Stato della ricerca e applicazione della modifica delle materie plastiche ingegneristiche PBT

PBT È un tipo di poliestere saturo lineare cristallino ottenuto da acido tereftalico (PTA) o dimetil tereftalato (DMT) e 1,4-butandiolo (BDO) mediante reazione di policondensazione. Presenta buone proprietà meccaniche, la sua struttura molecolare simmetrica consente un impilamento compatto, un'elevata cristallinità e una rapida cristallizzazione a bassa temperatura. Con buone proprietà meccaniche, la sua struttura molecolare simmetrica consente un impilamento compatto, un'elevata cristallinità e una rapida cristallizzazione a bassa temperatura. La lavorazione dei componenti in PBT è facile da stampare a flusso e il tempo di ciclo di stampaggio è breve, riducendo i costi di produzione. Il PBT presenta inoltre una resistenza all'umidità, all'abrasione e all'olio, oltre ad altri vantaggi, e presenta anche un basso creep.

Poiché il PBT contiene parti cristalline e non cristalline, è facile modificarlo aggiungendo altre sostanze. Tuttavia, il PBT è anche facilmente infiammabile e il contatto con il refrigerante con piccole molecole può causare precipitazioni, mentre le proprietà dielettriche delle parti con pareti insufficientemente sottili sono soggette a deformazioni e altri difetti, limitandone l'ambito di applicazione. Per compensare le prestazioni insufficienti della resina PBT pura, sono state condotte alcune ricerche per modificarla.

1. Macchina per estrusione di materie plastiche tecniche PBT Stato attuale della ricerca sulle modifiche

Negli ultimi anni, le aziende interessate hanno sviluppato una varietà di applicazioni di nuove tecnologie e nuovi prodotti, utilizzando materie plastiche ingegneristiche PBT per applicazioni ad alte prestazioni, funzionali e diversificate. Per soddisfare le esigenze del settore industriale, il mercato le ha favorite attraverso la modifica per migliorare la funzionalità del PBT. Attualmente, la modifica della copolimerizzazione, la modifica del riempimento con materiali inorganici, la tecnologia dei nanocompositi, la modifica della miscelazione e altri metodi sono utilizzati principalmente in patria e all'estero per migliorare le prestazioni complessive del PBT. La ricerca sulla modifica dei materiali PBT si concentra principalmente su elevata resistenza, elevata resistenza alla fiamma, bassa deformazione, bassa precipitazione, basso dielettrico e così via.

Proprietà meccaniche

La resistenza alla trazione, alla flessione e al modulo elastico della resina PBT pura sono bassi, non trovano ampio utilizzo in campo industriale e necessitano di modifiche per migliorarne le proprietà meccaniche. La fibra di vetro offre i vantaggi di una facile applicabilità, un processo di riempimento semplice e un costo contenuto, ecc. L'aggiunta di fibra di vetro al PBT consente di sfruttare i vantaggi originali della resina PBT, migliorando significativamente la resistenza alla trazione, alla flessione e all'impatto con intaglio dei prodotti in PBT.

Oltre alla fibra di vetro, è possibile introdurre altre fibre per migliorare le proprietà meccaniche del PBT. Zeng Deming et al. hanno utilizzato il basalto tagliato a pezzi corti per migliorare la resina PBT; il basalto, grazie al suo ruolo di agente accoppiante, può essere più compatibile con il PBT, migliorando efficacemente le proprietà meccaniche dei compositi PBT.

Proprietà ignifughe

Il grado di combustione verticale delle macchine per la pellettizzazione di PBT puro può raggiungere solo il livello di HB, è facile da bruciare e brucia a goccia continua, la fiamma è facile da propagare, il suo utilizzo in automobili, elettrodomestici, tessuti e altri settori è limitato. I ritardanti di fiamma alogenati e non alogenati vengono spesso aggiunti al PBT per la modifica del ritardante di fiamma. I ritardanti di fiamma alogenati rilasciano fumi tossici contenenti alogenuro di idrogeno durante la combustione, dannosi per la salute umana e l'ambiente, e alcuni ritardanti di fiamma alogenati sono stati vietati nell'Unione Europea. La modifica del ritardante di fiamma del PBT utilizza principalmente ritardanti di fiamma al fosforo e ritardanti di fiamma inorganici.

Quando si utilizza una modifica ritardante di fiamma inorganica, l'aggiunta di una quantità eccessiva di ritardante di fiamma porterà a un calo delle proprietà meccaniche del materiale; tuttavia, il ritardante di fiamma al fosforo non presenta questo difetto e presenta basse emissioni di fumo, bassa tossicità ed elevate proprietà ritardanti di fiamma. I ritardanti di fiamma al fosforo sono solitamente sinergizzati con composti contenenti azoto per ottenere un sistema ritardante di fiamma più efficiente. I ritardanti di fiamma al fosforo nel processo di combustione generano anidride fosforica per favorire la carbonizzazione per disidratazione del combustibile; lo strato di carbonio può ridurre la conduzione del calore, ritardare o impedire la produzione di gas combustibili e, dopo il calore, l'anidride fosforica forma un materiale fuso che ricopre la superficie del materiale combustibile, impedendo il rilascio di gas combustibili.

