PBT物性特別要注意這種材料變脆問題(因?yàn)槲矣挟a(chǎn)品遇到過這方面的問題很頭痛的).doc

1、pbt注塑加工與運(yùn)用(2009/10/18 pbt學(xué)名全稱是聚對(duì)苯二甲酸丁二酯,俗稱熱塑性聚脂.具有良好的綜合性能,例如:沖擊強(qiáng)度、耐高 溫、電絕緣性好、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)品、耐老化、摩擦系數(shù)小、耐磨等.廣泛用于制造機(jī)械零件、電子電器產(chǎn)品配件、汽車零配件等. pbt是聚對(duì)苯二甲酸與1,4-丁二醇聚合而成,其分子鏈主鏈由具有剛性的苯環(huán)和柔性的脂肪醇聯(lián)結(jié) 起來的飽和線性分子組成,分子的高度幾何規(guī)則性和剛性部分,使聚合物具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、突出 的耐化學(xué)品、耐熱性和良好的電性能.分子中沒有側(cè)鏈,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,從而使pbt具有高度的結(jié)晶性和高熔點(diǎn).這決定了pbt制品具有良好的綜合性能,優(yōu)于pom、pa、pc

2、等工程塑料. 一.pbt的性能 1.物體性能 pbt呈乳白色或淡黃色，無毒、無味、密度為1.31g/cm3 , 加入30%玻璃纖維增強(qiáng)后的pbt密度為1.53 g/cm3. 2.機(jī)械性能 pbt具有良好的沖擊韌性,玻纖增強(qiáng)后,其各種機(jī)械性能成倍增加,在同等條件下比pom、pc、ppo的各種強(qiáng)度都好.但缺口沖擊強(qiáng)度較差.玻纖增強(qiáng)pbt的機(jī)械性能隨溫度升高而下降,但在較高的溫度下仍保持較高的強(qiáng)度;在不同溫度下,具有優(yōu)良的耐蠕變性,并且?guī)缀醪浑S受力時(shí)間而變化.pbt的耐疲勞性能比增強(qiáng)pa、pc好. 3.熱性能 因pbt是結(jié)晶型聚合物,所以具有明顯的熔點(diǎn),一般為225,加工溫度超過270后,物料開始分

3、解、變色.pbt的玻璃化溫度較低,一般為30,結(jié)晶較快;pbt的熱變形溫度為60,玻纖增強(qiáng)后明顯增加,加入30%玻纖增強(qiáng)的pbt的熱變形溫度是200-210,可以在140左右的條件下長期使用. 4.電性能 由于pbt的分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱并幾何規(guī)則性,所以具有十分優(yōu)異的電性能、較高的電阻率和介電強(qiáng)度,使pbt在高溫和惡劣的環(huán)境中安全工作,比pa和其它增強(qiáng)塑料要好. 5.耐化學(xué)性能 pbt的耐化學(xué)試劑性能比pc、ppo、聚硯等優(yōu)越，常溫下幾乎能耐除強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外的其他化學(xué)試劑. 6.耐老化、耐應(yīng)力開裂性 pbt的內(nèi)應(yīng)力小，耐應(yīng)力開裂性優(yōu)良，在乙二醇變壓器油中（90）浸5h，未發(fā)生應(yīng)力開裂，而pc和聚硯不到

4、1h就發(fā)生龜裂.pbt的耐老化性能也相當(dāng)突出,在長時(shí)間暴露于高溫條件下,其各種機(jī)械性能變化不大;而pom在同等條件下250h后,拉伸強(qiáng)度會(huì)急劇下降.pbt的耐濕熱性較差,不耐熱水和蒸氣,當(dāng)pbt長時(shí)間浸泡在高溫?zé)崴?其大分子會(huì)發(fā)生水解,導(dǎo)致分子量下降,性能也隨之下降;但在80以下的熱水中,其性能不受影響.pbt可以在低于60的熱水中長期連續(xù)使用. 7.摩擦與磨耗性 pbt的摩擦系數(shù)很小,與pom差不多,其磨耗量比pc、pom小得多，加入玻纖增強(qiáng)后的pbt其磨耗量增加. 8.加工性能 1)pbt具有一定的吸水性,加工前需干燥. 2)pbt屬高結(jié)晶聚合物,有明顯的熔點(diǎn),一般為225,溫度一旦超過

