Quan điểm: 0
Polybutylen terephthalate (PBT) ở khắp mọi nơi, từ xe của bạn đến thiết bị điện tử. Nhưng chính xác thì nó là gì? Nhiệt nhựa nhựa bán tinh thể này thuộc về gia đình Polyester và mang lại sự cân bằng về sức mạnh và độ bền.
Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ khám phá những gì làm cho PBT trở nên độc đáo, tính chất của nó, phương pháp xử lý và cách nó được sử dụng trên các ngành công nghiệp như ô tô và điện tử.
Polybutylen terephthalate (PBT) là một loại nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể trong họ polyester. Nó được biết đến với sức mạnh, tính linh hoạt và khả năng chống lại hóa chất. Do các tính chất này, PBT được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng ô tô, điện tử và công nghiệp.
Cấu trúc hóa học của PBT được biểu thị bằng công thức (C12H12O4) n. Polymer bao gồm các chuỗi dài hình thành thông qua các liên kết este. Những liên kết này cung cấp vật liệu độ bền và điện trở nhiệt, làm cho nó lý tưởng cho môi trường khó khăn. Cấu trúc bán tinh thể của nó cung cấp sự ổn định kích thước, có nghĩa là nó vẫn giữ được hình dạng của nó ngay cả khi bị căng thẳng.
Các thành phần chính bao gồm:
1,4-butanediol (BDO) : Thêm tính linh hoạt và giúp kháng hóa chất.
Axit terephthalic (TPA) hoặc dimethyl terephthalate (DMT) : cung cấp độ cứng và tính toàn vẹn cấu trúc.
Việc sản xuất PBT liên quan đến phản ứng polycondensation giữa dimethyl terephthalate (DMT) hoặc axit terephthalic (TPA) và 1,4-butanediol (BDO).
1,4-Butanediol (BDO)
Dimethyl terephthalate (DMT) hoặc axit terephthalic (TPA)
Sự tổng hợp bắt đầu bằng phản ứng ester hóa, trong đó BDO phản ứng với DMT hoặc TPA. Khi sử dụng DMT, metanol được sản xuất dưới dạng sản phẩm phụ. Với TPA, nước được phát hành. Phản ứng sau đây loại bỏ BDO dư thừa, dẫn đến sự hình thành các chuỗi polymer dài thông qua các phản ứng ngưng tụ.
Phản ứng DMT:
Phản ứng TPA:
Những phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao, thường là từ 230 ° C đến 250 ° C và trong điều kiện chân không. Chất xúc tác cũng có thể được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng và đảm bảo trọng lượng phân tử cao hơn.
Loại phản ứng | phụ trợ | điều kiện phản ứng |
---|---|---|
DMT với BDO | Methanol | 230-250 ° C, chân không |
TPA với BDO | Nước | 230-250 ° C, chân không |
Quá trình polycondensation này là chìa khóa để hình thành các chuỗi polymer bền, chịu nhiệt xác định PBT.
Là một polyester, PBT chia sẻ những điểm tương đồng với các polyesters khác như Polyetylen terephthalate (PET) . Tuy nhiên, nó tự đặt ra thông qua tốc độ kết tinh nhanh hơn và nhiệt độ xử lý thấp hơn. Điều này cho phép nó được đúc thành hình dạng phức tạp một cách dễ dàng. So với các polyesters khác, PBT có tính chất cơ học vượt trội và khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, làm cho nó hoàn hảo cho các bộ phận tiếp xúc với dầu, nhiên liệu và nhiệt độ cao.
PBT thể hiện một sự kết hợp độc đáo của các thuộc tính làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng khác nhau. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các đặc điểm chính của nó.
