وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 25
  • بازدید ماه: 71,287
  • بازدید سال: 908,290
  • کل بازدیدکنند‌گان: 196,617
قیمت روز

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات (Polybutylene Terephthalate: PBT)

ساختمان و خواص شیمیایی

یک پلاستیک گرمانرم مهندسی است که به خانواده پلی‌استرهای اشباع حلقوی تعلق دارد و فاقد پیوند سیر نشده در واحد تکرار شونده ساختمان مولکولی خود می‌باشد.

نام صحیح‌تر این پلاستیک پلی‌(تترامتیلن‌ترفتالات) است زیرا چهار متیلن در واحد ساختمانی آن وجود دارد که در این صورت (PolyTetra Methylene Terephthalate) PTMT نیز خوانده می‌شود.

a

وجود عامل استری و گروه آلیفاتیک چهار متیلنی در واحد ساختمانی تکرارشونده این پلاستیک سبب می‌شود تا تعداد نسبتاً زیادی  از حلال‌های شیمیایی بتوانند به آن حمبه کنند و یا تماس با آن‌ها موجب تورم این پلاستیک خصوصاً در درجه حرارت‌های بالاتر از دمای انتقال شیشه‌ای آن خواهد شد.

پلیمر PBT مقاومت عالی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مانند اترها، استرها، هیدروکربورها و محلول‌های غلیظ اسیدها و بازها دارد ولی در دمای بالا با آب به آرامی وارد واکنش می‌شود.

با وجودی که این پلی‌استر سیر شده از قابلیت جذب رطوبت کمی برخوردار است اما برای تماس دائم با آب داغ در حالت غوطه‌وری و یا محلول‌های غلیظ گرم، توصیه نمی‌شود.

اصولاً PBT و PET به آب جوش و حتی آب گرم دارای درجه حرارت بالاتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد حساسیت دارند و در اثر واکنش با آن سختی سطح و چقرمگی قطعه در اثر تخریب هیدرولیتیک کاهش می‌یابد.

با در نظر گرفتن این حقیقت که PBT مانند PET نسبت به هیدرولیز حساس و مستعد انجام این واکنش است بنابراین گرانول‌های آن قبل از فرآیند قالب‌گیری باید کاملاً خشک شوند.

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از نظر مولکولی دارای ساختاری تخت، تقریباً خطی و نیمه بلوری است و واحدهای بلوری آن از نوع تری کلینیک (Triclinic) هستند.

در جدول زیر تعدادی از خواص شیمیایی و فیزیکی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات ارائه شده‌اند.

b

تجربه نشان می‌دهد که تماس طولانی مدت این پلیمر با مواد شیمیایی اکسنده مانند کلر موجود در مخازن جمع‌آوری آب‌های شهرداری، موجب تخریب این پلاستیک‌ می‌شوند که در حال حاضر برای چنین کاربردهایی از آن استفاده نمی‌شود.

پلیمر PBT در برابر لکه‌هایی که از طرف برخی از مواد ایجاد کننده لکه به وجود می‌آیند مانند چای، آب انگور، قهوه، سس کچاپ و… مقاوم است.

اگر در ساخت قطعه‌ای از PBT یا PET استفاده شود، طوری که در حین خدمت و عمل‌کرد آن قطعه در معرض اشعه فرابنفش قرار گیرد لازم است که افزودنی جاذب اشعه فرابنفش مناسب با طول موجی که هر یک از این دو پلاستیک دچار تخریب فوتونی یا نوری می‌شوند، به آمیزه این پلاستیک‌ها اضافه شود.

خواص حرارتی

درجه حرارت انتقال شیشه‌ای پلی‌بوتیلن‌ترفتالات Tg=40-60 درجه سانتی‌گراد است و گسترده دمای ذوب آن Tm=221 می‌باشد.

اختلاف زیاد دمای بلورینگی و دمای انتقال شیشه‌ای باعث تشهیل بلوری شدن و سرعت این پدیده در فرآیند قالب‌گیری آن می‌شود. به عبارت دیگر رشد درجه بلورینگی در طول زمان کوتاهی از سیکل قالب‌گیری افزایش می‌یابد (دمای قالب حدود ۵۰ درجه سانتی‌گراد است)

PBT تا دمای ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد در برابر حرارت مقاوم است، این پلاستیک را می‌توان با اضافه کردن مواد افزودنی به تأخیراندازنده شعله به آمیزه آن، در مقابل شعله مقاوم‌تر کرد.

