PBT三大改性方向——物理/擴鏈/共混

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PBT樹脂為結(jié)晶形，熔點225℃左右，相對密度1.32g/cm3，具有優(yōu)良的力學性能，有自潤滑性和耐磨性，摩擦系數(shù)低，耐熱、耐候性好，電性能優(yōu)良、耐電弧性好；抗化學藥品性好，與醇、醚、脂肪烴、酸和鹽的水溶液等不起作用，但不耐強酸和強堿?；貜?fù)“PBT"，查詢更多相關(guān)文章

但PBT也存在的一些缺點：

1.缺口沖擊強度低

2.阻燃性能不高

3.HDT較低

4.高溫下尺寸穩(wěn)定性差

5.具有各向異性等

由于純PBT存在這些不足，從而限制了其應(yīng)用的領(lǐng)域，所以一般為了擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，通過纖維增強、無機填料填充、阻燃、化學擴鏈、和共混等改性方法加以克服其缺點。

圖：改性增強阻燃PBT粒子

一、物理改性

1.GF增強（玻纖增強）

在改性PBT中，有超過97%是用玻纖增強的，經(jīng)過玻纖改性的的PBT性能突出：

1.耐熱性優(yōu)良，長期使用溫度120℃，短期使用達200℃；

2.機械強度高，在長時間負荷下變形小；

3.吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好，耐摩擦磨耗優(yōu)良

但加入玻纖也容易造成這些缺點：各向異性，制品翹曲變形。

解決辦法及應(yīng)用：采用無機礦物與GF復(fù)合改性，或加入其它聚合物改性，廣泛應(yīng)用于機械、電子電氣、汽車工業(yè)和家用電器等領(lǐng)域。（對于翹曲問題可以點擊藍色鏈接→三招輕松解決無鹵阻燃玻纖增強PBT翹曲問題）

表1：PBT玻纖增強樹脂對比性能

2.填充改性

加入無機填料，無機礦物質(zhì)、礦體和玻纖的復(fù)合體改善PBT樹脂的流動性、產(chǎn)品的翹曲性，表面性質(zhì)等?；貜?fù)“PBT"，查詢更多相關(guān)文章

應(yīng)用：可作為管材、家用器皿、儀器殼體、浴室用品（如水池、浴缸）等使用。

3.阻燃改性

PBT是結(jié)晶性芳香族聚酯，本身具有一定的阻燃性，阻燃級別HB，但這遠遠達不到使用的要求：V0級別。所以，常加入阻燃劑進行阻燃改性。常用的阻燃劑有溴化物（如十溴聯(lián)苯醚）、Sb2O3、磷化物及氯化物等。目前，鹵素阻燃劑逐漸被取代，以無鹵阻燃劑為主要方向。阻燃PBT主要應(yīng)用在：繼電器、電子表外殼、照相機零件、塑料節(jié)能燈頭、等

圖：無鹵阻燃PBT應(yīng)用在繼電器上（圖：源于順炎新材料）

二、化學擴鏈改性

目的：增加鏈段長度，使PBT的分子量↗，端羧基含量↘，水解穩(wěn)定性↗，熔體粘度↗

原因：PBT樹脂的端基含有羧基和羥基，擴鏈劑能與其端基反應(yīng)。

如2,2-雙(2-噁唑啉)類化合物<羧基>、對苯二甲酰月內(nèi)二胺(羥基>、碳化二亞胺低聚物<羧基>、1,3-亞苯基雙(2-噁唑啉)<羧基>等。

擴鏈方式：縮合型、羧基加成型、羥基加成型、羧羥基同時加成型。

應(yīng)用：用于電纜、光纜包覆材料?；貜?fù)“PBT"，查詢更多相關(guān)文章

圖：阻燃增強PBT應(yīng)用在電源插頭

三、共混改性

PBT與其它聚合物共混的主要目的：提高缺口沖擊強度，改善成型加工收縮造成的翹曲變形，提高耐熱水性能。

1.PBT/ABS共混

為了改善PBT缺口沖擊強度低、HDT較低、高溫下尺寸穩(wěn)定性差的問題。可以加入ABS與PBT共混，這樣可以大大提高PBT的室溫缺口沖擊性能(50J/m→600J/m)，降低其脆韌轉(zhuǎn)變溫度，使共混物保持良好的拉伸性能和熱性能、耐化學藥品性能。

