Beschreiben Sie im Folgenden kurz die Ursachen und Lösungen häufiger Probleme bei der PBT-Modifikation.
1. Lückenempfindlichkeit
Der Grund:
Der Benzolring und die Estergruppe im PBT-Molekül bilden ein großes konjugiertes System, das die Flexibilität der Molekülkette verringert und die Molekülsteifigkeit erhöht. Darüber hinaus erhöht das Vorhandensein polarer Estergruppen und Carbonylgruppen die intermolekulare Kraft und erhöht die molekulare Steifigkeit weiter, was zu einer schlechten Zähigkeit führt.
Die Lösung:
a) Polymerisationsmodifikation
Bei der Polymerisationsmodifikation werden durch Copolymerisation, Pfropfen, Blockieren, Vernetzen usw. neue flexible Kettensegmente in PBT-Moleküle eingeführt, sodass PBT-Moleküle eine gute Zähigkeit aufweisen.
b) Mischungsmodifikation
Beim Blending-Modifizieren wird der Modifikator oder das Material mit hoher Schlagzähigkeit mit PBT gemischt oder vermischt, sodass es als dispergierte Phase in der PBT-Matrix verteilt wird, und die teilweise Kompatibilität der beiden Komponenten oder eine geeignete Grenzflächenbindung genutzt, um die Kerbschlagzähigkeit zu verbessern von PBT. Beispielsweise wird PBT das reaktive kapazitive Mittel POE-g-GMA zugesetzt und die Grenzflächenkraft wird durch die kapazitive In-situ-Reaktion von GMA und der Endcarboxylgruppe von PBT verstärkt, um so den härtenden Effekt zu erzielen.
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2. PBT-Dünnwandprodukte benötigen eine höhere Mobilität
Im Bereich elektronischer Geräte und der Automobilelektronikindustrie sind dünnere Bauteile im Trend, was eine höhere Fließfähigkeit der Materialien erfordert, um eine Formfüllung mit möglichst geringem Fülldruck bzw. Schließkraft des entsprechenden Gießgeräts zu erreichen. Kürzere Zykluszeiten werden häufig auch durch thermoplastische Polyesterzusammensetzungen mit niedriger Viskosität erreicht. Darüber hinaus ist eine gute Fließfähigkeit auch für hochfüllende thermoplastische Polyesterzusammensetzungen wie Glasfasern und/oder Mineralien mit einem Massenanteil von mehr als 40 % von großer Bedeutung.
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Die Lösung:
A: Es wird PBT mit niedrigem Molekulargewicht ausgewählt, aber die Verringerung der Molekularmasse wirkt sich auf die mechanischen Eigenschaften aus.
B: Die Fließfähigkeit von PBT kann mit Hilfe von Fließbeschleunigern wie Stearat oder Braunkohleester verbessert werden, aber solche Ester mit niedrigem Molekulargewicht können während der Produktverarbeitung und -verwendung austreten.
C: Bei PBT-Materialien, die gehärtet werden müssen, führt die Zugabe von Zähigkeitsmitteln sicherlich zu einer verringerten Fließfähigkeit. Daher ist es notwendig, ein Zähigkeitsmittel zu wählen, das einen geringeren Einfluss auf die Fließfähigkeit hat.
D: Die Zugabe eines ähnlichen niedermolekularen Polyesters mit einer spezifischen Struktur, wie z. B. CBT. CBT ist ein funktionelles Harz mit einer makrozyklischen Oligopolstruktur und weist eine gute Kompatibilität mit PBT auf. Eine sehr geringe Zugabemenge kann die Fließfähigkeit des Harzes erheblich verbessern Harz und beeinflusst die mechanischen Eigenschaften nahezu nicht.
E: Wenn Nanomaterialien hinzugefügt werden, spielen die ideal dispergierten Nanomaterialien eine ähnliche Rolle wie die interne Schmierung in PBT, was die Fließfähigkeit von PBT verbessern kann, aber die Dispersion von Nanomaterialien stellt eine große Schwierigkeit beim Mischungsmodifizierungsprozess dar.
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3. glasfaserverstärktes PBT-Material ist leicht verformbar
Der Grund:
Verzug entsteht durch ungleichmäßiges Schrumpfen des Materials. Die Ausrichtung und Kristallisation der Komponenten im Material, die falschen Prozessbedingungen beim Spritzgießen, die falsche Form und Position des Angusses während der Formkonstruktion und die ungleichmäßige Wandstärke während der Produktkonstruktion führen zu einer Verformung des Produkts .
