Status penelitian dan aplikasi modifikasi plastik rekayasa PBT

PBT adalah sejenis poliester jenuh linier kristal yang terbuat dari asam tereftalat (PTA) atau dimetil tereftalat (DMT) dan 1,4-butanediol (BDO) melalui reaksi polikondensasi, dengan sifat mekanik yang baik, struktur molekul simetrisnya dapat mewujudkan penumpukan yang rapat, dengan kristalinitas tinggi, dapat dengan cepat mengkristal pada suhu rendah. Dengan sifat mekanik yang baik, struktur molekul simetrisnya untuk mencapai penumpukan yang rapat, dengan kristalinitas tinggi, pada suhu rendah dapat dengan cepat mengkristal. Pemrosesan komponen PBT mudah untuk pencetakan aliran dan waktu siklus pencetakan pendek, dapat mengurangi biaya produksi, dan PBT memiliki keunggulan tahan lembab, tahan abrasi, tahan minyak dan lainnya, creep juga kecil.

Karena PBT mengandung bagian kristal dan non-kristal, mudah dimodifikasi dengan menambahkan zat lain. Namun, PBT juga mudah terbakar, dan kontak zat pendingin dengan molekul kecil menyebabkan presipitasi, sifat dielektrik bagian berdinding tipis yang tidak mencukupi yang rentan terhadap lengkungan dan cacat lainnya, sehingga membatasi ruang lingkup penerapannya. Untuk menutupi kekurangan kinerja resin PBT murni, resin PBT telah melalui beberapa penelitian modifikasi.

1. Mesin ekstrusi plastik rekayasa PBT Status penelitian modifikasi saat ini

Dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan terkait mengembangkan berbagai aplikasi teknologi baru dan produk baru, plastik rekayasa PBT ke arah yang berkinerja tinggi, fungsional, dan beragam. Untuk kebutuhan bidang industri, melalui modifikasi untuk meningkatkan fungsionalitas PBT, disukai oleh pasar. Saat ini, modifikasi kopolimerisasi, modifikasi pengisian bahan anorganik, teknologi nanokomposit, modifikasi pencampuran dan metode lainnya terutama digunakan di dalam dan luar negeri untuk meningkatkan kinerja komprehensif PBT. Penelitian tentang modifikasi bahan PBT terutama berfokus pada kekuatan tinggi, ketahanan api tinggi, kelengkungan rendah, presipitasi rendah, dielektrik rendah dan sebagainya.

Peralatan mekanis

Kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan modulus lentur resin PBT murni rendah, tidak dapat digunakan secara luas di bidang industri, perlu dimodifikasi untuk meningkatkan sifat mekanis. Serat kaca memiliki keunggulan penerapan yang kuat, proses pengisian yang sederhana, dan biaya rendah, dll. Penambahan serat kaca ke PBT memungkinkan keunggulan asli resin PBT untuk digunakan, dan kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan kekuatan impak berlekuk dari produk PBT telah ditingkatkan secara signifikan.

Selain serat kaca, serat lain dapat ditambahkan untuk meningkatkan sifat mekanis PBT. Zeng Deming dkk. menggunakan basalt pintas untuk meningkatkan resin PBT, setelah peran agen penggandeng basalt dapat lebih kompatibel dengan PBT, secara efektif meningkatkan sifat mekanis komposit PBT.

Sifat tahan api

Mesin pelet PBT murni dengan tingkat pembakaran vertikal hanya dapat mencapai level HB, mudah terbakar dan terbakar terus menerus, api mudah menyebar, aplikasinya dalam otomotif, peralatan elektronik, tekstil, dan aspek lainnya terbatas. Penghambat api terhalogenasi dan penghambat api non-halogenasi sering ditambahkan ke PBT untuk modifikasi penghambat api. Penghambat api terhalogenasi melepaskan asap beracun yang mengandung hidrogen halida saat terbakar, yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan ekologis, dan beberapa penghambat api terhalogenasi telah dilarang di Uni Eropa. Modifikasi penghambat api PBT terutama menggunakan penghambat api fosfor dan penghambat api anorganik.

Saat menggunakan modifikasi penghambat api anorganik, penambahan terlalu banyak konten akan menyebabkan penurunan sifat mekanis material; tetapi penghambat api fosfor tidak memiliki cacat ini, dan memiliki asap rendah, toksisitas rendah, sifat penghambat api tinggi. Penghambat api fosfor biasanya disinergikan dengan senyawa yang mengandung nitrogen untuk mencapai sistem penghambat api yang lebih efisien. Penghambat api fosfor dalam proses pembakaran menghasilkan anhidrida fosfat untuk membuat karbonisasi dehidrasi yang mudah terbakar, lapisan karbon dapat mengurangi konduksi panas, menunda atau mencegah produksi gas yang mudah terbakar, dan anhidrida fosfat setelah panas membentuk bahan cair yang menutupi permukaan bahan yang mudah terbakar, menghalangi pelepasan gas yang mudah terbakar.

