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    公司動(dòng)態(tài)

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    改性PBT常見(jiàn)問(wèn)題及改善方法分析

    發(fā)布時(shí)間:2016/5/26 9:29:16

    聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有優(yōu)異的綜合性能,如結晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系數低、熱變形溫度高、電氣性質(zhì)佳、力學(xué)性能優(yōu)良、耐疲勞性、可以超聲波焊接等。但其缺口沖擊強度低、成型收縮率大、耐水解性差、易受鹵化烴侵蝕,經(jīng)玻纖增強后,因制品縱、橫向收縮率不一致易使制品發(fā)生翹曲。PBT憑借其優(yōu)良的綜合性能在電子電器、汽車(chē)工業(yè)、機械、儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應用。

      下面,簡(jiǎn)單的闡述了PBT改性中一些常見(jiàn)問(wèn)題的原因和改善方法。

     

    1. 缺口敏感性

      原因:

      PBT分子中的苯環(huán)和酯基形成大的共軛體系,減小了分子鏈的柔曲性,使分子剛性增加,并且極性酯基、羰基的存在使分子間作用力增大,分子剛性進(jìn)一步增強,從而韌性很差。

      解決方法:

      a) 聚合改性

      聚合改性就是通過(guò)共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)等手段在聚合過(guò)程中在PBT分子中引入新的柔性鏈段,使其具有良好的韌性。

      b) 共混改性

       共混改性就是將改性劑或高沖擊強度材料與PBT共混或復合,使其作為分散相分布在PBT基體中,利用兩組分的部分相容性或適當的界面黏結作用,提高PBT的缺口沖擊性能。如在PBT中添加反應性增容劑POE-g-GMA,通過(guò)GMA與PBT的端羧基的原位增容反應,加強界面作用力,以達到增韌效果。

     

    2. PBT薄壁制品需要更高的流動(dòng)性

     

     

      在電子電器、汽車(chē)電子工業(yè)領(lǐng)域,組件更薄是趨勢,這就要求材料需要更高的流動(dòng)性,才能以盡可能小的相應澆注器械的填充壓力或合模力來(lái)實(shí)現型模的填充。利用低黏度的熱塑性聚酯組合物也常常能實(shí)現更短的循環(huán)周期。另外,良好的流動(dòng)能力對于例如質(zhì)量分數超過(guò)40%的玻璃纖維和/或礦物質(zhì)的高填充熱塑性聚酯組合物來(lái)說(shuō)也是非常重要的。

      改善方法:

      1.選擇低分子量的PBT,但是分子質(zhì)量降低會(huì )影響機械性能。

      2.借助流動(dòng)促進(jìn)劑如硬脂酸酯或褐煤酸酯,可以改善PBT流動(dòng)性,但這類(lèi)低分子質(zhì)量酯會(huì )在產(chǎn)品加工和使用過(guò)程中滲出。

      3.對于需要增韌的PBT材料,增韌劑的加入一定會(huì )導致流動(dòng)性下降,故而需要選擇對流動(dòng)性影響更小的增韌劑。

      4.加入具有特定結構的同類(lèi)低分子聚酯,如CBT,CBT是一種具有大環(huán)寡聚酯結構的功能性樹(shù)脂,與PBT具有很好的相容性,極少的添加量,就可以大幅度提高樹(shù)脂的流動(dòng)性,而幾乎不影響力學(xué)性能。

      5.加入納米材料,理想分散的納米材料在PBT中起到一種類(lèi)似于內潤滑的作用,可以提高PBT的流動(dòng)性,但納米填料的分散是共混改性過(guò)程中的一大難點(diǎn)。

     

    3. 玻纖增強PBT材料容易翹曲

      原因:

      翹曲是材料不均勻收縮的結果。材料中組分的取向和結晶、注塑時(shí)采用不恰當的工藝條件、模具設 計時(shí)澆口形狀和位置不對、制品設計時(shí)壁厚厚薄不勻等都會(huì )造成制品的翹曲。PBT/GF復合材料的翹曲主要是玻纖在流動(dòng)方向上的定向限制了樹(shù)脂的收 縮,PBT在玻纖周?chē)恼T導結晶又強化了這種效果,使得制品的縱向(流動(dòng)方向)收縮小于橫向(與流動(dòng)方向垂直的方向),這種不均勻收縮便導致了PBT/GF復合材料的翹曲。