Loại tài sản | tài sản | chi tiết |
---|---|---|
Tính chất vật lý | Tỉ trọng | 1,31 g/cm³ |
Giới hạn chỉ số oxy | 25% | |
Hấp thụ độ ẩm (24 giờ) | 0,08%-0,1% | |
Sự ổn định kích thước | Xuất sắc | |
Kháng UV | Tốt | |
Tính chất cơ học | Độ bền kéo | 40-50 MPa |
Mô đun uốn | GPA 2-4 | |
Độ giãn dài khi nghỉ | 5-300% | |
Khả năng chống creep | Cao ở nhiệt độ cao | |
Tính chất nhiệt | Nhiệt độ lệch nhiệt (HDT) | 115-150 ° C (ở 0,46 MPa); 50-85 ° C (ở mức 1,8 MPa) |
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa | 80-140 ° C. | |
Kháng lửa | Có sẵn ở các lớp chống cháy | |
Hệ số giãn nở nhiệt | 6-10 x 10⁻⁵/° C. | |
Tính chất điện | Sức mạnh điện môi | 15-30 kV/mm |
Hằng số điện môi @ 1 kHz | 2,9-4 | |
Điện trở suất thể tích | 14-17 x 10⊃1; ⁵ ohm.cm | |
Kháng hóa chất | Kháng với hóa chất | Kháng mạnh đối với axit pha loãng, rượu, hydrocarbon, dung môi, dầu |
Kháng UV và vết bẩn | Cao | |
Khả năng chống lại dung môi hữu cơ, dầu | Xuất sắc |
PBT cung cấp sự ổn định kích thước tuyệt vời, ngay cả trong các điều kiện môi trường khác nhau. Nó có độ hấp thụ độ ẩm thấp, thường là khoảng 0,1% sau 24 giờ ngâm.
Sự hấp thu độ ẩm thấp này góp phần vào độ bền của nó trong căng thẳng nhiệt và môi trường hóa học khắc nghiệt. PBT có thể duy trì hình dạng và hiệu suất của nó trong các tình huống đòi hỏi.
PBT tự hào có sức mạnh cao, độ bền và độ cứng. Dưới đây là một số chỉ số định lượng:
tài sản | Giá trị |
---|---|
Độ bền kéo | 50-60 MPa |
Mô đun uốn | 2,3-2.8 GPA |
Độ giãn dài khi nghỉ | 50-300% |
PBT cũng thể hiện sức mạnh tác động thực tế tốt. Nó có thể chịu được tải đột ngột mà không bị nứt hoặc vỡ.
Một tính năng quan trọng khác là khả năng chống creep của nó. PBT có thể duy trì hình dạng của nó dưới căng thẳng liên tục, ngay cả ở nhiệt độ cao.
PBT có nhiệt độ lệch nhiệt cao (HDT) so với nhiều loại nhựa kỹ thuật khác. Ví dụ: ở mức tải 1,8 MPa, HDT của nó là khoảng 60 ° C, trong khi Polypropylen chỉ là 50 ° C.
Nó cũng có xếp hạng chỉ số nhiệt độ cao, cho thấy khả năng giữ lại các tính chất ở nhiệt độ cao. PBT có thể chịu được các chuyến du ngoạn nhiệt ngắn hạn và tiếp xúc với nhiệt dài hạn mà không bị suy giảm đáng kể.
PBT cung cấp điện trở và cường độ điện môi cao. Những tính chất này làm cho nó lý tưởng để cách điện các thành phần điện.
Nó bảo vệ chống lại sự phóng điện, rò rỉ và sự cố trong mạch điện. Mất điện môi thấp của PBT cũng làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng điện tử tần số cao.
PBT thể hiện sự kháng cự với một loạt các hóa chất, bao gồm:
Axit pha loãng
Rượu
Hydrocarbon
Dung môi thơm
Dầu và mỡ
Kháng hóa chất này làm cho PBT phù hợp cho các bộ phận tiếp xúc với dung môi hữu cơ, xăng và dầu. Nó có thể duy trì tính toàn vẹn của nó trong môi trường tích cực hóa học.
PBT cũng cung cấp khả năng chống tia cực tím tốt, ngăn chặn sự xuống cấp do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Khả năng chống vết bẩn của nó giúp tăng cường hơn nữa độ bền và sức hấp dẫn thẩm mỹ của nó.
