O tereftalato de polibutanodiol (PBT) possui excelentes propriedades abrangentes, como alta cristalinidade, prototipagem rápida, resistência a intempéries, baixo coeficiente de atrito, alta temperatura de deformação térmica, boas propriedades elétricas, excelentes propriedades mecânicas, resistência à fadiga, pode ser soldagem ultrassônica.

No entanto, sua resistência ao impacto com entalhe é baixa, a taxa de encolhimento de formação é grande, a resistência à hidrólise é baixa, fácil de ser corroída por hidrocarbonetos halogenados, após o reforço de fibra de vidro, devido ao encolhimento longitudinal e horizontal do produto ser inconsistente e fácil de deformar os produtos.

Abaixo, vamos ver as causas e soluções de problemas comuns na modificação do PBT.

Sensibilidade de entalhe

(1) Razões
O anel de benzeno e o grupo éster na molécula de PBT formam um grande sistema conjugado, o que reduz a flexibilidade da cadeia molecular e aumenta a rigidez molecular. Além disso, a presença do grupo éster polar e do grupo carbonila aumenta a força intermolecular e aumenta ainda mais a rigidez molecular, resultando em baixa tenacidade.

(2) Soluções
a) modificação de polimerização
A modificação de polimerização é introduzir novos segmentos de cadeia flexível em moléculas de PBT no processo de polimerização por meio de copolimerização, enxerto, bloco, reticulação e assim por diante, de modo a torná-la uma boa tenacidade.

b) modificação de mistura
A modificação de mistura é misturar ou compor o modificador ou material de alta resistência ao impacto com PBT, de modo que seja distribuído na matriz PBT como uma fase dispersa, usando a compatibilidade parcial dos dois componentes ou ligação de interface apropriada para melhorar o desempenho de impacto de entalhe de PBT. Por exemplo, POE-g-GMA, um compatibilista de reatividade, é adicionado ao PBT para aumentar a força de interface através da reação de compatibilização in-situ entre o GMA e o grupo carboxila terminal do PBT, de modo a obter o efeito de endurecimento.

Produtos de paredes finas PBT exigem maior mobilidade

(1) Razões

No campo da eletrônica, indústrias automotiva e eletrônica, componentes mais finos são a tendência, o que requer maior mobilidade de materiais, a fim de obter o preenchimento do molde com o mínimo possível do vazamento correspondente pressão de enchimento do instrumento ou força de fechamento do molde. Ciclos mais curtos também são frequentemente alcançados usando composições de poliéster termoplástico com baixa viscosidade. Além disso, uma boa capacidade de fluxo é importante, por exemplo, para composições de poliéster termoplástico altamente empacotadas com uma fração de massa de mais de 40% de fibra de vidro e/ou minerais.

(2) Soluções

a) Selecione PBT de baixo peso molecular, mas a redução do peso molecular afetará as propriedades mecânicas;
b) A liquidez do PBT pode ser melhorada com aceleradores de fluxo, como estearato ou éster de linhito, mas esses ésteres de baixo peso molecular vazarão durante o processamento e uso do produto;
c) Para o material PBT que necessita de endurecimento, a adição do endurecedor certamente acarretará na diminuição da liquidez, sendo necessário escolher o endurecedor que menos influencie na liquidez;
d) Adição de poliéster de baixo peso molecular semelhante com estrutura específica, como CBT, CBT é uma resina funcional com estrutura macrocíclica oligopolipet, e tem boa compatibilidade com PBT, muito pouca quantidade de adição, pode melhorar muito a fluidez da resina, e quase não afetam as propriedades mecânicas;
e) Quando os nanomateriais são adicionados, os nanomateriais idealmente dispersos desempenham um papel semelhante à lubrificação interna do PBT, o que pode melhorar a fluidez do PBT. No entanto, a dispersão de nano cargas é uma grande dificuldade no processo de modificação da mistura.

O material PBT reforçado com fibra de vidro empena facilmente

(1) Razões
O empenamento é o resultado do encolhimento desigual do material. O empenamento do produto pode ser causado pela orientação e cristalização dos componentes no material, pelas condições tecnológicas impróprias usadas na moldagem por injeção, pela forma e posição incorretas do portão no projeto do molde e pela espessura irregular da parede no projeto do produto.

O empenamento dos compósitos PBT/GF se deve principalmente ao fato de que a orientação da fibra de vidro na direção do fluxo restringe o encolhimento da resina, e a cristalização induzida do PBT ao redor da fibra de vidro fortalece esse efeito, tornando o longitudinal (fluxo direção) contração do produto menor que a transversal (perpendicular à direção do fluxo). Esse encolhimento desigual leva ao empenamento dos compósitos PBT/GF.

