PBT具有優良的綜合性能,良好的成型加工性和性價比,優良的機械性能,機械強度高,耐疲勞性和尺寸穩定好。這些性能在高溫條件下也極少有變化,非常適合用于汽車、電子等領域。
圖 三養PBT應用于汽車連接器
但PBT同時還具有缺口沖擊強度低、成型收縮率大、耐水解性差、易受鹵化烴侵蝕等缺陷,且經玻纖增強后,因制品縱、橫向收縮率不一致易使制品發生翹曲。PBT耐水解性差的問題極大的限制了它在汽車、電子電器及建材領域中的應用。
以新能源汽車領域為例,PBT在新能源汽車的主要應用有電池零部件,連接器,以及充電樁等。而新能源汽車大功率充電裝置的啟用以及高壓電氣內采用的液冷控溫模式,對塑膠材料的耐高溫、耐水解性、耐工業溶劑及耐酸堿性有很高的要求。充電樁也同樣長期處于高溫超市環境,對材料的耐高溫、耐水解性也同樣要求很高。
普通PBT材料高溫下遇水易分解,無法滿足汽車市場對耐高溫高濕材料日益增長的需求,所以提高PBT耐高溫,耐水解是材料的重點開發方向。
圖 寶理DURANEX PBT電源充電插口
圖 杜邦Crastin PBT 高電壓屏蔽連接器
圖 東麗PBT材料應用于鋰離子電池角型終端分離器
要提高PBT材料的耐水解性能,首先需要知道PBT材料為什么耐水解性差。
我們來從化學角度分析,影響PBT聚酯耐水解性能好壞的決定因素是聚酯材料化學組成里的端羧基濃度,而在端羧基里面又含有酯鍵,當把PBT聚酯在高于其玻璃化轉變溫度的溫度下置于水中,就會發生酯鍵斷裂,高溫水解形成的酸性環境會加速PBT聚酯的耐水解反應,使PBT材料性能急劇下降。
圖 可隆普拉斯PBT耐水解測試
從上圖我們可以看到,普通PBT樹脂在高溫下72小時就已經發生水解,144小時候性能嚴重劣化。而耐水解性PBT在高溫高濕環境中144小時后仍然性能穩定。
那么如何提高PBT材料的耐水解性能?下面我給大家分析兩種解決方法:
一、在有PBT聚酯的水中添加水解穩定劑,如碳化二亞胺,水解穩定劑會消耗水解產生的羧基,減緩PBT聚酯的酸性水解速度,提高PBT聚酯材料的抗水解性。
二、通過添加封閉PBT聚酯端羧基的方法,降低端羧基濃度,提高PBT聚酯的抗水解性,如加入帶環氧官能團的助劑,通過官能團GMA與PBT端羧基反應來封端,從而提高PBT的抗水解性能。
如果添加合適的耐水解化學添加劑,對PBT聚酯起到針對降解的保護反應,大部分熱降解、熱氧化降解和光降解現象可以阻止。這些添加劑通常在PBT聚酯化合階段加入。
不過就水解化學反應而言,盡管PBT聚酯不是吸濕性聚合物,把濕氣成分保持在極低水平(小于0.05%)仍非常關鍵,這樣可以防止高溫下的水解反應,聚合物鏈不會斷裂,不會造成機械性能變差。
現艾邦建有PBT材料技術交流群,杜邦、藍星、東麗、金發、科思創、巴斯夫、LG、帝斯曼等企業均已加入,歡迎產業鏈上下游的朋友入群探討,共謀進步。
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時間: 2018年10月12日
地點:四川成都 天府智選假日酒店
主辦方:艾邦高分子
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