5、熔點(diǎn),物料就開始熔融,黏度迅速下降,但當(dāng)溫度超過270物料便開始分解,所以pbt的加工溫度為230-260. 3)pbt的玻璃化溫度為30,結(jié)晶容易且結(jié)晶速度快,模具溫度在60左右便能充分結(jié)晶. 4)pbt屬溫度敏感型聚合物,溫度對(duì)黏度影響較大,且黏度較低,即使加入30%玻纖增強(qiáng)pbt在成形加工溫度下的熔體黏度與標(biāo)準(zhǔn)注塑級(jí)的pom相當(dāng) 5)二次加工性能良好,可采用車、銑、磨、刨、銼、鉆、拋光等方法進(jìn)行二次加工. 二.成形設(shè)備及模具 1.注塑機(jī)的選用 a. 注射量 pbt在料管溫度超過280、停留時(shí)間長會(huì)分解,從而影響制品的性能和質(zhì)量.因此,根據(jù)制品的質(zhì)量在選擇合適的注射量,不宜選用注射量超出過

6、多的注塑機(jī),避免物料在料管停留時(shí)間過長而分解. b. 螺桿 雖然pbt的成形加工困難,但是一般的螺桿還是能滿足其加工要求，在注射量滿足的前提下，盡量采用小直徑規(guī)格螺桿的機(jī)型,過膠頭、過膠圈、過膠墊圈均可采用普通型.工業(yè)生產(chǎn)中多數(shù)pbt制品采用玻纖增強(qiáng)pbt,有的高達(dá)30%,這些玻纖對(duì)零件的磨損較大,為了增強(qiáng)這些零件的耐摩性,需要采用表面電鍍硬鉻的螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈. c. 射嘴 由于pbt在熔融狀態(tài)下黏度較低,流動(dòng)性較好,為避免物料流涎,可以采用自鎖式射嘴;但對(duì)于表面光澤度要求較高的白色制品,一般料溫較高則需采用開放式射嘴,避免物料在射嘴內(nèi)局部滯留而分解,影響制品的質(zhì)量. 2.產(chǎn)品

7、造型與模具設(shè)計(jì) a.產(chǎn)品造型 由于pbt熔體黏度較低,流動(dòng)性較好,加入玻纖增強(qiáng)后也比其它增強(qiáng)塑料具有較好的流動(dòng)性.當(dāng)熔體在250-270時(shí),熔體充模較容易,不需很大的射壓,故產(chǎn)品可設(shè)計(jì)成較薄的制品.又因pbt較易分解,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),制品厚度盡量均勻,過渡位要盡可能采用平滑圓弧過渡,避免死角位. b. 脫模斜度 pbt是結(jié)晶型聚合物,收縮率偏大.模具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮到脫模,其斜度可選擇1-2. c.流道 pbt對(duì)銳角、缺口比較敏感，流道設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免死角位，以免溶料流經(jīng)流道時(shí)因局部剪切過量而引起降解或滯料，導(dǎo)致制品質(zhì)量受影響，流道截面應(yīng)取較大值. d.澆口 1).由于pbt是結(jié)晶型聚合物,當(dāng)加

8、入玻纖增強(qiáng)后,玻纖具有取向性,制品成形收縮率具有各向異性的趨勢,流動(dòng)方向上的收縮較小為0.25%,而與流動(dòng)方向垂直的方向上的收縮率為1.0%.因此,模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口的位置影響制品的尺寸,應(yīng)考慮制品在不同向的收縮率.pbt的垂直度一定是大于其流動(dòng)性. 2).澆口的尺寸應(yīng)采用口徑粗、流程短，澆口過小或流程過長會(huì)因剪切過量生熱而引起物料降解，影響制品的質(zhì)量. e. 排氣 因?yàn)閜bt容易出現(xiàn)熱降解,模具必須具有良好的排氣性能,否則物料充模時(shí)會(huì)包裹空氣,壓縮生熱導(dǎo)致物料升溫而降解,甚至焦化,會(huì)在制品表面出現(xiàn)黑紋.排氣孔或排氣槽的開設(shè)應(yīng)按實(shí)際需要而又不影響制品的外觀.一般排氣孔上午直徑為0.5-0.8mm

