PBT是一种由对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,4-丁二醇(BDO),经缩聚反应而制得的结晶性线型饱和聚酯。
具有良好的力学性能,其对称的分子结构能够实现紧密堆砌,具有较高的结晶性,在低温下可迅速结晶。
PBT材料在挤出拉丝、注塑成型加工时,加工性能优良且成型周期短,而且PBT具有耐湿、耐磨、耐油等优点,蠕变也较小。
但也存在PBT刷丝耐磨不够、回弹性和韧性还需提高、易燃烧、与冷媒接触小分子析出量大、介电性能不足、薄壁制件易翘曲等缺陷,在有些应用上,有点力不从心。
近年来,不少企业开发了各种应用新技术和新产品,PBT工程塑料向高性能化、功能化、多元化方向发展。
针对工业领域的需要,通过改性提升PBT的功能性,是市场所需,也是致力于做功能性材料的企业突破内卷的出路之一。
目前,国内外主要采用共聚改性、无机材料填充改性、纳米复合技术、共混改性等方法提高PBT的综合性能。
今天小维和大家一起来聊一下,如何提升PBT工程塑料的性能这件事,如果您有补充,请记得告诉小维,感谢。
在光伏板清洗机器人滚刷刷丝、工业刷刷丝、牙刷刷丝等各类刷丝的应用上,苏州维本工程塑料Wintone Z63耐磨耐腐蚀、强韧高回弹性材料,可以帮助解决传统的PA612、PBT、PP等刷丝材料可能遇到的一些问题:1、PA612等刷丝材料,强韧性不够、耐磨耐疲劳性不够、耐热性不够的问题,PA66和PA6等刷丝材料,耐腐蚀性不够、耐磨耐疲劳性不够、回弹性不够、吸水率较大以导致刷丝的机械性能和尺寸受水份影响比较大的问题;2、PP刷丝材料,耐腐蚀性比尼龙、PBT材料有所提高,但刷丝的机械性能和强韧性不够、耐磨耐疲劳性不够的问题;3、PBT刷丝材料,耐磨耐疲劳性不够、韧性和回弹性不够等问题;4、PEEK刷丝材料,成本过高的问题。
Wintone Z63材料在刷丝应用上的特点是:耐磨耐疲劳、优异的回弹性、强韧且不受水份影响(Z63的吸水率是PA612的四分之一)、Z63材料的刷毛适合高速多轴植毛设备制刷、优良的耐热性(Z63材料的热变形温度比PA66和PA612高15摄氏度)、优异的耐腐蚀性(Z63材料耐酸碱、耐盐、耐各类有机溶剂等化学品)。
PBT的三大改性方向——扩链/合金改性/物理改性一、PBT的化学扩链改性目的:增加链段长度,使PBT的分子量提高,端羧基含量下降,同时提升PBT的水解稳定性和熔体粘度。
原因:PBT树脂的端基含有羧基和羟基,扩链剂能与其端基反应。
如2,2-双(2-噁唑啉)类化合物<羧基>、对苯二甲酰月内二胺(羟基>、碳化二亚胺低聚物<羧基>、1,3-亚苯基双(2-噁唑啉)<羧基>等。
扩链方式:缩合型、羧基加成型、羟基加成型、羧羟基同时加成型。
二、PBT的合金改性PBT与其它聚合物共混的主要目的:提高缺口冲击强度,改善成型加工收缩造成的翘曲变形,提高耐热水性能。
1.PBT/ABS共混为了改善PBT缺口冲击强度低、HDT较低、高温下尺寸稳定性差的问题。
可以加入ABS与PBT共混,这样可以大大提高PBT的室温缺口冲击性能(50J/m→600J/m),降低其脆韧转变温度,使共混物保持良好的拉伸性能和热性能、耐化学药品性能。
注:PBT/ABS共混物不相容,所得共混物的形态结构不稳定,严重影响共混物的性能。
所以对该二元体系进行增容反应,显得尤为重要。
合适的PBT合金改性相容剂需要满足:(1)形态结构更稳定;(2)相分散均匀;(3)性能得到大幅度提高且利于稳定。
比如:甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/丙烯酸乙酯(EA)三元共聚物(MGE)(其中GMA提供反应增容的环氧官能团,少量EA是为防止开链);苯乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)MAH接枝聚合物等。
2.PBT/PC合金PBT与PC的相容性与组成有关:A.0~25wt%PC,部分相容B.PC含量上升,呈PBT相、PC相和PBT/PC混合相的三相混合物C.30~40wt%PC,完全相容PBT/PC共混可以提高PBT的HDT和低温冲击性能、改善流动性、降低成型收缩率、改善尺寸稳定性、改善表面光泽度等。
3.PBT/PA合金通过固相聚合方式共混,采用多官能团的环氧树脂,进行反应性增容。
4.PBT/聚烯烃合金由于烯烃类聚合物和PBT的化学结构不同,溶解度参数差异大,共混体系不相容,两者共混时,容易形成两相分离结构。
所以通常加相容剂:乙酸乙烯酯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯酸接枝的乙烯或丙烯聚合物,如POE(聚氧化乙烯)-g-MAH。