Các lớp PBT không được lấp đầy là hình thức cơ bản của vật liệu mà không có bất kỳ chất phụ gia nào. Họ cung cấp sự cân bằng của các tài sản phù hợp cho nhiều ứng dụng.
Các lớp này đi kèm trong một loạt các độ nhớt tan chảy, cung cấp sự linh hoạt xử lý để ép và đùn.
PBT gia cố bằng sợi thủy tinh là một sửa đổi phổ biến. Việc bổ sung các sợi thủy tinh giúp tăng cường đáng kể các tính chất cơ học của vật liệu.
Độ bền kéo, mô đun uốn và cường độ nén có thể tăng 2 đến 3 lần so với các lớp không được lấp đầy. Điều này làm cho PBT gia cố sợi thủy tinh lý tưởng cho các ứng dụng cấu trúc.
Hàm lượng sợi có thể thay đổi, thường dao động từ 10% đến 50%. Hàm lượng chất xơ cao hơn dẫn đến cường độ và độ cứng lớn hơn nhưng giảm độ dẻo.
Chất độn khoáng, như Talc và canxi cacbonat, có thể được thêm vào PBT. Những chất độn này cải thiện độ ổn định kích thước và giảm co ngót trong quá trình đúc.
Các lớp PBT chứa đầy khoáng chất cung cấp độ cứng và khả năng chống nhiệt tăng so với các lớp không được lấp đầy. Tuy nhiên, sức mạnh tác động có thể giảm nhẹ.
PBT chống cháy là rất quan trọng đối với các ứng dụng có yêu cầu an toàn hỏa hoạn nghiêm ngặt. Các chất chống cháy khác nhau có thể được sử dụng, mỗi người có lợi ích và nhược điểm riêng.
Chất làm chậm ngọn lửa halogen, chẳng hạn như các hợp chất bromin, có hiệu quả nhưng có thể phải đối mặt với các mối quan tâm về môi trường. Các lựa chọn thay thế không halogen, như các chất phụ gia dựa trên phốt pho, đang trở nên phổ biến.
Việc lựa chọn chất chống cháy không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất lửa mà còn các tính chất khác như cường độ cơ học, điện trở và cách nhiệt.
Sửa đổi tác động được sử dụng để cải thiện độ bền và độ dẻo của PBT. Các biến đổi tác động phổ biến nhất là các chất đàn hồi, chẳng hạn như:
Cao su ethylene-propylene (EPR)
Monome ethylene-propylene-diene (EPDM)
Cúp bóng cao su
Các bộ biến đổi này tạo thành một pha cao su riêng biệt trong ma trận PBT. Chúng hấp thụ năng lượng trong quá trình tác động, ngăn chặn sự khởi đầu và lan truyền vết nứt.
Sức mạnh tác động có thể được tăng lên đáng kể, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, mô đun và điện trở nhiệt có thể bị tổn hại một chút.
PBT có thể trải qua nhiều sửa đổi khác để đáp ứng các yêu cầu cụ thể:
Bộ ổn định tia cực tím có thể được thêm vào để cải thiện khả năng chống lại ánh sáng mặt trời và thời tiết.
Chất bôi trơn, như PTFE hoặc silicone, có thể được kết hợp để giảm ma sát và hao mòn.
PBT cấp thực phẩm có sẵn cho các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm và đồ uống.
Các tác nhân chống tĩnh điện có thể được sử dụng để tiêu tan các điện tích tĩnh trong các ứng dụng điện tử.
Chất màu và sắc tố có thể được thêm vào cho mục đích thẩm mỹ.
Bảng dưới đây tóm tắt các tác động chính của các sửa đổi khác nhau đối với các thuộc tính PBT:
Sửa đổi | độ | cứng độ cứng | tác động | đến | độ ổn định kích thước chiều |
---|---|---|---|---|---|
Sợi thủy tinh | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
Chất độn khoáng | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ |
Chất chống cháy | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
Công cụ sửa đổi tác động | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ | ↓ |
PBT là một vật liệu nhiệt dẻo có thể được xử lý bằng các kỹ thuật khác nhau. Hãy khám phá các phương pháp phổ biến nhất và các tham số chính của chúng.