Deformazione della curvatura

Lo scorrimento relativo molecolare del materiale PBT è facile, facile da orientare e cristallizzare, con conseguente notevole ritiro del materiale, che causa la deformazione per deformazione dei componenti in PBT, in particolare delle grandi parti a parete sottile. Per il PBT rinforzato con fibra di vetro, a causa dell'aggiunta di fibre di vetro con anisotropia, che determina diverse direzioni nello stampaggio a iniezione del materiale, il tasso di ritiro è diverso, aumentando la deformazione per deformazione dei componenti, non solo influenzando la qualità superficiale dei prodotti in plastica e le prestazioni di installazione, ma anche la resistenza della plastica.

Per la deformazione dei componenti in PBT, oltre a migliorare la forma dei componenti, la progettazione dello stampo e i parametri del processo di stampaggio possono anche essere modificati per rallentare la deformazione dei materiali in PBT. Negli ultimi anni, la deformazione dei materiali in PBT è stata migliorata principalmente dal riempimento inorganico e dalla miscelazione di oro. Il riempimento inorganico include il riempimento inorganico singolo e il riempimento combinato con fibra di vetro, e i materiali inorganici utilizzati per il riempimento includono principalmente talco, mica, wollastonite, perle di vetro, caolino, whiskers di solfato di calcio e così via.

Prestazioni delle precipitazioni

Poiché le materie prime in PBT non possono reagire completamente durante il processo di produzione, vengono generate piccole molecole, oligomeri, ecc. e i prodotti realizzati in PBT non modificato producono precipitazioni in determinate condizioni, che ne compromettono l'efficacia. Quando il PBT viene utilizzato nel silenziatore all'interno del compressore del frigorifero, nello scheletro della bobina del motore e nello scheletro isolante del condizionatore d'aria, ecc., a causa delle particolari condizioni di lavoro, la precipitazione di un gran numero di piccole molecole del refrigerante (freon, diclorodifluorodiclorometano) disciolte nel tubo del refrigerante può facilmente ostruire il tubo di refrigerazione, causandone il guasto.

Il PBT precipita principalmente lo zwitterione a piccola molecola della resina stessa e una piccola quantità di additivi in ​​esso contenuti. L'uso di fibra di vetro e resina ad alta viscosità, caricata con una certa quantità di adsorbente, può ridurre la quantità di precipitazione del PBT. Attualmente, la principale forma di adsorbimento di materiale poroso inorganico e l'aggiunta di agente bloccante, estensore di catena, 1,4 cicloesandimetanolo (CHDM) e altri metodi chimici per la modifica della precipitazione del PBT.

Proprietà dielettriche

Nei materiali PBT utilizzati nei circuiti integrati, nella schermatura elettromagnetica e in altri campi di applicazione, le proprietà dielettriche, la velocità di trasmissione del segnale, la perdita di segnale e così via svolgono un ruolo importante. Negli ultimi anni, le proprietà dielettriche dei materiali isolanti hanno imposto requisiti più severi, con requisiti per la costante dielettrica della resina isolante che non superano 2.8. Sebbene le proprietà dielettriche dei materiali PBT puri non possano soddisfare i requisiti delle comunicazioni, lo sviluppo di materiali PBT con una bassa costante dielettrica e una bassa perdita dielettrica è di grande importanza.

Attualmente, le proprietà dielettriche del PBT vengono modificate principalmente mediante riempimento e miscelazione di copolimeri a bassa costante dielettrica; i riempitivi comunemente utilizzati sono polvere di politetrafluoroetilene e perle di vetro cave. Anche i nanotubi di carbonio hanno un certo effetto positivo sulle proprietà dielettriche dei materiali PBT, ma l'aggiunta di un contenuto troppo elevato di costante dielettrica del materiale aumenta le perdite dielettriche.

Con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici, i requisiti di rigidità dielettrica del materiale di connessione per la trasmissione ad alta tensione sono diventati più elevati. Sebbene il PBT abbia una buona resistenza all'arco elettrico e sia facile da realizzare con stampaggio ad alta velocità, la bassa rigidità dielettrica non è realizzabile nei veicoli elettrici per la trasmissione ad alta tensione. Attraverso la classe conduttrice o il riempitivo ceramico, le proprietà dielettriche del PBT sono state modificate per migliorare la rigidità dielettrica del materiale e garantire la sicurezza dei veicoli elettrici.