Tình hình nghiên cứu và ứng dụng biến tính nhựa kỹ thuật PBT

lợi nhuận trước thuế là một loại polyester bão hòa tuyến tính tinh thể được làm từ axit terephthalic (PTA) hoặc dimethyl terephthalate (DMT) và 1,4-butanediol (BDO) bằng phản ứng trùng ngưng, với các tính chất cơ học tốt, cấu trúc phân tử đối xứng của nó có thể đạt được xếp chồng chặt chẽ, với độ kết tinh cao, có thể nhanh chóng kết tinh ở nhiệt độ thấp. Với các tính chất cơ học tốt, cấu trúc phân tử đối xứng của nó để đạt được xếp chồng chặt chẽ, với độ kết tinh cao, ở nhiệt độ thấp có thể nhanh chóng kết tinh. Gia công các bộ phận PBT dễ đúc chảy và thời gian chu kỳ đúc ngắn, có thể giảm chi phí sản xuất và PBT có khả năng chống ẩm, chống mài mòn, chống dầu và các ưu điểm khác, độ rão cũng nhỏ.

Vì PBT chứa các bộ phận tinh thể và không tinh thể, nên dễ dàng sửa đổi nó bằng cách thêm các chất khác. Tuy nhiên, PBT cũng dễ cháy và tiếp xúc với chất làm lạnh với các phân tử nhỏ kết tủa, tính chất điện môi của các bộ phận có thành mỏng không đủ dễ cong vênh và các khuyết tật khác, hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. Để bù đắp cho việc thiếu hiệu suất của nhựa PBT tinh khiết, nhựa PBT đã được một số nghiên cứu sửa đổi.

1. Máy đùn nhựa kỹ thuật PBT Tình hình nghiên cứu biến đổi hiện nay

Trong những năm gần đây, các doanh nghiệp có liên quan đã phát triển nhiều ứng dụng công nghệ mới và sản phẩm mới, nhựa kỹ thuật PBT theo hướng hiệu suất cao, chức năng, đa dạng. Đối với nhu cầu của lĩnh vực công nghiệp, thông qua việc sửa đổi để nâng cao chức năng của PBT, được thị trường ưa chuộng. Hiện nay, sửa đổi đồng trùng hợp, sửa đổi vật liệu vô cơ, công nghệ nanocomposite, sửa đổi pha trộn và các phương pháp khác chủ yếu được sử dụng trong và ngoài nước để nâng cao hiệu suất toàn diện của PBT. Nghiên cứu về sửa đổi vật liệu PBT chủ yếu tập trung vào cường độ cao, khả năng chống cháy cao, độ cong vênh thấp, lượng mưa thấp, điện môi thấp, v.v.

Tính chất cơ học

Độ bền kéo, độ bền uốn và mô đun uốn của nhựa PBT nguyên chất thấp, không thể sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp, cần phải cải tiến để cải thiện tính chất cơ học. Sợi thủy tinh có ưu điểm là khả năng ứng dụng mạnh, quy trình làm đầy đơn giản và chi phí thấp, v.v. Việc bổ sung sợi thủy tinh vào PBT giúp phát huy được những ưu điểm ban đầu của nhựa PBT, độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền va đập khía của sản phẩm PBT đã được cải thiện đáng kể.

Ngoài sợi thủy tinh, có thể đưa thêm các loại sợi khác vào để cải thiện tính chất cơ học của PBT. Zeng Deming và cộng sự đã sử dụng bazan cắt ngắn để tăng cường nhựa PBT, sau khi vai trò của chất kết dính bazan có thể tương thích tốt hơn với PBT, tăng cường hiệu quả tính chất cơ học của vật liệu composite PBT.

Thuộc tính chống cháy

Máy tạo viên PBT nguyên chất cấp độ đốt cháy thẳng đứng chỉ có thể đạt đến mức HB, dễ cháy và cháy nhỏ giọt liên tục, ngọn lửa dễ lan rộng, ứng dụng của nó trong ô tô, thiết bị điện tử và dệt may và các khía cạnh khác bị hạn chế. Chất chống cháy halogen hóa và chất chống cháy không halogen hóa thường được thêm vào PBT để sửa đổi chất chống cháy. Chất chống cháy halogen hóa giải phóng khói độc chứa hydro halide khi đốt, có hại cho sức khỏe con người và môi trường sinh thái, và một số chất chống cháy halogen hóa đã bị cấm ở Liên minh Châu Âu. Việc sửa đổi chất chống cháy của PBT chủ yếu sử dụng chất chống cháy phốt pho và chất chống cháy vô cơ.

Khi sử dụng chất chống cháy vô cơ, việc thêm quá nhiều hàm lượng sẽ dẫn đến suy giảm tính chất cơ học của vật liệu; nhưng chất chống cháy phốt pho không có khuyết điểm này và có khói thấp, độc tính thấp, tính chất chống cháy cao. Chất chống cháy phốt pho thường được kết hợp với các hợp chất chứa nitơ để đạt được hệ thống chống cháy hiệu quả hơn. Chất chống cháy phốt pho trong quá trình đốt cháy tạo ra anhydrit photpho để làm cacbon hóa mất nước dễ cháy, lớp cacbon có thể làm giảm dẫn nhiệt, trì hoãn hoặc ngăn chặn việc sản xuất khí dễ cháy và anhydrit photpho sau khi gia nhiệt tạo thành vật liệu nóng chảy bao phủ bề mặt vật liệu dễ cháy, cản trở việc giải phóng khí dễ cháy.