در جدول زیر خاصیت مهم حرارتی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات بیان شده است.

c

در بالاتر از درجه حرارت ۲۷۰ این پلاستیک به سرعت تخریب می‌شود بنابراین فرآیند شکل‌دهی آن باید در درجه حرارت کم‌تر از این دما و در گستره ۲۷۰-۲۴۰ درجه سانتی‌گراد انجام گیرد.

گران‌روی گونه‌هایی از آن در حالت مذاب کم و به تبع جریان‌یابی این پلاستیک زیاد است که همین ویژگی فرآیندپذیری آن را آسان می‌کند.

اضافه کردن افزودنی‌هایی مانند تأخیرانداز شعله و یا تقویت‌کننده‌های مکانیکی به آمیزه این پلاستیک مو جب بهبود خواص و افزایش کارایی آن می‌شود.

خواص مکانیکی

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات مانند بسیاری از پلاستیک‌های مهندسی دارای چند خاصیت برجسته  یا منحصر به فرد نیست بلکه آن چه سبب شده است این پلیمر در گروه پلاستیک‌های مهندسی پذیرفته شود در حقیقت موازنه چند ویژگی خوب این ماده است به این صورت که

الف) این پلاستیک چقرمگی بالای پلی‌کربنات را ندارد

ب) فاقد مقاومت در برابر سایش پلی‌آمیدهای خطی است

پ) جذب رطوبت بسیار کم PCTFE را ندارد

ث) از قابلیت پایداری حرارتی PEEk، PPSU، PPS بی‌بهره است.

با این وجود، خواص مکانیکی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات را می‌توان به کمک الیاف شیشه و یا الیاف کربن بهبود بخشید و قابلیت‌های بسیار بهتری را از آن به دست آورد.

گونه‌هایی از PBT که با الیاف شیشه تقویت شده اند، نقطه نرمی آن‌ها افزایش پیدا می‌کند  و رفتار مکانیکی آن‌ها با پلی کربنات‌ها و پلی‌فنیلن‌اکسایدهای بهبودیافته قابت می‌کند.

این پلاستیک در مقایسه با نایلون‌ها و پلی‌استال‌ها در برخی از ویژگی‌ها، مزیت‌ها و برتری‌هایی دارد.

در مقایسه با نایلون‌ها، PBT خواص جذب آب کم‌تر، مدول بالاتر، پایداری ابعادی بیش‌تر و مقاومت در برابر ضربه کم‌تری دارد.

PBT در مقایسه با پلی‌استال‌ها، دارای جذب آب کم‌تر، مقاومت در برابر ضربه بالاتر، HDT کم‌تر در بار بیش‌تر و پایداری هیدرولیکی کم‌تر در دمای بالا (نسبت به پلی‌استال‌ها) می‌باشد.

رفتار مکانیکی PBT دلالت بر آن دارد که این پلاستیک قابلیت چقرمگی و برجهندگی بالایی دارد و از دو خاصیت مقاومت در برابر سایش و ضریب اصطکاک کم نیز برخوردار می‌باشد.

زنجیره‌ این پلیمر در مقایسه با PET نرم و انعطاف‌پذیرتر و میزان قطبی بودن آن نیز کم‌تر است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند تا درجه حرارت ذوب و دمای انتقال شیشه‌ای آن کاهش پیدا کنند.

این پلاستیک به طور کلی تمایلی به ترک برداشتن، تحت تنش‌های وارده از شرایط و عواما محیطی را ندارد.

PBT در مقایسه با برخی از خواص پلاستیک‌های گرماسخت، دارای کارایی بالاتری است و از چند مزیت کلیدی مهم برخوردار می‌باشد، از آن جمله می‌توان به قابلیت فرآیندپذیری بهتر،  رنگ‌پذیری خیلی خوب و امکان کاربری در برابر عوامل محیطی پایداری بیش‌تری دارند و از مقاومت حرارتی  خواص مکانیکی بالاتری نیز برخوردار هستند.

در جدول زیر چند خاصیت مهم مکانیکی PBT ارائه شده است.

d

در جدول زیر خواص PET با PBT و PBT تقویت‌شده با ۳۰% الیاف شیشه با یک‌دیگر مقایسه شده‌اند.

e

 

آزمون‌های مختلفی که بر روی این پلیمر به عمل آمده نشان می‌دهند که ویژگی خاص و خیلی برجسته‌ای در خواص این پلاستیک‌ دیده نمی‌شود، به نظر می‌رسد دلیل اصلی قبول پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از سوی صنایع مصرف‌کننده دربرداشتن مجموعه‌ای از خواص قابل مقایسه با پلاستیک‌های مهندسی است ضمن آن‌ که قالب گیری PBT آسان است. از نظر جریان مذاب و قالب‌گیری، با پلی‌استال در یک سطح است.

