热塑性聚酯包括:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两类。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)

聚对苯二甲酸丁二醇酯为聚对苯二甲酸二甲酯与丁二醇的酯交换法或聚对苯二甲酸与丁二醇的直接酯化法而成的聚合物,英文简称PBT。

纯PBT的性能一般,但用玻璃纤维增强改性后,其力学和热学性能大为改善。其具体性能特点为:力学性能与PA及POM相似、摩擦系数小、自润滑性好、热稳定性和化学稳定性好、电绝缘性优异、刚性和硬度高、抗冲性好、尺寸稳定性高、加工性好、耐热性好、改性阻燃PBT可以做到离火自熄。

PBT主要用于电子电器、汽车、机械及仪器仪表等领域。我国65%用于电子电器、10%用于汽车;美国44.6%用于汽车、19.1%用于电子电器、8.9%用于仪器仪表;日本44.6%用于电子电器、29.7%用于汽车、25.7%用于机械和仪器仪表。

1、PBT的性能

纯PBT的力学性能和耐热性都不好,因而很少单独使用,用于工程塑料的PBT,80%以上都是改性品种。

(1)一般性能

PBT为结晶型热塑性树脂,、无味、无臭,相对密度为1.31,吸水率为0.07%,制品表面有光泽。

(2)力学性能

PBT经过玻璃纤维增强改性后的力学性能大幅提高,如拉伸强度可提高150%之多。PBT的耐蠕变性优异。力学性能受温度的影响比较小,高温下尺寸稳定性优良,可用于高温受力结构制件。

(3)热学性能

PBT经增强改性后的热变形温度可提高280%之多,在塑料中是增幅非常大的。在热塑性工程塑料中,增强PBT的线膨胀系数非常小。

(4)电学性能

PBT的电绝缘性能优良,增强改性后的介电强度高达23Kv/㎜。电绝缘性受温度和湿度的影响比较小,但受频率的影响较大。

(5)化学性能

PBT属酯类聚合物,不耐强酸、强碱及苯酚类化学试剂,耐油性好,对醇类、醚类、脂肪烃、高分子量酯类等稳定,对有机溶剂有很强的耐应力开裂性。

2、PBT的改性品种

PBT的改性品种为增强PBT,此外还有共混等改性品种。

(1)增强PBT

增强PBT的90%以上为玻璃纤维增强,增强后PBT在力学性能和热学性能两方面的改性效果突出,具体如前述。

(2)PBT合金

PBT/PET合金:改善PBT的翘曲及制品的表面光泽。

PBT/PC合金:改善耐热温度及冲击强度。

PBT/PU/PC合金:三者共混比例为50/25/25时,缺口冲击强度为850~1400J/m。

低翘曲PBT:采用滑石粉、云母及玻璃微珠等无机填料填充PBT,以改善翘曲性。

3、PBT的成型加工

(1)PBT的加工特性

PBT和增强PBT都具有良好的成型流动性,可制成薄壁制品。但PBT的流变曲线比较陡,成型温度范围比较窄,成型过程中对温度的要求比较严格,温度太高会溢料,温度太低会堵塞喷嘴。

PBT的结晶速度快,成型周期短。在流动方向的收缩率为0.25%,在垂直方向的收缩率为1%,两者相差悬殊。PBT是工程塑料中吸水率的品种之一,注塑前具体干燥条件为:120~130℃,3~5h,使含水量在0.02%以下。

PBT加工废料一般不单独使用,常以20%~30%的比例加入新料中。

(2)PBT容易加工,可用注塑及挤出方法成型,但以注塑为主。

4、PBT的应用范围

(1)电子电器

如连接器、开关、插座盖、断路器罩、显像管插座、数码管座、集成电路基座、线圈绕线管、变压器骨架及小型电动机罩盖等。

(2)汽车

目前用量不及PA、PC及POM多,主要用于保险杠、挡泥板、方向盘、汽车点火器、后转角格栅、发动机放热孔罩及电刷支架等。

(3)机械制造

齿轮、凸轮、传动轴及按钮等。

(4)仪器仪表

办公设备外壳、照相机零件及电表配件等。

在塑胶扎带的应用上,苏州维本工程塑料Wintone Z63材料,作为一款耐寒耐干、免水煮强韧型扎带专用工程塑料,与传统的尼龙材料相比,Z63材料具有更好的刚性和韧性、可以帮助解决PA66扎带拉力不稳定并且容易脆断的问题(特别是低温脆断的问题),Z63材料的吸水率只有尼龙66的六分之一,水份对Z63材料做的扎带的拉力影响很小,Z63材料注塑完就具备强韧的力学性能,无需水处理。

另外,Z63材料具有比PA66更优异的耐腐蚀性,Z63材料耐酸碱、耐盐、耐水解等各类化学溶剂,可以在海洋船舶、电镀槽等各种严苛的环境中工作。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

聚对苯二甲酸乙二醇酯为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物,俗称“涤纶”。英文简称PET。

目前,PET用于纤维和塑料制品基本各半,塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材;用作工程塑料正在迅速兴起,今后会有较大增长。

PET薄膜的突出优点是阻隔性、力学性能和韧性好;PET玻璃纤维增强改性后的特点是力学性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、刚性大、硬度大且尺寸稳定性好。增强PET在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强PBT,但加工性不及PBT。

1、PET的性能

(1)一般性能

PET树脂为乳白色半透明或无色透明体,相对密度1.38,透光率为90%。PET属于中等阻隔性材料,对O2的透过系数为50~90cm3·mm/(m2·d·MPa),对CO2的透过系数为180cm3·mm/(m2·d·MPa)。PET的吸水率为0.6%,吸水性较大。