      解決方法:

      一是加入礦物,利用礦物填料的形狀對稱(chēng)性減輕玻纖取向造成的各向異性;

      二是加入非晶材料,降低PBT的結晶度,減少因結晶而造成的不均勻收縮,如加入ASA或者AS,但是它們與PBT相容性差,需要添加適當的相容劑;

      三是調整注塑工藝,如適當提高模具溫度,適當增加注塑周期。

     

    4. 玻纖增強PBT表面浮纖問(wèn)題

      原因:

      浮纖產(chǎn)生的原因比較復雜,簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),主要有以下幾個(gè)方面

      (a)PBT與玻纖相容性很差,導致二者無(wú)法有效的粘結在一起;

      (b)PBT與玻纖的粘度差異很大,導致二者在流動(dòng)過(guò)程中形成分離的趨勢,當分離作用大于粘合力時(shí)就會(huì )發(fā)生脫離,玻纖浮向外層而外漏;

      (c)剪切力的存在,既會(huì )導致局部粘度有差異,又會(huì )破壞玻纖表面的界面層熔體粘度愈小,界面層受損,玻璃纖維受到的粘結力也愈小,當粘度小到一定程度時(shí),玻璃纖維便會(huì )擺脫PBT樹(shù)脂基體的束縛,逐漸向表面累積而外露。

      (d)模具溫度影響。由于模具型面溫度較低,質(zhì)量輕冷凝快的玻璃纖維被瞬間凍結,若不能及時(shí)被熔體充分包圍,就會(huì )外露而形成“浮纖”。

      解決方法:

      1) 加入相容劑、分散劑和潤滑劑,改善浮纖問(wèn)題。如使用特殊表面處理的玻纖,或者加入相容劑(如:SOG,一種良流動(dòng)PBT改性相容劑,)通過(guò)“橋梁”的作用,增加PBT與玻纖的粘結力。

      2) 優(yōu)化成型工藝改善浮纖問(wèn)題。較高的注塑溫度和模具溫度,較大的注塑壓力和背壓,較快的注塑速度,較低的螺桿轉速,都可以一定程度改善浮纖問(wèn)題。

     

    5. 玻纖增強PBT注塑過(guò)程易產(chǎn)生較多的模垢

      原因:

      模垢產(chǎn)生是由材料的小分子含量過(guò)高或者材料的熱穩定性較差引起的。PBT由于其寡聚物和小分子殘留率通常在1%~3%,相對與其他材料容易產(chǎn)生模垢。而在引入玻纖以后,更加明顯。這將導致在連續加工過(guò)程中,需要定時(shí)清理模具,造成生產(chǎn)效率低下。

      解決方法:

      1) 減少小分子助劑的添加量(如潤滑劑、偶聯(lián)劑等),盡量選擇高分子助劑;

      2) 改善PBT的熱穩定性,減少加工過(guò)程中熱降解產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物;

      5. PBT耐熱水解性較差

     

      原因:

      影響PBT水解的主要因素是端羧基濃度。由于PBT含有酯鍵,在高于其玻璃化轉變溫度的溫度下置于水中會(huì )發(fā)生酯鍵斷裂,水解形成的酸性環(huán)境使水解加速反應,性能急劇下降。

      解決方法:

      一是添加水解穩定劑,如碳化二亞胺,水解穩定劑會(huì )消耗水解產(chǎn)生的羧基,減緩PBT的酸性水解速度,提高PBT樹(shù)脂的抗水解性。

      二是是通過(guò)添加封閉PBT端羧基的方法,降低端羧基濃度,提高PBT的抗水解性,如加入帶環(huán)氧官能團的助劑(如SAG系列, 一種苯乙烯-丙烯腈-GMA的無(wú)規共聚物),通過(guò)官能團GMA與PBT端羧基反應來(lái)封端,從而提高PBT的抗水解性。 (來(lái)源慧聰網(wǎng))

     
     
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