çevresel endişelerle karşılaşabilir. Halojen olmayan alternatifler, fosfor bazlı katkı maddeleri gibi popülerlik kazanıyor.
Alev geciktirici seçimi sadece yangın performansını değil, aynı zamanda mekanik mukavemet, ısı direnci ve elektrik yalıtımı gibi diğer özellikleri de etkiler.
Etki ile modifiye edilmiş PBT
Etki modifikasyonu PBT'nin tokluğunu ve sünekliğini artırmak için kullanılır. En yaygın etki değiştiriciler elastomerlerdir, örneğin:
Bu değiştiriciler PBT matrisi içinde ayrı bir lastik faz oluşturur. Etki sırasında enerjiyi emerler, çatlak başlatma ve yayılmayı önlerler.
Etki gücü, özellikle düşük sıcaklıklarda önemli ölçüde arttırılabilir. Bununla birlikte, modül ve ısı direnci biraz tehlikeye girebilir.
Diğer değişiklikler
PBT, belirli gereksinimleri karşılamak için çeşitli diğer değişikliklere tabi olabilir:
Güneş ışığına ve ayrışmaya karşı direnci artırmak için UV stabilizatörleri eklenebilir.
PTFE veya silikon gibi yağlayıcılar sürtünme ve aşınmayı azaltmak için dahil edilebilir.
Gıda sınıfı PBT, yiyecek ve içeceklerle temas eden uygulamalar için mevcuttur.
Antistatik ajanlar elektronik uygulamalarda statik yükleri dağıtmak için kullanılabilir.
Estetik amaçlar için renklendiriciler ve pigmentler eklenebilir.
Aşağıdaki tablo, farklı modifikasyonların PBT özellikleri üzerindeki temel etkilerini özetlemektedir:
| Modifikasyon | Mukavemeti | Sertlik | Etki | Isı | Direnci Boyutlu Kararlılık |
| Cam elyaf | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Mineral dolgu | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
| Alev geciktirici | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| Darbe değiştirici | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
PBT için İşleme Teknikleri
PBT, çeşitli teknikler kullanılarak işlenebilen bir termoplastik malzemedir. En yaygın yöntemleri ve bunların temel parametrelerini keşfedelim.
Enjeksiyon Kalıp
Enjeksiyon kalıplama, PBT işlemek için kullanılan en yaygın yöntemdir. Malzeme, eriyik sıcaklığına ısıtılır arasında bir 230 ° C ile 270 ° C . Daha sonra tutulan bir kalıp içine enjekte edilir . 40-80 ° C'de yüksek basınç altında (tipik olarak 100-140 MPa ) optimize etmek - İşleme parametrelerini gibi eriyik sıcaklık ve enjeksiyon basıncı - daha iyi parça kalitesini azaltır ve gibi kusurları azaltır Çarpıcı veya lavabo izleri.
| Parametresi | Optimal Aralık |
| Erimiş sıcaklık | 230-270 ° C |
| Kalıp sıcaklığı | 40-80 ° C |
| Enjeksiyon basıncı | 100-140 MPa |
Ekstrüzyon
Ekstrüzyon üretmek için yaygın olarak kullanılan bir başka tekniktir . yarı bitmiş ürünler , tabakalar, çubuklar ve profiller gibi Ekstrüzyon sırasında PBT eriyik ve eriyik sıcaklığı arasında kontrol edilir 230 ° C ile 250 ° C . Boyutsal doğruluk için doğru vida hızının ve soğutma hızının korunması gereklidir.
| Ekstrüzyon parametresi | optimal değer |
| Erimiş sıcaklık | 230-250 ° C |
| Vida hızı | Çıktıya göre ayarlanmış |
Üfleme kalıplama
Darbe kalıplama, yapmak için kullanılır . içi boş parçalar şişeler veya kaplar gibi Bu işlemde, PBT, parison adı verilen bir tüpe ekstrüde edilir, sonra şekli oluşturmak için hava üflenir. Sıcaklık ve hava basıncı eriyik pürüzsüz, tek tip bir ürün sağlama önemli roller oynar.
| Parametre | uygulaması |
| Erimiş sıcaklık | 230-250 ° C |
| Hava basıncı | İçi boş parçalar için optimize edilmiş |
Sıkıştırma kalıplama
Sıkıştırma kalıplama, PBT'nin ısıtılmış bir kalıbın içine yerleştirilmesini ve basınç altında sıkıştırılmasını içerir. Bu yöntem tipik olarak için kullanılır büyük veya kalın duvarlı parçalar . Hassas şekil tutulması gereken güçlü, dayanıklı bileşenler gerektiren uygulamalar için idealdir.