انواع و گونه‌های مختلف PBT

در یک طبقه‌بندی کلی انواع پلی‌بوتیلن ترفتالات به سه طبقه مهم تقسیم‌بندی می‌شود.

  • انواع رزین‌های پلی‌بوتیلن‌ترفتالات خالص: مانند گرانول‌های خالص و یا نمونه‌های دارای مصرف دربردارنده گران‌روی متوسط و گونه دارای گران‌روی زیاد.
  • آمیزه‌‌های بهبودیافته PBT: مانند آلیاژهای پلی‌کربنات/PBT و گونه مقاوم شده در برابر شعله
  • گونه‌های تقویت‌شده PBT با الیاف شیشه و الیاف کربن تقویت شده‌اند، تأثیر این تقویت‌کنندگی در جدول زیر نشان داده شده است.

f

 

نقاط ضعف PBT

در کاربرد پلی‌بوتیلن‌ترفتالات به سه مورد زیر باید دقت کرد:

  1. تقویت نشده در دمای بالا اگر زیر بار قرار گیرد، مقدار زیادی از خواص خود را از دست می‌دهد.
  2. این رزین در برابر حمله قلیاهای غلیظ، اسیدهای اکسیدکننده و اسید استیک حساس است.
  3. از آن‌جا که این رزین کمی رطوبت جذب می‌کند قبل از شروع فرآیند قالب‌گیری می‌باسیترطوبت جذب شده از پلاستیک گرفته شود، به عبارت دیگر پلیمر باید رطوبت‌گیری یا خشک شود.
  4. با وجودی که جذب آب PBT نسبتاً کم است (۰۹/۰) لاکن مانند نایلون‌ها قبل از فرآیند قالب‌گیری باید خشک شود.

 

کاربردها

از ابتدا برای ساخت قطعات قالب‌گیری و رقابت با دیگر پلاستیک‌های مهندسی طراحی و عرضه شد.

این پلاستیک‌ در چهار نوع کاربرد، ساخت قطعه، تهیه آلیاژهای آن، تولید الیاف، همچنین برای تهیه قطعات کامپوزیتی در سطح بسیار وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد همچنین الیاف منفرد و زیر که برای ساخت الیاف مورد نیاز مسواک و فرچه‌های رنگ به کار می‌روند.

در ساخت کامپوزیت‌های دارای ماتریس پلاستیک گرمانذم PBT، قطعات ماشین‌های نساجی، نوارهای کاست، دنده، یاتاقان‌ها، قطعات اتومبیل، فیلم، دکمه‌های زینتی،محفظه پمپ‌های کوچک، عایق، دستگاه‌های آب‌پاش و موارد بسیار دیگر به کاربرذه می‌شود.

در جدول زیر خواص مختلف PBT خالص و دو گونه تقویت‌شده آن با الیاف شیشه با یکدیگر مقایسه شده‌اند.

g

 

تولیدکنندگان معتبر

شرکت‌های معتبر DuPont، ICI، Bayer، Eastman، Allied، DSM، GE از مشهورترین تولیدکنندگان این پلاستیک در سطح جهان محسوب می‌شوند.

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

توسعه حسگر رادار توسط شرکت Sabic

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات یک رزین نیمه بلوری با کارایی بالا می‌باشد و یکی از چقرمه‌ترین و متنوع‌ترین رزین از میان همه ترموپلاستیک‌های مهندسی می‌باشد. قوی بوده و وزن سبکی دارد، این پلی‌استر به وسیله جذب رطوبت پایین آن، خواص الکتریکی عالی، مقاومت شیمیایی وسیع، قابلیت لغزنده‌سازی و روان‌کنندگی (Lubricity)، دوام بالا (Durability)، استحکام مکانیکی و مقاومت گرمایی. این خواص در گستره وسیعی از شرایط دمایی و رطوبت، پایدار می‌باشند. رزین عموماً با الیاف شیشه و یا تقویت‌کننده‌های معدنی آمیزه‌سازی شده و بسته‌بندی می‌شود و به همان صورت به فروش می‌رسد.

