盐城跋屏建材有限公司

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有優(yōu)異的綜合性能，如結晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系數低、熱變形溫度高、電氣性質(zhì)佳、力學(xué)性能優(yōu)良、耐疲勞性、可以超聲波焊接等。但其缺口沖擊強度低、成型收縮率大、耐水解性差、易受鹵化烴侵蝕，經(jīng)玻纖增強后，因制品縱、橫向收縮率不一致易使制品發(fā)生翹曲。 
下面，簡(jiǎn)單闡述一下PBT改性中常見(jiàn)問(wèn)題的原因和解決方法。 
一、缺口敏感性 
原因： 
PBT分子中的苯環(huán)和酯基形成大的共軛體系，減小了分子鏈的柔曲性，使分子剛性增加，并且極性酯基、羰基的存在使分子間作用力增大，分子剛性進(jìn)一步增強，從而韌性很差。 
解決方法： 
a) 聚合改性 
聚合改性就是通過(guò)共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)等手段在聚合過(guò)程中在PBT分子中引入新的柔性鏈段，使其具有良好的韌性。 
b) 共混改性 
共混改性就是將改性劑或高沖擊強度材料與PBT共混或復合，使其作為分散相分布在PBT基體中，利用兩組分的部分相容性或適當的界面黏結作用，提高PBT的缺口沖擊性能。如在PBT中添加反應性增容劑POE-g-GMA，通過(guò)GMA與PBT的端羧基的原位增容反應，加強界面作用力，以達到增韌效果。 
二、PBT薄壁制品需要更高的流動(dòng)性 
  
薄壁電子元件 
在電子電器、汽車(chē)電子工業(yè)領(lǐng)域，組件更薄是趨勢，這就要求材料需要更高的流動(dòng)性，才能以盡可能小的相應澆注器械的填充壓力或合模力來(lái)實(shí)現型模的填充。利用低黏度的熱塑性聚酯組合物也常常能實(shí)現更短的循環(huán)周期。另外，良好的流動(dòng)能力對于例如質(zhì)量分數超過(guò)40%的玻璃纖維和/或礦物質(zhì)的高填充熱塑性聚酯組合物來(lái)說(shuō)也是非常重要的。 
解決方法： 
選擇低分子量的PBT，但是分子質(zhì)量降低會(huì )影響機械性能。 
借助流動(dòng)促進(jìn)劑如硬脂酸酯或褐煤酸酯，可以改善PBT流動(dòng)性，但這類(lèi)低分子質(zhì)量酯會(huì )在產(chǎn)品加工和使用過(guò)程中滲出。 
對于需要增韌的PBT材料，增韌劑的加入一定會(huì )導致流動(dòng)性下降，故而需要選擇對流動(dòng)性影響更小的增韌劑。 
加入具有特定結構的同類(lèi)低分子聚酯，如CBT，CBT是一種具有大環(huán)寡聚酯結構的功能性樹(shù)脂，與PBT具有很好的相容性，極少的添加量，就可以大幅度提高樹(shù)脂的流動(dòng)性,而幾乎不影響力學(xué)性能。 
加入納米材料，理想分散的納米材料在PBT中起到一種類(lèi)似于內潤滑的作用，可以提高PBT的流動(dòng)性，但納米填料的分散是共混改性過(guò)程中的一大難點(diǎn)。 
三、玻纖增強PBT材料容易翹曲 
原因： 
翹曲是材料不均勻收縮的結果。材料中組分的取向和結晶、注塑時(shí)采用不恰當的工藝條件、模具設計時(shí)澆口形狀和位置不對、制品設計時(shí)壁厚厚薄不勻等都會(huì )造成制品的翹曲。 
PBT/GF復合材料的翹曲主要是玻纖在流動(dòng)方向上的定向限制了樹(shù)脂的收縮，PBT在玻纖周?chē)恼T導結晶又強化了這種效果，使得制品的縱向(流動(dòng)方向)收縮小于橫向(與流動(dòng)方向垂直的方向)，這種不均勻收縮便導致了PBT/GF復合材料的翹曲。 
解決方法： 
一是加入礦物，利用礦物填料的形狀對稱(chēng)性減輕玻纖取向造成的各向異性; 
二是加入非晶材料，降低PBT的結晶度，減少因結晶而造成的不均勻收縮，如加入ASA或者AS，但是它們與PBT相容性差，需要添加適當的相容劑; 
三是調整注塑工藝，如適當提高模具溫度，適當增加注塑周期。 
四、玻纖增強PBT表面浮纖問(wèn)題 
原因： 
浮纖產(chǎn)生的原因比較復雜，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，主要有以下幾個(gè)方面： 
PBT與玻纖相容性很差，導致二者無(wú)法有效的粘結在一起; 
PBT與玻纖的粘度差異很大，導致二者在流動(dòng)過(guò)程中形成分離的趨勢，當分離作用大于粘合力時(shí)就會(huì )發(fā)生脫離，玻纖浮向外層而外漏; 
剪切力的存在，既會(huì )導致局部粘度有差異，又會(huì )破壞玻纖表面的界面層熔體粘度愈小，界面層受損，玻璃纖維受到的粘結力也愈小，當粘度小到一定程度時(shí)，玻璃纖維便會(huì )擺脫PBT樹(shù)脂基體的束縛，逐漸向表面累積而外露。 
模具溫度影響。由于模具型面溫度較低，質(zhì)量輕冷凝快的玻璃纖維被瞬間凍結，若不能及時(shí)被熔體充分包圍，就會(huì )外露而形成“浮纖”。 
解決方法： 
加入相容劑、分散劑和潤滑劑，改善浮纖問(wèn)題。如使用特殊表面處理的玻纖，或者加入相容劑(如：SOG，一種良流動(dòng)PBT改性相容劑)，通過(guò)“橋梁”的作用，增加PBT與玻纖的粘結力。 
優(yōu)化成型工藝改善浮纖問(wèn)題。較高的注塑溫度和模具溫度，較大的注塑壓力和背壓，較快的注塑速度，較低的螺桿轉速，都可以一定程度改善浮纖問(wèn)題。 
五、玻纖增強PBT注塑過(guò)程產(chǎn)生較多模垢 
  
