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聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)

发布日期:2013-09-15 18:00:52  点击次数: 373次

聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(简称PBT), PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数。 聚对苯二甲酸丁二醇酯,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物
聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(简称PBT塑胶原料), PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数。

聚对苯二甲酸丁二醇酯,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 ,成型收缩率大 。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。
PBT 结晶速度快,最适宜加工方法为注塑,其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型,成型前需预干燥,水分含量要降至0.02%。
PBT(增强、改性PBT)主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、共混工业。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈,显像管和电位器支架,伴音输出变压器骨架,适配器骨架,开关接插件、电风扇、电冰箱、洗衣机电机端盖、轴套。
另外还有运输机械零件,缝纫机和纺织机械零件、钟表外壳、镜筒、电熨斗罩、水银灯罩、烘烤炉部件、电动工具零件、屏蔽套。

********分类
PBT 间歇类型, Polytex Design,PTA路线合成法 或 DMT路线合成法 ( 英文 :Batch-poly)
PBT 连续类型, Polytex Design,PTA路线合成法
PBT 间歇类型
流程描述
1-4 丁二醇混合和输送系统
予熔制备系统
酯化反应系统
缩聚反应系统
切片切粒和包装系统
催化剂制备系统
过滤器清洗系统
THF回收系统
热媒系统
计算机集成控制系统
特点
浆料制备系统使用在改性PBT的生产中,催化剂和添加剂可以在低温时加入
酯化在低温或正常反应温度下连续进料,易于控制,安全可靠
设计规模
工业化设计单线能力在3-40吨/日,年产1000吨-15000吨。
PBT 连续类型
流程描述
1-4 丁二醇混合和输送系统
浆料制备系统
酯化反应系统
工艺塔系统
预缩聚反应系统
预缩聚过滤系统
终缩聚反应系统
终缩聚过滤系统
切片切粒和包装系统
催化剂制备及连续添加控制系统
过滤器清洗系统
THF回收系统
热媒系统
计算机集成控制系统
特点
低温、低摩尔比、温和反应
可靠的停留时间
在不同反应阶段保持合理的物料消耗
低耗、节能、经济
熔体流变性佳
设计规模
工业化生产的正在运行的连续装置生产能力从30吨/日-500吨/日,即年产1万吨-15万吨。
理化特性
PBT塑胶原料是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。 PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的;结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170℃。玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之间。由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。
实际应用
PBT发展的历史还不长,但由于性能优良,目前已经是较为广泛的应用。主要是制作电子电器、汽车、机械设备以及精密仪器的零部件,已取代铜、锌、铝及铁铸件等金属材料和热固性塑料以及一些热塑性的塑料。以美国为例,PBT中43.7%用于电子电器工业,36.1%用于汽车工业,10.7%用于机械工业,9.5%用于其他工业。其中60%代替金属压铸材料。
1、电子电器:PBT制作电子电器零部件,主要利用其优良的耐热性、阻燃性、电器绝缘性,成型加工性。具体应用:连接器、开关零件、家用电器、配件零件,小型电动罩盖。
2、汽车工业:PBT用于汽车上的数目还不及尼龙,聚碳和聚甲醛,但随着低翘曲性PBT的出现,今后必将在汽车外部零部件上得到更多的应用。如:1)外装零件,主要有转角格珊,发动机放热空罩等 2)内部零部件,蛀牙有内镜撑系、刮水器支架和控制系统阀 3)汽车电器零件:如汽车点火线圈搅管和各种电器连接器等。
3、机械设备:在机械设备上,玻璃纤维增强PB主要制作一些零部件使用于有耐性,阻燃要求的部位上,如规频磁带录音机的带式传动轴、电子计算机罩、水银灯罩、电熨斗罩,烘烤机零件以及大量的齿轮、凸轮、按钮,电子表外壳,照相机的零件等。
注塑模

工艺条件

干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120℃,6~8小时,或者150℃,2~4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。
熔化温度:225~275℃,建议温度:250℃ 。
模具温度:对于未增强型的材料为40~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。
注射压力:中等(最大到1500bar)。
注射速度:应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。
流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间,这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。

重点问题

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70%以上。[2]
1 PBT的工艺特性
PBT具有明显的熔点,熔点为225~235℃,是结晶型材料,结晶度可达40%。
PBT熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大,因此,在注塑中,注射压力对PBT熔体流动性影响是明显。
PBT在熔融状态下流动性好,粘度低,仅次于尼龙,在成型易发生“流延”现象。
PBT成型制品各向异性。PBT在高温下遇水易降解。
2注塑机
选用螺杆式注塑机时。应考虑如下几点。
①制品的用料量应控制在注塑机额定最大注射量的30%~80%。不宜用大注塑机生产小制品。
②应选用渐变型三段螺杆,长径比为15~20,压缩比为2.5~3.0。
③应选用自锁式喷嘴,并带有加热控温装置。
④在成型阻燃级PBT时,注塑机的有关部件应经防腐处理。
3制品与模具设计
①制品的厚度不宜太厚,PBT对缺口很敏感,因此,制品的直角等过渡处应采用圆弧连接。
②PBT的成型收缩率较大,在1.7%~2.3%,模具要有一定的脱模斜度。
③模具需要设排气孔或排气槽。
④浇口的口径要大。
⑤模具需设置控温装置。模具最高温度不能超过100℃。
⑥阻燃级PBT成型,模具表面要镀铬,以防腐。
4原料准备
注塑前要进行干燥、要将水分含量控制在0.02%以下。采用热风循环干燥时,当温度为105℃、120℃或140℃时,所对应的时间不超过8h、5h、3h。料层厚度低于30mm。
5注塑工艺参数
①注射温度PBT的分解温度为280℃,所以实际生产中一般控制在245~260℃之间。
②注射压力注射压力一般为50~100MPa。
③注射速率PBT冷却速度快,因此要采用较快的注射速率。
④螺杆转速和背压成型PBT的螺杆转速不宜超过80r/min,一般在25~60r/min之间。背压一般为注射压力的10%~15%。
⑤模具温度一般控制在70~80℃,各部位的温度差不超过10℃。
⑥成型周期一般情况下为15~60 s。
6注意事项
①再生料的使用再生料与新料的比例一般在25%~75%。
②脱模剂的使用一般情况下不使用脱模剂,必要时可采用有机硅脱模剂。
③停机处理聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70%以上。

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