5.PBT/弹性体合金为了提高PBT的缺口冲击强度,PBT可以通过与弹性体共混改性,来提高冲击强度,弹性体一般包括BR、EPDM、聚异丁烯、烯丙基丙烯酸橡胶、丙烯酸缩水甘油酯橡胶和乙烯基硅氧烷改性橡胶等。
PBT/BR共混物:低温冲击性能好、HDT高、耐化学药品性好、易流动、表面光泽好。
PBT/EPDM共混物:具有高抗冲击强度、良好的抗应力开裂性、高耐磨、减震、吸音等性能。
注: 增强耐冲击性改进:二烯橡胶、氰基改性橡胶、PC和丙烯酸橡胶的混合物等(需注意橡胶用量)。
6.PBT/PET合金PET和PBT的化学结构相似,相容性好,共混物是结晶相不相容,而非结晶相相容的比较特殊的具有两个熔点温度的共混物。
PET/PBT共混合金体系具有收缩率低、尺寸稳定性好、耐热性好,能阻燃、易加工等特点应用。
注:避免发生酯交换反应是制备性能良好的PET/PBT共混物的关键,为此,需控制共混温度、时间,减少所添加的催化剂量,或加入胺类化合物。
三、PBT的物理改性1.GF增强(玻纤增强)在改性PBT中,有不少是用玻纤增强的,经过玻纤改性的的PBT性能突出:*耐热性优良,长期使用温度120℃,短期使用达200℃;*机械强度高,在长时间负荷下变形小;*吸水率低,尺寸稳定性好,耐摩擦磨耗优良*但加入玻纤也容易造成这些缺点:各向异性,制品翘曲变形。
解决办法及应用:采用无机矿物与GF复合改性,或加入其它聚合物改性,广泛应用于机械、电子电气、汽车工业和家用电器等领域。
2.填充改性加入无机填料,无机矿物质、矿体和玻纤的复合体改善PBT树脂的流动性、产品的翘曲性,表面性质等。
3.阻燃改性PBT的本身的阻燃级别为HB级,如果需要达到V0级别,通常通过加入阻燃剂来进行阻燃改性。
常用的阻燃剂有溴化物(如十溴联苯醚)、Sb2O3、磷化物及氯化物等。
目前,卤素阻燃剂逐渐被取代,以无卤阻燃剂为主要方向。
苏州维本工程塑料核心牌号升级:新一代Wintone Z33 NAT耐热蠕变(负载下在更高温度下的长期耐热耐疲劳能力)、更高扭力、耐腐蚀、耐磨静音齿轮专用料。
在电助力自行车轮毂电机和中置电机的塑胶行星齿轮、汽车电动助力转向系统(EPS)塑胶蜗轮、各类蜗轮蜗杆减速齿轮箱的塑胶斜齿轮和塑胶蜗轮、隔膜泵偏心轮、滑动丝杆螺母、纺织机械升降系统大扭矩行星减速齿轮箱的塑胶行星齿轮各类塑胶齿轮和耐磨功能件的应用上,苏州维本工程塑料Wintone Z33 NAT耐热蠕变、耐磨静音齿轮专用料具备以下特性,可以帮助您拓宽传统的POM和尼龙齿轮等材料在塑胶齿轮减速齿轮箱应用时的边界,部分替代PA46和PEEK齿轮:1、Wintone Z33 NAT 在Wintone Z33良好的耐热性的基础上,进一步提升了耐热蠕变性:Wintone Z33 NAT的热变形温度比耐热级PA66(比如杜邦的103HSL和巴斯夫的A3W等)高50摄氏度,Wintone Z33 NAT的热变形温度比POM(比如杜邦的POM 100P和POM 100,宝理的POM M90-44等)高30摄氏度。
这意味着,从60摄氏度开始,POM齿轮和PA66齿轮扭力下降的问题,可以得到更好的解决。
2、Wintone Z33 NAT 保留了Wintone Z33优异的耐磨耐疲劳性、基于优异的吸振和自润滑性的静音性能、耐腐蚀性;3、Wintone Z33 NAT 在Wintone Z33的基础上,进一步提升了强韧性(在Z33比尼龙66具备更高刚性和韧性的基础上,再进一步提高了强韧性)。
这意味着,Wintone Z33 NAT在降噪的同时,可以承载更高的齿轮传动扭力。
Wintone Z33 NAT材料作为一款耐热蠕变、强韧耐磨型工程塑料,在齿轮应用上最显著的特点是:耐热蠕变、耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。
可以帮助您解决以下问题:1.POM和PA66齿轮噪音比较大,耐磨耐疲劳性不够的问题,POM齿轮易断齿的问题。
2.PA12和TPEE齿轮,太软扭矩太小,耐磨性不够,在60摄氏度以上时,扭力下降比较快。
3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够,POM齿轮和注塑功能件易磨损粉屑化的问题。
4.尼龙46齿轮的降噪性不够,齿轮的扭力和尺寸受水份影响比较大。
5.MC尼龙耐磨耐疲劳性不够、吸湿性较大而导致齿轮扭力以及尺寸稳定性不够、耐热蠕变性能不够、降噪性能还有待提升等问题。
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