注：PBT/ABS共混物不相容，所得共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，嚴重影響共混物的性能。所以對該二元體系進行增容反應(yīng)，顯得尤為重要。

反應(yīng)增容后，能改善力學性能(拉伸模量和屈服強度↘，斷裂伸長率)和加工性能(對加工條件依賴程度)。

尋找相容劑的目標（可以使共混物）：(1)形態(tài)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；(2)相分散均勻；(3)性能得到大幅度提高且利于穩(wěn)定；
PBT/ABS合金性能影響因素分析：

有效相容劑：

甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)/丙烯酸乙酯(EA)三元共聚物(MGE)(其中GMA提供反應(yīng)增容的環(huán)氧官能團，少量EA是為防止開鏈)；苯乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯(SAG)MAH接枝聚合物等。

應(yīng)用：PBT/ABS合金主要用于制造通訊和光學儀器、汽車內(nèi)外裝飾件、家用電器外殼蓋及管件、鍵盤、電子電氣和儀器儀表零件等。回復(fù)“PBT"，查詢更多相關(guān)文章

2.PBT/PC

PBT與PC的相容性與組成有關(guān)

1.0~25wt%PC，部分相容

2.PC含量↗，呈PBT相、PC相和PBT/PC混合相的三相混合物

3.30~40wt%PC，完全相容

PBT/PC共混可以提高PBT的HDT和低溫沖擊性能、改善流動性、↘成型收縮率、改善尺寸穩(wěn)定性、↗表面光澤度等

3.PBT/PA

通過固相聚合方式共混，采用多官能團的環(huán)氧樹脂，進行反應(yīng)性增容。

圖“PBT材料在車燈上應(yīng)用

4.PBT/聚烯烴共混

由于烯烴類聚合物和PBT的化學結(jié)構(gòu)不同，溶解度參數(shù)差異大，共混體系不相容，兩者共混時，容易形成兩相分離結(jié)構(gòu)。

所以通常加相容劑：乙酸乙烯酯、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、丙烯酸接枝的乙烯或丙烯聚合物，如POE(聚氧化乙烯)-g-MAH。

5.PBT/彈性體共混

為了提高PBT的缺口沖擊強度，PBT可以通過與彈性體共混改性，來提高沖擊強度，彈性體一般包括BR、EPDM、聚異丁烯、烯丙基丙烯酸橡膠、丙烯酸縮水甘油酯橡膠和乙烯基硅氧烷改性橡膠等。

PBT/BR共混物：低溫沖擊性能好、HDT高、耐化學藥品性好、易流動、表面光澤好。用于制造汽車保險杠。

PBT/EPDM共混物：具有高抗沖擊強度、良好的抗應(yīng)力開裂性、高耐磨、減震、吸音等性能。 用于制造汽車減震套管、散熱管支撐系統(tǒng)、驅(qū)動和傳動桿、車門把手、減震軸承等。

注: 增強耐沖擊性改進：二烯橡膠、氰基改性橡膠、PC和丙烯酸橡膠的混合物等（需注意橡膠用量）。

圖：PBT在電子器件上的應(yīng)用

6.PBT/PET共混

PET和PBT的化學結(jié)構(gòu)相似，相容性好，共混物是結(jié)晶相不相容，而非結(jié)晶相相容的比較特殊的具有兩個熔點溫度的共混物?；貜?fù)“PBT"，查詢更多相關(guān)文章

PET/PBT共混合金體系具有收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性好，能阻燃、易加工等特點應(yīng)用：如電視機和收錄機的各種零部件、計算機鍵盤、開關(guān)插件、儀器殼體等。

注：避免發(fā)生酯交換反應(yīng)是制備性能良好的PET/PBT共混物的關(guān)鍵，為此，需控制共混溫度、時間，減少所添加的催化劑量，或加入胺類化合物。

文章源于何新東教師，艾邦高分子編輯整理

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