(2) Soluções
a) Adicionar minerais. A simetria da forma das cargas minerais é usada para reduzir a anisotropia causada pela orientação da fibra de vidro.
b) Adicionar materiais amorfos. Reduzir a cristalinidade do PBT, reduzir o encolhimento desigual causado pela cristalização, como adicionar ASA ou AS, mas eles têm baixa compatibilidade com PBT, precisam adicionar compatibilizadores apropriados;
c) Ajuste o processo de moldagem por injeção. Se apropriado, aumente a temperatura do molde, aumente apropriadamente o ciclo de injeção.

Problema de fibra flutuante de superfície PBT reforçada com fibra de vidro

(1) Razões

As causas da fibra flutuante são mais complexas. Resumindo, existem principalmente os seguintes aspectos:

(1) A compatibilidade do PBT e da fibra de vidro é muito ruim, resultando em que os dois não podem se unir efetivamente;
(2) A viscosidade do PBT e da fibra de vidro é muito diferente, resultando em uma tendência de separação entre os dois no processo de fluxo. Quando o efeito de separação for maior que a força adesiva, ocorrerá a separação e a fibra de vidro flutuará para a camada externa e vazará.
(3) A presença de força de cisalhamento não apenas levará a diferenças na viscosidade local, mas também destruirá a viscosidade de fusão da camada interfacial na superfície da fibra de vidro. Quanto menor a viscosidade do fundido, a camada interfacial danificada, menor a força de ligação na fibra de vidro. Quando a viscosidade atinge um certo nível, a fibra de vidro se livra da ligação da matriz de resina PBT e se acumula gradualmente na superfície e expõe.
(4) Influência da temperatura do molde. Devido à baixa temperatura da superfície do molde, a fibra de vidro com peso leve e condensação rápida é congelada instantaneamente. Se não for totalmente envolvido pelo derretimento com o tempo, ficará exposto e formará "fibra flutuante".

(2) Soluções
Compatibilizantes, dispersantes e lubrificantes foram adicionados para melhorar o problema da fibra flutuante. Como o uso de tratamento de superfície especial de fibra de vidro ou adicionar compatibilizadores (como: SOG, um compatibilizador modificado PBT de bom fluxo), através do papel de "ponte", aumenta a adesão de PBT e fibra de vidro.
Otimização do processo de conformação para melhorar o problema da fibra flutuante. Maior temperatura de moldagem por injeção e temperatura do molde, maior pressão de moldagem por injeção e contrapressão, velocidade de moldagem por injeção mais rápida, menor velocidade do parafuso, pode melhorar o problema da fibra flutuante até certo ponto.

O processo de injeção de PBT reforçado com fibra de vidro produz mais incrustações de molde

(1) Razões
A formação de incrustações de molde é causada pelo alto teor de moléculas pequenas ou pela baixa estabilidade térmica dos materiais. Comparado com outros materiais, o PBT é fácil de gerar incrustações de molde devido ao seu oligômero e taxa de resíduos de moléculas pequenas geralmente na faixa de 1% a 3%. E após a introdução da fibra de vidro, mais óbvia. Isso levará ao processo de processamento contínuo, à necessidade de limpar o molde regularmente, resultando em baixa eficiência de produção.

(2) Soluções
Reduza a quantidade de aditivos moleculares pequenos (como lubrificante, agente de acoplamento, etc.), tente escolher aditivos de polímero;
Melhore a estabilidade térmica do PBT, reduza a degradação térmica de pequenos produtos moleculares durante o processamento;

A hidrólise térmica do PBT é fraca

(1) Razões
O principal fator que afeta a hidrólise do PBT é a concentração do grupo carboxila terminal. Como o PBT contém ligações éster, as ligações éster serão quebradas quando colocadas em água a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea. O ambiente ácido formado pela hidrólise acelera a reação de hidrólise e diminui drasticamente o desempenho.

(2) Soluções
A adição de um estabilizador de hidrólise, como a diimida carbonizada, consumirá o grupo carboxila produzido pela hidrólise, diminuirá a taxa de hidrólise ácida do PBT e melhorará a resistência à hidrólise da resina PBT.
Ao bloquear o grupo carboxila terminal do PBT, a concentração do grupo carboxila terminal pode ser reduzida para melhorar a resistência à hidrólise do PBT. Por exemplo, são adicionados aditivos com grupo funcional epóxi (como a série SAG, um copolímero aleatório de estireno - acrilonitrila -GMA), e o terminal é selado pela reação do grupo funcional GMA com o grupo carboxila terminal de PBT, de modo que para melhorar a resistência à hidrólise do PBT.