Nắm phun là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để xử lý PBT. Vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ tan chảy trong khoảng từ 230 ° C đến 270 ° C. Sau đó, nó được tiêm vào một khuôn được duy trì ở 40-80 ° C dưới áp suất cao (thường là 100-140 MPa ). Tối ưu hóa các tham số xử lý —Such như nhiệt độ tan chảy và áp suất phun . Khác giải quyết chất lượng bộ phận tốt hơn và giảm các khuyết tật như cong vênh hoặc dấu chìm.
số Phạm | vi tối ưu |
---|---|
Nhiệt độ tan chảy | 230-270 ° C. |
Nhiệt độ khuôn | 40-80 ° C. |
Áp lực tiêm | 100-140 MPa |
Đất dùng là một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi khác để sản xuất các sản phẩm bán thành phẩm như tờ, thanh và hồ sơ. Trong quá trình đùn, PBT bị tan chảy và buộc phải chết, với nhiệt độ tan chảy được kiểm soát trong khoảng từ 230 ° C đến 250 ° C. Duy trì bên phải tốc độ vít và tốc độ làm mát là điều cần thiết cho độ chính xác kích thước.
Tham số đùn | giá trị tối ưu |
---|---|
Nhiệt độ tan chảy | 230-250 ° C. |
Tốc độ vít | Điều chỉnh dựa trên đầu ra |
Đúc thổi được sử dụng để làm các bộ phận rỗng như chai hoặc thùng chứa. Trong quá trình này, PBT được ép vào một ống, được gọi là parison, sau đó không khí được thổi vào đó để tạo thành hình dạng. Nhiệt độ tan chảy và áp suất không khí đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo một sản phẩm mịn màng, thống nhất.
tham số | Ứng dụng |
---|---|
Nhiệt độ tan chảy | 230-250 ° C. |
Áp suất không khí | Được tối ưu hóa cho các bộ phận rỗng |
Đúc nén liên quan đến việc đặt PBT vào khuôn nóng và nén nó dưới áp suất. Phương pháp này thường được sử dụng cho các bộ phận lớn hoặc dày . Đó là lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu các thành phần mạnh, bền, cần lưu giữ hình dạng chính xác.
Các tham số xử lý điển hình cho việc đúc nén PBT là:
Nhiệt độ tan chảy: 230 ° C đến 250 ° C
Nhiệt độ khuôn: 150 ° C đến 180 ° C
Áp lực đúc: 10 đến 50 MPa
Mặc dù ít phổ biến hơn, PBT có thể được xử lý bằng cách sử dụng các kỹ thuật in 3D như chế tạo dây tóc hợp nhất (FFF) hoặc thiêu kết laser chọn lọc (SLS). Nó phù hợp để sản xuất các bộ phận phức tạp, bền bỉ với cường độ cao. Tối ưu hóa các cài đặt in như nhiệt độ đùn và tốc độ in đảm bảo các lớp trơn tru và độ bám dính mạnh. Hiệu ứng
thông số in 3D | trên chất lượng |
---|---|
Nhiệt độ đùn | Ảnh hưởng đến liên kết lớp |
Tốc độ in | Kiểm soát độ chính xác |
PBT tìm thấy sử dụng trong một loạt các ngành công nghiệp do các tài sản tuyệt vời của nó. Hãy khám phá một số lĩnh vực ứng dụng chính.