PBT sıkıştırma kalıplama için tipik işleme parametreleri şunlardır:
Eriyik sıcaklığı: 230 ° C ila 250 ° C
Kalıp sıcaklığı: 150 ° C ila 180 ° C
Kalıp Basıncı: 10 ila 50 MPa
PBT ile 3D baskı
Daha az yaygın olmasına rağmen, PBT kaynaşmış filament imalat (FFF) veya seçici lazer sinterleme (SLS) gibi kullanılarak işlenebilir . 3D baskı teknikleri üretmek için uygundur . Ekstrüzyon sıcaklığı ve baskı hızı gibi karmaşık, dayanıklı parçalar Yüksek mukavemetli baskı ayarlarının optimize edilmesi, pürüzsüz katmanlar ve güçlü yapışma sağlar.
| 3D baskı parametresi | kalite üzerindeki etkisi |
| Ekstrüzyon sıcaklığı | Katman bağını etkiler |
| Baskı hızı | Hassasiyeti Kontroller |
PBT uygulamaları
PBT, mükemmel özellikleri nedeniyle çok çeşitli endüstrilerde kullanım bulur. Bazı temel uygulama alanlarını keşfedelim.
Otomotiv endüstrisi
PBT yaygın olarak kullanılmaktadır . otomotiv endüstrisinde , dayanıklılığı, ısı direnci ve kimyasal direnci nedeniyle gibi bileşenler için idealdir Tamponlar , gövde panelleri , motor parçaları ve şanzıman bileşenleri . Örneğin, PBT yaygın olarak pencere motor kabukları , dişli kutularında ve radyatör pencerelerinde bulunur. sert ortamlarda mükemmel performans sağladığı
| Otomotiv Parça | PBT Uygulaması |
| Tamponlar | Etki direnci ve esnekliği |
| Motor parçaları | Elektrik yalıtımı ve dayanıklılık |
| Şanzıman bileşenleri | Yağlara karşı kimyasal direnç |
Elektronik ve elektrikli aletler
sektöründe PBT, Elektronik ile değerlenir elektrik yalıtım özellikleri . Güvenlik ve dayanıklılık sağlayan kullanılır konektör , soğutma fanlarında ve transformatörlerde . PBT aynı zamanda popüler bir malzemedir . tüketici elektroniğinde ve ev aletlerinde hem mekanik mukavemet hem de termal stabilite sunduğu buzdolapları ve çamaşır makineleri gibi
| Elektronik Bileşen | PBT Kullanımı |
| Konektörler | Elektrikli yalıtım |
| Soğutma Fanları | Isı direnci |
| Transformatörler ve Röleler | Dayanıklı konut, ısı yönetimi |
Tüketici Malları
mallarında PBT, Tüketici yaygın olarak bulunur ev eşyalarında gibi elektrikli süpürge bileşenleri ve kahve makinesi parçaları . Gücü ve dayanıklılığı, spor malzemeleri için ideal bir seçim haline getiriyordahil olmak üzere buz pateni tabanları ve elektrik matkabı muhafazaları .
Tıbbi cihazlar
PBT'nin biyouyumluluk ve kimyasal direnci tıbbi cihazlar için uygun hale getirir . Genellikle kullanılır . cerrahi aletlerde , ortopedik implantlarda ve tıbbi ekipmanlarda hassas, dayanıklı ve hijyenik malzemeler gerektiren Düşük nem emilimi, tıbbi ortamlarda uzun süreli güvenilirlik sağlar.
| Tıbbi Cihaz | PBT Rolü |
| Cerrahi aletler | Dayanıklılık ve biyouyumluluk |
| Ortopedik implantlar | Kimyasal direnç ve stabilite |
Sıhhi tesisat ve sıvı kullanımı
sistemlerinde PBT Sıhhi tesisat ve sıvı taşıma için kullanılır valf , bağlantı parçaları ve pompa pervaneleri . Kimyasallara direnci, düşük nem emilimi ve yüksek dayanıklılık, su, yağlar ve temizlik maddelerine maruz kalan bileşenler için mükemmel hale getirir.
| Sıhhi Tesisat Bileşeni | PBT Kullanımı |
| Vanalar ve bağlantı parçaları | Kimyasal direnç |
| Pompa pervaneleri | Sıvıya maruz kalma altında dayanıklılık |
Endüstriyel Makineler
PBT, önemli bir rol oynar endüstriyel makinelerde üretmek için kullanıldığı rulman , dişlileri , kameraları ve silindirleri . Bu bileşenler PBT’nin düşük sürtünme , aşınma direncinden ve yüksek mekanik mukavemetten yararlanır.