(2)力学性能

PET膜的拉伸强度很高,可与铝箔媲美,是HDPE膜的9倍,是PC和PA膜的3倍。增强PET的蠕变性小、耐疲劳(好于增强PC和PA)、耐磨性和耐摩擦性良好。PET的力学性能受温度影响较小。

(3)热学性能

纯PET的耐热性能不高,但增强处理后大幅度提高,在180℃时的机械性能比PF层压板好,是增强的热塑性工程塑料中耐热较好的品种。PET的耐热老化性好,脆化温度为-70℃,在-30℃时仍具有韧性。PET不易燃烧,火焰呈黄色,有滴落。

(4)电学性能

PET虽为极性聚合物,但电绝缘性优良,在高频下仍能很好保持。PET的耐电晕性较差,不能用于高压绝缘;电绝缘性受温度和湿度影响,并以湿度的影响较大。

(5)环境性能

PET含有酯键,在高温和水蒸气的条件下不耐水、酸、及碱的作用。PET对有机溶剂如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类稳定,对一些氧化剂如过氧化氢、次氯酸钠及重铬酸钾等也有较高的抵抗性。PET耐候性优良,可长期用于户外。

2、PET的改性品种

(1)增强改性PET

主要用玻璃纤维,此外还可用碳纤维、硅纤维、硼纤维等。增强改性主要改善PET在高负荷下的耐热性、高温下的力学性能和尺寸稳定性。

(2)共混改性PET

PET/PBT:PET与PBT共混并加入0.5%滑石粉作为成核剂,共混物具有收缩率低、耐热、冲击性优良等性能。

PET/PC :改善制品的冲击强度,具体有PET/PC中加入少量马来酸酐接枝PE,或PET/PC/ABS三元共混并加入滑石粉为成核剂。

PET/PA:改善制品的冲击强度和尺寸稳定性,常在PET/PA共混体系中加入PP-MAH相容剂。

此外,还有PET/PE、PET/EPDM和PET/SBS,目的是为了改善冲击性能。

(3)结晶改性PET

结晶改性是为了加快结晶速度,常加入乙烯-甲基丙烯酸聚合物的钠盐、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚氧化乙烯、乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐、缩水甘油甲基丙烯酸酯、乙酰醋酸钠及聚己二酸二丁酯等。

3、PET的成型加工

(1)PET的加工特性

PET属极性聚合物,熔融温度和熔体粘度都较大;PET属非牛顿流体,粘度对温度的敏感性小而对剪切速率敏感性大。

PET吸水性大,加工前必须干燥处理,干燥条件为:130~150℃,3~4h。

PET的加工温度范围较窄一般为270~290℃,接近分解温度300℃,因此,加工中要注意温度不能太高。PET结晶速度慢,为了促进结晶,常采用高温模,模温为100~130℃。

PET成型收缩率较大,增强改性后可大大降低,但生产高精度制品时要进行后处理。后处理的条件为:130~140℃,1~2h。

(2)PET的加工方法

注塑:透明制品常采用热流道,螺杆长径比要大。

挤出:用于生产薄膜和片类制品。为改善制品的力学性能和光学性能,,常进行双向拉伸处理。

吹塑:用于生产PET瓶体,常用注-拉-吹方法成型,以保证拉伸改性效果。

4、PET的应用范围

PET除纤维之外主要用于薄膜和片材、瓶类及工程塑料三大类。

(1)薄膜和片材

主要用于包装材料,如食品、药品及无菌的卫生包装;纺织品、精密仪器、电子元件的包装;录音带、录像带、照相底片、电影胶片、磁盘、光盘、及磁卡等基材;电容器膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等。

(2)瓶类

PET瓶透明度高、阻隔性好,可用于保鲜包装材料。如啤酒、白酒、碳酸饮料、食用油、食品、调味品、药品、化妆品及保健食品等。

(3)工程塑料

PET的增强改性品种主要用于如下几个方面:

电子电器:连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳及继电器等。

汽车配件:配电盘罩、阀门、排气零件、分电器盖及小型电动机壳体等。

机械零件:齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机架框及钟表零件等。

拉链材料 :是继PA和POM之后的第三代拉链材料,可用于宽窄两种规格。

苏州维本Wintone Z63汽车接插件强韧、防脆断专用工程塑料,在接插件的应用上, Z63材料可以帮助解决传统的PBT和尼龙材料存在的以下问题:

1.PBT和PA66接插件的脆断问题,特别是有卡扣和铰链结构的接插件容易脆断的问题。

2.PA66接插件的拉拔力受水份的影响比较大的问题,Z63注塑汽车接插件,注塑完半天就具有强韧性和良好的拉拔力,不用水处理,同时Z63的吸水率只有PA66的六分之一,拉拔力不会受使用环境的湿度的影响。

3.PBT和PA66接插件在零下30摄氏度以下时,容易脆断的问题。Z63注塑接插件具有良好的耐低温性,不易脆断。

4.增韧后的PBT和PA66,解决了常温下的脆断问题,但同时会出现在60度到120度使用时,拉拔力下降厉害的问题。Z63注塑接插件可以在常温、低温和高温的使用环境下,都保持良好的拉拔力和强韧性。

5.在多PIN针的汽车接插件应用上,PBT和PA66注塑接插件会出现翘曲的问题,主要是因为材料的流动性不够好,需要比较大的压力和速度来注塑,内应力较大,所以翘起会比较明显。Z63材料具有非常优异的加工流动性,可以帮您解决翘曲的问题。

6.PBT的水口料添加到新料中注塑接插件时,容易变脆,这是因为PBT容易高温水解。Z63材料具有优异的耐高温水解性,水口料添加量高达35%时,对接插件的力学性能影响也非常小。