PBT được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô do độ bền, khả năng chống nhiệt và kháng hóa chất. Đó là lý tưởng cho các thành phần như bộ đệm , cơ thể của , các bộ phận , và các bộ phận truyền tải . Ví dụ, PBT thường được tìm thấy trong của động cơ cửa sổ , các hộp số và cửa sổ bộ tản nhiệt , trong đó nó cung cấp hiệu suất tuyệt vời trong môi trường khắc nghiệt.
phần ô tô | Ứng dụng PBT |
---|---|
Cản | Tác động kháng và linh hoạt |
Bộ phận động cơ | Cách nhiệt và độ bền của điện |
Các thành phần truyền tải | Kháng hóa chất đối với dầu |
Trong lĩnh vực điện tử , PBT có giá trị cho các đặc tính cách điện của nó . Nó được sử dụng trong nối , quạt làm mát đầu và máy biến áp , đảm bảo an toàn và độ bền. PBT cũng là một vật liệu phổ biến trong thiết bị điện tử tiêu dùng và các thiết bị gia dụng như tủ lạnh và máy giặt, nơi nó cung cấp cả độ bền cơ học và độ ổn định nhiệt.
thành phần điện tử | Sử dụng PBT |
---|---|
Đầu nối | Cách điện điện |
Quạt làm mát | Điện trở nhiệt |
Máy biến áp và rơle | Nhà ở bền, quản lý nhiệt |
Trong hàng tiêu dùng , PBT thường được tìm thấy trong các mặt hàng gia đình như các bộ phận làm sạch chân không và các bộ phận của máy pha cà phê . Sức mạnh và độ bền của nó cũng làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các mặt hàng thể thao , bao gồm cả đế trượt băng và vỏ máy khoan điện.
Khả năng tương thích sinh học và kháng hóa chất của PBT làm cho nó phù hợp với các thiết bị y tế . Nó thường được sử dụng trong các dụng cụ phẫu thuật , cấy ghép chỉnh hình , và các thiết bị y tế đòi hỏi các vật liệu chính xác, bền và vệ sinh. Sự hấp thụ độ ẩm thấp đảm bảo độ tin cậy lâu dài trong môi trường y tế.
của thiết bị y tế | Vai trò PBT |
---|---|
Dụng cụ phẫu thuật | Độ bền và tính tương thích sinh học |
Cấy ghép chỉnh hình | Kháng hóa chất và sự ổn định |
Trong hệ thống ống nước và hệ thống xử lý chất lỏng , PBT được sử dụng cho van , các phụ kiện và máy bơm bơm . Khả năng chống lại hóa chất, hấp thụ độ ẩm thấp và độ bền cao làm cho nó hoàn hảo cho các thành phần tiếp xúc với nước, dầu và chất làm sạch.
Hệ thống ống nước | sử dụng PBT |
---|---|
Van và phụ kiện | Kháng hóa chất |
Máy bơm bơm | Độ bền khi tiếp xúc với chất lỏng |
PBT đóng một vai trò quan trọng trong máy móc công nghiệp , nơi nó được sử dụng để sản xuất máy quay , vòng , bi và con lăn . Những thành phần này được hưởng lợi từ PBT ma sát thấp , khả năng chống mặc , và sức mạnh cơ học cao.
phần | PBT Ứng dụng PBT |
---|---|
Vòng bi và bánh răng | Đang kháng, ma sát thấp |
Con lăn và cam | Độ bền và độ chính xác |
PBT được sử dụng trong các ứng dụng cấp thực phẩm do tuân thủ các quy định của FDA . Nó thường được tìm thấy trong Băng tải , các lưỡi kiếm thực phẩm của và các máy móc khác xử lý thực phẩm. Sự chống lại của PBT đối với các tác nhân làm sạch và làm sạch làm cho nó lý tưởng cho các thiết bị chế biến thực phẩm vệ sinh và đáng tin cậy.
Thành phần chế biến thực phẩm | sử dụng PBT |
---|---|
Băng tải | Tuân thủ FDA, khả năng chống ẩm |
Lưỡi thực phẩm chế biến | Độ bền và sạch sẽ |
Giống như bất kỳ tài liệu nào, PBT có điểm mạnh và hạn chế của nó.
PBT cung cấp một số lợi thế chính trong nhiều ngành công nghiệp, khiến nó trở thành một lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng hiệu suất cao.
