随着PBT树脂用量的增加,PBT材料的阻燃性差、热变形温度不足、缺口冲击强度不足等缺陷越来越明显。为了弥补纯PBT树脂的不足,拓宽其应用领域,相关人员不断对其进行改性。目前国内PBT改性产品有三种:玻璃纤维增强、阻燃改性、共混金改性。首先,加强修改
在PBT中加入玻璃纤维,与PBT树脂有很好的结合力。PBT树脂中加入一定量的玻璃纤维后,既能保持PBT树脂原有的耐化学性、加工性等优点,又能大大提高其力学性能,克服PBT树脂的缺口敏感性。
表聚对苯二甲酸丁二醇酯玻璃纤维增强树脂的性能对比
性能力
聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate的缩写)
标准树脂
15%绿色荧光增强
30%绿色荧光增强
相对密度
1.31
1.39
1.52
拉伸强度/MPa
53~55
98
132~137
弯曲强度/MPa
85~96
147
186~196
抗压强度/MPa
88
108
118~127
线膨胀系数/(10-5/K)
9.4
五
2.0~2.5
没有差距
3.175毫米
23℃
连续地
490
637~686
-40℃
连续地
-
372
有差距
12.7毫米
23℃
49~59
59
78~98
-40℃
四十四
-
64
HDT/℃
0.45兆帕
154
200
215~220
1.82兆帕
58~60
190
205~212
这些产品主要用于汽车、电子、电动工具,玻璃纤维比例不同,应用领域也不同。下面举两个例子。
应用于黑水晶炉盖的照片玻璃纤维增强PBT材料
图玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料应用于键盘
第二,阻燃改性
PBT是一种结晶芳香族聚酯。如果不添加阻燃剂,其阻燃性为UL94HB级。加入阻燃剂才能达到UL94V0等级。
常用的阻燃剂有溴化物、Sb2O3、磷化物、氯化物等卤素阻燃剂,十溴二苯醚是最常见的阻燃剂,一直是PBT的主要阻燃剂。然而,由于环境原因,欧洲国家早就禁止使用十溴二苯醚,所有缔约方都在寻找其替代品,但一直没有比十溴二苯醚具有性能优势的替代品。
然而,无卤阻燃技术作为一种趋势,近年来受到了各大公司的重视。与现有的卤素PBT相比,它具有密度小、电性能优异、力学性能与现有材料相同的特点。然而,由于缺乏经济实用的替代品,含卤阻燃产品在市场上仍然占据主导地位。
光阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯在装药枪中的应用
3.混合金的改性
PBT与其他聚合物共混的主要目的是提高缺口冲击强度,改善成型过程中收缩引起的翘曲,提高耐热性。
国内外广泛采用共混法对其进行改性。用于共混改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合物主要有聚碳酸酯、聚酯等。这些产品主要用于汽车、电子、电动工具,玻璃纤维比例不同,应用领域也不同。
1.聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金
优点:聚碳酸酯(PC)性能优异,在高于PC玻璃化转变温度150℃的条件下,可以与PBT以任意比例熔融共混。共混聚碳酸酯/铅合金不仅可以克服聚碳酸酯成型加工性和耐磨性的缺点,还可以弥补聚碳酸酯缺口冲击强度、抗冲击性和耐热性的缺点。
缺点:PBT为晶态聚合物,PC为非晶态聚合物,它们的合金为典型的非晶态和晶态共混体系,共混改性时容易发生相分离,导致界面附着力差,相容性差。
因此在共混过程中会加入一定量的增容剂,破坏PBT结晶,提高体系相容性。同时,为了进一步提高PC/PBT合金的韧性和强度,在共混过程中也会加入一定量的增韧剂和玻璃纤维。
图应用于加油盖板的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料
2.聚酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金
优点:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PBT的溶解度参数相似,化学结构相似,两者混合体系相容性好,只有一个玻璃化转变温度Tg。
缺点:PBT和PET共混时,会发生化学反应生成嵌段共聚物,后期容易通过酯交换反应生成无规共聚物,降低聚合物的分子量和力学性能,最终影响合金质量。
因此,可以在共混体系中加入一定量的扩链剂,与两者的羧基发生酯化反应,PBT和PET可以连接形成PBT-PET、PET-PET或PBT-PBT嵌段共聚物,可以在短时间内提高体系的相对分子量和特性粘度。最终得到的聚酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金具有强度高、刚性好、热变形温度高、尺寸稳定性好、表面光泽度好等优异性能。
图汽车照明环用PBT/PET合金材料
3.将聚对苯二甲酸丁二醇酯与其他聚合物混合
除了上述材料,还有一些增容效果更好的材料,如PU、PP、ABS、SBS、EPDM、POE、ASA、EVA、弹性体等。也有人尝试熔融共混PBT,并且一些可生物降解的生物树脂PBS、PCL和PBT可以共混制备具有环保功能的PBT合金。
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