Biến dạng cong vênh

Vật liệu PBT dễ trượt tương đối phân tử, dễ định hướng, kết tinh, dẫn đến vật liệu co ngót lớn, khiến các bộ phận PBT, đặc biệt là các bộ phận có thành mỏng lớn bị biến dạng cong vênh. Đối với PBT gia cường sợi thủy tinh, do bổ sung sợi thủy tinh có tính dị hướng, dẫn đến các hướng khác nhau trong quá trình ép phun, tốc độ co ngót vật liệu khác nhau, làm tăng biến dạng cong vênh của các bộ phận, không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của sản phẩm nhựa và hiệu suất lắp đặt mà còn ảnh hưởng đến độ bền của nhựa.

Đối với sự cong vênh của các bộ phận PBT, ngoài việc cải thiện hình dạng của các bộ phận, thiết kế khuôn và các thông số quy trình đúc, cũng có thể được sửa đổi để làm chậm quá trình biến dạng cong vênh của vật liệu PBT. Trong những năm gần đây, biến dạng cong vênh của vật liệu PBT chủ yếu được cải thiện bằng cách lấp đầy vô cơ và trộn vàng. Lấp đầy vô cơ bao gồm lấp đầy vô cơ đơn lẻ và lấp đầy kết hợp với sợi thủy tinh, và các vật liệu vô cơ được sử dụng để lấp đầy chủ yếu bao gồm talc, mica, wollastonite, hạt thủy tinh, kaolin, râu canxi sunfat, v.v.

Hiệu suất lượng mưa

Do nguyên liệu thô của vật liệu PBT không thể phản ứng hoàn toàn trong quá trình sản xuất, các phân tử nhỏ, oligome, v.v. được tạo ra và các sản phẩm làm từ vật liệu PBT chưa biến đổi tạo ra kết tủa trong một số điều kiện nhất định, ảnh hưởng đến hiệu quả của các bộ phận. Khi vật liệu PBT được sử dụng trong bộ giảm thanh bên trong máy nén tủ lạnh, bộ khung cuộn dây động cơ và bộ khung cách nhiệt máy điều hòa không khí, v.v., do điều kiện làm việc đặc biệt, kết tủa của một số lượng lớn các phân tử nhỏ trong chất làm lạnh (Freon, dichlorodifluorodichloromethane) hòa tan trong ống làm lạnh dễ bị tắc ống làm lạnh, do đó làm lạnh không thành công.

PBT kết tủa chủ yếu là các phân tử nhỏ zwitterion của bản thân nhựa và một lượng nhỏ chất phụ gia có trong đó. Sử dụng sợi thủy tinh và nhựa có độ nhớt cao, chứa một lượng chất hấp phụ nhất định có thể làm giảm lượng kết tủa PBT. Hiện nay, dạng hấp phụ vật liệu xốp vô cơ chính và bổ sung chất chặn, chất kéo dài chuỗi, 1,4 cyclohexanedimethanol (CHDM) và các phương pháp hóa học khác để sửa đổi kết tủa PBT.

tính chất điện môi

Vật liệu PBT trong mạch tích hợp và che chắn điện từ và các lĩnh vực ứng dụng khác, tính chất điện môi của tốc độ truyền tín hiệu, mất tín hiệu, v.v. đóng vai trò quan trọng. Trong những năm gần đây, tính chất điện môi của vật liệu cách điện đưa ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn, yêu cầu về hằng số điện môi của vật liệu nhựa cách điện không vượt quá 2.8. Trong khi tính chất điện môi của vật liệu PBT nguyên chất không thể đáp ứng các yêu cầu về truyền thông, việc phát triển hằng số điện môi thấp, tổn thất điện môi thấp của vật liệu PBT có ý nghĩa rất lớn.

Hiện nay, tính chất điện môi của PBT chủ yếu được cải thiện bằng cách bổ sung và pha trộn các đồng trùng hợp có hằng số điện môi thấp, và các chất độn thường được sử dụng là bột polytetrafluoroethylene và hạt thủy tinh rỗng. Các ống nano carbon cũng có tác động tích cực nhất định đến tính chất điện môi của vật liệu PBT, nhưng việc bổ sung hàm lượng hằng số điện môi và tổn thất điện môi của vật liệu quá cao sẽ làm tăng.

Với sự phát triển nhanh chóng của xe điện, yêu cầu về độ bền điện môi của vật liệu kết nối truyền điện áp cao của nó cao hơn, mặc dù khả năng chống hồ quang PBT tốt, dễ dàng thực hiện đúc tốc độ cao nhưng độ bền điện môi thấp, không thể thực hiện được trong xe điện để truyền điện áp cao. Thông qua lớp dẫn điện hoặc chất độn gốm trên các đặc tính điện môi PBT của sự cải tiến để cải thiện độ bền điện môi của vật liệu để đảm bảo an toàn cho xe điện.