Tính chất cơ học tuyệt vời và độ ổn định kích thước
PBT tự hào về bền cao , độ và độ cứng , làm cho nó bền dưới căng thẳng cơ học. Nó duy trì sự ổn định kích thước , ngay cả trong các điều kiện môi trường khác nhau, đảm bảo các thành phần giữ lại hình dạng của chúng.
PBT hóa chất cao và hao mòn
chống lại một loạt các hóa chất, bao gồm nhiên , liệu nhiên liệu và dầu . của nó Điện trở hao mòn làm cho nó phù hợp cho các bộ phận chuyển động như bánh răng, nơi giảm ma sát là điều cần thiết.
Cách điện tốt tốt
polymer này vượt trội trong cách nhiệt điện , với cường độ điện môi cao và tổn thất điện môi thấp . Nó ngăn ngừa rò rỉ năng lượng và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và các thành phần điện.
Hấp thụ độ ẩm thấp và khả năng chống tia cực tím
với độ hấp thụ độ ẩm thấp , PBT duy trì các tính chất cơ học của nó trong môi trường ẩm. Nó cũng chống lại bức xạ UV , làm cho nó lý tưởng cho việc sử dụng ngoài trời mà không bị suy thoái đáng kể theo thời gian.
Mặc dù PBT có nhiều điểm mạnh, nhưng nó cũng có một số hạn chế phải được xem xét.
co ngót khuôn cao thể hiện
PBT sự co rút của khuôn cao trong quá trình xử lý, khiến cho việc duy trì độ chính xác về kích thước trong các phần phức tạp. Kỹ thuật đúc chính xác là cần thiết để giảm thiểu co rút.
Độ nhạy đối với quá trình thủy phân
Một nhược điểm đáng kể của PBT là độ nhạy của nó đối với quá trình thủy phân . Tiếp xúc kéo dài với độ ẩm và nước nóng có thể làm suy giảm vật liệu theo thời gian, hạn chế việc sử dụng nó trong môi trường tiếp xúc với nước.
Dễ bị cong vênh và nhạy cảm
do sự co rút khác biệt cao , PBT dễ bị cong vênh , đặc biệt là ở các phần lớn hoặc phức tạp. Ngoài ra, PBT không được chứng minh cho thấy độ nhạy của Notch , làm cho nó dễ bị gãy xương liên quan đến căng thẳng.
Nhiệt độ độ lệch nhiệt thấp hơn (HDT)
so với các loại nhựa kỹ thuật khác, PBT có HDT thấp hơn , có nghĩa là nó có thể không phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao mà không cần tăng cường hoặc điểm đặc biệt.
Ưu điểm | nhược điểm |
---|---|
Tính chất cơ học tuyệt vời | Cây co ngót khuôn cao |
Ổn định chiều cao | Độ nhạy với thủy phân |
Hóa chất tốt và khả năng chống mài mòn | Dễ bị cong vênh và nhạy cảm |
Cách điện đáng tin cậy | Nhiệt độ lệch nhiệt thấp hơn so với các loại khác |
Hấp thụ độ ẩm thấp và khả năng chống tia cực tím |
Polybutylen terephthalate (PBT) nổi bật với hóa học cường độ cơ học , khả năng kháng và độ ổn định kích thước . Tính linh hoạt của nó làm cho nó trở nên thiết yếu trong các ngành công nghiệp như ô tô, điện tử và các thiết bị y tế. Hiểu các thuộc tính, kỹ thuật xử lý và ứng dụng của PBT là rất quan trọng để chọn đúng vật liệu và đảm bảo thiết kế sản phẩm tối ưu.
Mẹo: Bạn có thể quan tâm đến tất cả các loại nhựa
THÚ CƯNG | PSU | Thể dục | PA | Nhìn trộm | Pp |
Pom | PPO | TPU | TPE | San | PVC |
PS | PC | PPS | Abs | PBT | PMMA |
Team MFG là một công ty sản xuất nhanh, chuyên về ODM và OEM bắt đầu vào năm 2015.