| Endüstriyel Bölüm | PBT Uygulaması |
| Rulmanlar ve dişliler | Aşınma direnci, düşük sürtünme |
| Silindirler ve kameralar | Dayanıklılık ve hassasiyet |
Gıda işleme ekipmanı
PBT, kullanılır gıda sınıfı uygulamalarda uygunluğu nedeniyle FDA düzenlemelerine . Genellikle bulunur . konveyör bantlarında , gıda işleme bıçaklarında ve yiyecekleri işleyen diğer makinelerde PBT'nin nem ve temizlik maddelerine karşı direnci, hijyenik ve güvenilir gıda işleme ekipmanları için idealdir.
| Gıda İşleme Bileşeni | PBT Kullanımı |
| Konveyör bantları | FDA uyumluluğu, nem direnci |
| Gıda işleme bıçakları | Dayanıklılık ve temizlik |
PBT'nin avantajları ve dezavantajları
Herhangi bir malzeme gibi, PBT'nin güçlü yönleri ve sınırlamaları vardır.
Avantajlar
PBT, birden fazla sektörde çeşitli temel avantajlar sunar ve bu da onu yüksek performanslı uygulamalar için popüler bir seçimdir.
Mükemmel mekanik özellikler ve boyutsal stabilite PBT,
sahiptir yüksek mukavemetli , tokluğa ve sertliğe , bu da onu mekanik stres altında dayanıklı hale getirir. korur Boyutlu kararlılığı , değişen çevre koşullarında bile , bileşenlerin şekillerini korumasını sağlar.
Yüksek kimyasal ve aşınma direnci PBT,
dahil olmak üzere çok çeşitli kimyasallara direnir çözücü , yakıtları ve yağlar . sürtünmenin Aşınma direnci, azaltılmasının gerekli olduğu dişliler gibi hareketli parçalar için uygun hale getirir.
İyi Elektrik Yalıtım
Bu polimer elektrik yalıtımında mükemmeldir , yüksek dielektrik mukavemet ve düşük dielektrik kayıp ile . Enerji sızıntısını önler ve elektronik ve elektrik bileşenlerinde yaygın olarak kullanılır.
Düşük nem emilimi ve UV direnci
ile düşük nem emilimi PBT, mekanik özelliklerini nemli ortamlarda tutar. Ayrıca direnir UV radyasyonuna , bu da zaman içinde önemli bir bozulma olmadan dış mekan kullanımı için idealdir.
Dezavantajlar
PBT'nin birçok güçlü yönü olsa da, dikkate alınması gereken bazı sınırlamaları da vardır.
Yüksek küf büzülmesi PBT, işleme sırasında
sergiler yüksek kalıp büzülmesi , bu da karmaşık parçalarda boyutsal doğruluğu korumayı zorlaştırır. Büzülmeyi en aza indirmek için hassas kalıplama teknikleri gereklidir.
Hidrolize duyarlılık PBT'nin önemli bir dezavantajı
duyarlılığıdır hidrolize . uzun süre maruz kalma Neme ve sıcak suya , malzemeyi zamanla bozabilir ve su maruz kalan ortamlarda kullanımını sınırlayabilir.
bükülmeye ve çentik hassasiyetine eğilimli olan PBT,
nedeniyle Yüksek diferansiyel büzülme eğilimlidir . bükülmeye özellikle büyük veya karmaşık parçalarda Ek olarak, güçlendirilmemiş PBT, çentik hassasiyeti gösterir , bu da onu stresle ilişkili kırıklara daha duyarlı hale getirir.
daha düşük ısı sapma sıcaklığı (HDT) , PBT
Diğer mühendislik plastiklerine kıyasla daha düşük bir HDT'ye sahiptir , yani takviye veya özel dereceler olmadan yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun olmayabilir.
| Avantajlar | Dezavantajlar |
| Mükemmel mekanik özellikler | Yüksek Kalıp Büzülmesi |
| Yüksek boyutlu stabilite | Hidrolize duyarlılık |
| İyi kimyasal ve aşınma direnci | Çözme ve çentik hassasiyetine eğilimli |
| Güvenilir elektrik yalıtımı | Diğerlerine kıyasla daha düşük ısı sapma sıcaklığı |
| Düşük nem emilimi ve UV direnci |
|
Çözüm
Polibutilen tereftalat (PBT), açısından öne çıkıyor mekanik mukavemet , kimyasal direnci ve boyutsal stabilitesi . Çok yönlülüğü, otomotiv, elektronik ve tıbbi cihazlar gibi endüstriler arasında zorunlu kılar. PBT'nin özelliklerini, işleme tekniklerini ve uygulamalarını anlamak, doğru materyali seçmek ve optimum ürün tasarımını sağlamak için kritik öneme sahiptir.
İpuçları: Tüm plastiklerle ilgileniyorsunuz