Deformasi lengkung

Bahan PBT mudah mengalami slip molekular, mudah diorientasikan, dan mudah mengalami kristalisasi, sehingga mengakibatkan penyusutan material yang besar, yang menyebabkan deformasi lengkung pada komponen PBT, terutama komponen berdinding tipis yang besar. Untuk PBT yang diperkuat serat kaca, karena penambahan serat kaca dengan anisotropi, mengakibatkan laju penyusutan material yang berbeda-beda pada pencetakan injeksi, sehingga meningkatkan deformasi lengkung komponen, yang tidak hanya memengaruhi kualitas permukaan produk plastik dan kinerja pemasangan, tetapi juga memengaruhi kekuatan plastik.

Untuk pelintiran komponen PBT, selain memperbaiki bentuk komponen, desain cetakan, dan parameter proses pencetakan, juga dapat dimodifikasi untuk memperlambat deformasi pelintiran material PBT. Dalam beberapa tahun terakhir, deformasi pelintiran material PBT terutama ditingkatkan dengan pengisian anorganik dan pencampuran emas. Pengisian anorganik meliputi pengisian anorganik tunggal dan pengisian gabungan dengan serat kaca, dan material anorganik yang digunakan untuk pengisian terutama meliputi bedak, mika, wollastonit, manik-manik kaca, kaolin, kumis kalsium sulfat, dan sebagainya.

Kinerja presipitasi

Karena bahan baku dari material PBT tidak dapat bereaksi sepenuhnya selama proses produksi, molekul kecil, oligomer, dll. dihasilkan, dan produk yang terbuat dari material PBT yang tidak dimodifikasi menghasilkan presipitasi dalam kondisi tertentu, yang memengaruhi efektivitas komponen. Ketika material PBT digunakan dalam peredam di dalam kompresor kulkas, rangka kumparan motor dan rangka isolasi AC, dll., karena kondisi kerja khusus, presipitasi sejumlah besar molekul kecil dalam refrigeran (Freon, diklorodifluorodiklorometana) yang terlarut dalam tabung refrigeran mudah menyumbat tabung refrigerasi, sehingga terjadi kegagalan refrigerasi.

PBT mengendapkan terutama zwitterion molekul kecil dari resin itu sendiri dan sejumlah kecil zat aditif yang terkandung di dalamnya. Penggunaan serat kaca dan resin viskositas tinggi, yang diisi dengan sejumlah adsorben dapat mengurangi jumlah presipitasi PBT. Saat ini, bentuk adsorpsi bahan berpori anorganik utama dan penambahan agen pemblokiran, pemanjang rantai, 1,4 sikloheksanedimetanol (CHDM) dan metode kimia lainnya untuk modifikasi presipitasi PBT.

Sifat dielektrik

Bahan PBT dalam sirkuit terpadu dan pelindung elektromagnetik serta bidang aplikasi lainnya, sifat dielektrik dari kecepatan transmisi sinyal, kehilangan sinyal dan sebagainya memainkan peran penting. Dalam beberapa tahun terakhir, sifat dielektrik bahan isolasi mengajukan persyaratan yang lebih ketat, persyaratan konstanta dielektrik bahan resin isolasi tidak melebihi 2.8. Sementara sifat dielektrik bahan PBT murni tidak dapat memenuhi persyaratan komunikasi, pengembangan konstanta dielektrik rendah, kehilangan dielektrik rendah dari bahan PBT sangat penting.

Saat ini, sifat dielektrik PBT sebagian besar dimodifikasi dengan mengisi dan mencampur kopolimer dengan konstanta dielektrik rendah, dan pengisi yang umum digunakan adalah bubuk politetrafluoroetilen dan manik-manik kaca berongga. Karbon nanotube juga memiliki efek positif tertentu pada sifat dielektrik bahan PBT, tetapi penambahan kandungan konstanta dielektrik bahan yang terlalu tinggi dan kehilangan dielektrik meningkat.

Dengan pesatnya perkembangan kendaraan listrik, persyaratan kekuatan dielektrik material konektor transmisi tegangan tinggi menjadi lebih tinggi, meskipun resistansi busur PBT baik, mudah untuk mewujudkan pencetakan berkecepatan tinggi tetapi kekuatan dielektriknya rendah, tidak dapat diwujudkan dalam kendaraan listrik untuk transmisi tegangan tinggi. Melalui kelas konduktor atau pengisi keramik pada sifat dielektrik PBT modifikasi untuk meningkatkan kekuatan dielektrik material guna memastikan keamanan kendaraan listrik.