PBT+GF表面浮纖、模具模垢現象 
原因： 
模垢產(chǎn)生是由材料的小分子含量過(guò)高或者材料的熱穩定性較差引起的。PBT由于其寡聚物和小分子殘留率通常在1%～3%，相對與其他材料容易產(chǎn)生模垢。而在引入玻纖以后，更加明顯。這將導致在連續加工過(guò)程中，需要定時(shí)清理模具，造成生產(chǎn)效率低下。 
解決方法： 
減少小分子助劑的添加量(如潤滑劑、偶聯(lián)劑等)，盡量選擇高分子助劑; 
改善PBT的熱穩定性，減少加工過(guò)程中熱降解產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物; 
六、PBT耐熱水解性較差 
  
原因： 
影響PBT水解的主要因素是端羧基濃度。由于PBT含有酯鍵，在高于其玻璃化轉變溫度的溫度下置于水中會(huì )發(fā)生酯鍵斷裂，水解形成的酸性環(huán)境使水解加速反應，性能急劇下降。 
解決方法： 
添加水解穩定劑，如碳化二亞胺，水解穩定劑會(huì )消耗水解產(chǎn)生的羧基，減緩PBT的酸性水解速度，提高PBT樹(shù)脂的抗水解性。 
通過(guò)封閉PBT端羧基的方法，降低端羧基濃度，提高PBT的抗水解性，如加入帶環(huán)氧官能團的助劑(如SAG系列, 一種苯乙烯-丙烯腈-GMA的無(wú)規共聚物)，通過(guò)官能團GMA與PBT端羧基反應來(lái)封端，從而提高PBT的抗水解性。