9、,排氣槽的厚度為0.3-0.6mm,寬度為3-6mm. f.模腔的表面處理 由于工業(yè)生產(chǎn)中,pbt制品大多數(shù)是加入玻纖增強(qiáng)和阻燃的,對(duì)模具型腔表面有一定的磨損和腐蝕.因此,模腔表面必須進(jìn)行處理,如鍍鉻、淬火、拋光等，以確保模具的壽命. 三.成形工藝 1.原材料的準(zhǔn)備 因pbt中含有酯鏈有吸濕傾向,吸水率一般為0.2-0.3%,在吸濕狀態(tài)下受熱,酯鏈會(huì)發(fā)生水解,從而使物料降解;所以成形前需進(jìn)行干燥,使水分含量達(dá)到0.02%以下,干燥溫度為110-130,時(shí)間4h左右.如果干燥溫度過高或時(shí)間過長,材料中的水分也不會(huì)有明顯的變化,反而會(huì)因?yàn)槭軣釡囟冗^高或時(shí)間過長 而變質(zhì). 2.料管溫度 由于pbt具

10、有明顯的熔點(diǎn),一般為225,分解溫度270.因此,料管溫度適宜在230-260.對(duì)于阻燃pbt玻纖增強(qiáng)pbt,料管溫度可相應(yīng)增加10，溫度太低不能充分熔融,流動(dòng)性差；溫度過高容易出現(xiàn)降解或分解,導(dǎo)致制品變脆、變色.因此,pbt的成形加工必須嚴(yán)格控制料溫. 3.注射壓力 由于pbt在加工溫度范圍內(nèi)的流動(dòng)性較好,所以注射壓力不需太高,具體視制品的形狀及其質(zhì)量要求而定. 4.注射速度 由于pbt對(duì)熱降解較敏感,因此選擇注射速度時(shí)要注意,盡量不要太高速,以免物料充模時(shí)因剪切速率太大生熱而降解. 5.螺桿轉(zhuǎn)速 對(duì)于pbt的塑化,既要保證充分塑化,又要避免剪切過量,螺桿轉(zhuǎn)速太低,塑化不良;轉(zhuǎn)速太高,剪切過

11、量.因此,采用中等轉(zhuǎn)速. 6.背壓 在注塑參數(shù)中,背壓影響塑化和排氣.在干燥不足時(shí),制品有缺陷,可適當(dāng)提高背壓,加強(qiáng)排氣;在材料充分干燥前提下,盡量采用較低的背壓,以免物料受過量剪切而降解. 7.模具溫度 pbt是結(jié)晶型聚合物,結(jié)晶溫度40-190,結(jié)晶溫度低、結(jié)晶容易、結(jié)晶速率快，在較低的模溫下也能充分結(jié)晶.模溫低,成形周期短,但制品易變形;模溫高,收縮率大.因此,模具溫度一般選擇為:未增強(qiáng)pbt(60-70),增強(qiáng)pbt(70-80);對(duì)于尺寸精度要求較高的制品,模溫的變化波幅應(yīng)小于4,否則影響制品的尺寸穩(wěn)定性. 8.成形周期 成形周期取決于制品的厚度、形狀、模溫和質(zhì)量要求.對(duì)于薄壁制品充

12、模要快,冷卻也較快,所以注射時(shí)間、冷卻時(shí)間、保壓時(shí)間短,成形周期也較短.對(duì)于厚制品需采用較長的注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間和較高的模溫,所以成形周期較長. 9.制品的后處理 對(duì)于尺寸精度要求較高的制品,制品取出后放在170的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱中2-3h處理,以消除內(nèi)應(yīng)力. 10.滯留時(shí)間 由于pbt對(duì)熱降解很敏感,在高溫下有時(shí)停留10分鐘,物料就會(huì)出現(xiàn)變色,如需長時(shí)間停止操作,應(yīng)將料管內(nèi)的材料排出,并將料管溫度降低至170以下. 11.停機(jī)處理 對(duì)于白色或配色的pbt制品,生產(chǎn)過程中,若需停機(jī)過一段時(shí)間在生產(chǎn),必須將料管內(nèi)的余料射出,并用pp或pe清洗料管,盡量不要讓pbt料留在料管內(nèi),以免下次開機(jī)加熱時(shí),物料受熱時(shí)間過長而分解或變色,影響生產(chǎn)順利進(jìn)行. 11.變脆 原因: (1)熔料溫度過