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از طریق ترانس استری شدن دی‌متیل‌ترفتالات با بوتان‌دی‌ال تهیه و تولید می‌شود. این واکنش از طریق پلیمرزاسیون تراکمی ماده مذاب که کاتالیز شده است به وقوع می‌پیوندد و سبب تکرار واحد مولکولی در طول زنجیر پلیمر می‌گردد و بدین ترتیب موجبات رشد زنجیری پلیمری را فراهم می‌سازد.

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات را می‌توان با ۱۰%-۳۰% نایلون آلیاژسازی کرد تا تقویت کردن شیشه‌ای تسهیل گردد. جذب رطوبت را می‌توان کاهش داد، هنگامی که PBT با ۲۵%-۱۵% از پلی‌اتیلن با دانسیته پایین (LPET) آلیاژسازی و آمیخته می‌شود (PBT-LDPE)، فرآیندپذیری و خواص مکانیکی آن، به طور هم‌زمان تقویت می‌شود. افزودن پلیمرهای بوتادی‌ان پیوندی و نیز اوره‌تان‌ها یا الاستومرهای کوپلی‌استر، حساسیت ایجاد شکاف را در آزمون مقاومت ضربه‌ای آیزود، کاهش می‌دهد. وقتی PBT با پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) مخلوط شده و آمیزه‌سازی می‌شود، جلای سطحی آمیزه (PBT-BET) افزایش می‌یابد و مخلوط پلیمری با سطح نسبتاً براق، به دست می‌آید.

مزایای پلی‌بوتیلن‌ترفتالات

مقاومت عالی در برابر آب تا دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد. همچنین این پلیمر در دمای اتاق در برابر محلول‌های آبی نمک، اسیدها و بازهای ضعیف، اغلب حلال‌های آلی (هیدروکربن‌های آلیفاتیک، گلیکول، بنزین و محلول‌های تمیزکننده، مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. این ماده از سوی بیش‌تر روغن‌ها، نفت‌ها و گریس‌ها در دماهای تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد، تحت حمله قرار نمی‌گیرد.

خواص الکتریکی عالی دارد و از استحکام دی‌الکتریک یا مقاومت عایقی بالایی برخوردار می‌باشد. مقاومت در برابر قوس بهتری دارد، ثابت دی‌الکتریک پایدار و پیوسته و برخوردار بودن از فاکتورهای اتلاف پایین در گستره وسیعی از دماها و رطوبت، از دیگر ویژگی‌های خوب PBT می‌باشد. در عمل این دو کمیت یعنی ثابت الکتریک و فاکتور اتلاف انرژی تقریباً مستقل از دما و فرکانس رفتار می‌کنند و به تجربه ثابت شده است که وابستگی آن‌ها به این دو متغیر کم است.

کاربردهای نوعی PBT

خانه‌سازی و صنعت ساختمان، کاربردهای خودرویی، قطعات الکتریکی و الکترونیکی، کاربردهای مخابراتی، جابه‌جایی ماده، کاربردهای صنعتی، کاربردهای صنعتی.

در همین راستا شرکت Sabic دو ترکیب مبتنی بر پایه (PolyButylene Terephthalate) PBT برای رادار جاذب (گیرنده) جهت استفاده در کاربردهای خودرویی را معرفی کرده است. این ترکیبات (Stat Kon) حاوی افزودنی‌های رسانای هدایت الکتریکی هستند تا مقاومت سطحی را برای کاربردهای ضد الکتریسیته ساکن تا محافظت از تداخل امواج الکترومغناطیس فراهم کنند. از مواد جاذب رادار برای محافظت از میدان انتقال رادار، تضعیف امواج جانبی در سیستم‌های کمکی راننده، افزایش دامنه تشخیص و بهبود قدرت تفکیک سیگنال استفاده می‌شود. ترکیبات جدید ۶۷% جذب را در ۷۷ گیگا هرتز فراهم می‌کنند. گفته می‌شود این رادارها در حال توسعه و تکمیل بوده و مواد (Polycarbonate) PC و (Polyethylenimine) PEI را شامل می‌شوند. به گفته‌ شرکت این ترکیبات به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا انعطاف پذیری در راستای موقعیت یابی، عمل‌کرد حس‌گر و همچنین طراحی آن افزایش یابد. بدین ترتیب می‌تواند برای اندازه وسیله نقلیه و سایر متغیرها بهینه شود.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com