Das Verziehen von PBT/GF-Verbundwerkstoffen ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Ausrichtung der Glasfaser in Fließrichtung die Schrumpfung des Harzes begrenzt, und die induzierte Kristallisation von PBT um die Glasfaser herum verstärkt diesen Effekt und führt zu einer Schrumpfung in Längsrichtung (Fließrichtung). Das Produkt liegt weniger horizontal (senkrecht zur Fließrichtung) und diese ungleichmäßige Schrumpfung führt zum Verziehen von PBT/GF-Verbundwerkstoffen.
Die Lösung:
A:
Fügen Sie Mineralien hinzu und nutzen Sie die Formsymmetrie mineralischer Füllstoffe, um die durch die Glasfaserorientierung verursachte Anisotropie zu verringern.
B:
Fügen Sie amorphe Materialien hinzu, um die Kristallinität von PBT zu verringern und die durch Kristallisation verursachte ungleichmäßige Schrumpfung zu verringern, z. B. AS, indem Sie ASA oder AS hinzufügen. Diese weisen jedoch eine schlechte Kompatibilität mit PBT auf und es müssen geeignete Verträglichkeitsvermittler hinzugefügt werden.
C:
Passen Sie den Spritzgussprozess an, indem Sie beispielsweise die Formtemperatur entsprechend erhöhen und den Spritzgusszyklus entsprechend verlängern.
4. Problem mit schwimmenden Fasern auf der Oberfläche von glasfaserverstärktem PBT
Der Grund:
Die Ursachen für schwebende Fasern sind komplexer, kurz gesagt sind es vor allem die folgenden Aspekte:
a:
Die Kompatibilität zwischen PBT und Glasfasern ist schlecht, was dazu führt, dass sich die beiden nicht effektiv miteinander verbinden lassen.
B:
Die Viskosität von PBT und Glasfaser ist sehr unterschiedlich, was zu einer Tendenz zur Trennung zwischen beiden im Fließprozess führt. Wenn der Trenneffekt größer als die Haftkraft ist, kommt es zur Trennung und die Glasfaser schwimmt zur Außenschicht und tritt aus;
c:
Das Vorhandensein von Scherkräften führt nicht nur zu lokalen Viskositätsunterschieden, sondern zerstört auch die Grenzflächenschicht der Glasfaseroberfläche. Die Schmelzviskosität ist geringer, die Grenzflächenschicht wird beschädigt und die Glasfaser wird durch die Bindungskraft ebenfalls kleiner, wenn die Viskosität geringer ist Wenn die Glasfaser bis zu einem gewissen Grad klein ist, löst sie sich von der PBT-Harzmatrixbindung, sammelt sich allmählich an der Oberfläche an und wird freigelegt.
d:
Einfluss der Formtemperatur. Aufgrund der niedrigen Temperatur der Formoberfläche gefriert die Glasfaser mit geringem Gewicht und schneller Kondensation sofort. Wenn sie nicht rechtzeitig vollständig von der Schmelze umgeben ist, wird sie freigelegt und bildet eine „schwimmende Faser“.
Die Lösung:
Verträglichkeitsvermittler, Dispergiermittel und Gleitmittel werden zugesetzt, um das Problem des Faserschwimmens zu verbessern. Beispielsweise erhöht die Verwendung von Glasfasern mit spezieller Oberflächenbehandlung oder die Zugabe von Verträglichkeitsvermittlern (z. B. SOG, ein PBT-modifizierter Verträglichkeitsvermittler mit guter Fließfähigkeit) durch den „Brückeneffekt“ die Bindung zwischen PBT und Glasfaser.
Optimierung des Formprozesses zur Verbesserung des Problems der schwimmenden Fasern. Höhere Einspritztemperatur und Formtemperatur, größerer Einspritzdruck und Gegendruck, schnellere Einspritzgeschwindigkeit und niedrigere Schneckengeschwindigkeit können das Problem der schwebenden Fasern bis zu einem gewissen Grad verbessern.
5. Das glasfaserverstärkte PBT-Spritzgussverfahren erzeugt mehr Formenmaßstab
Der Grund:
Die Bildung von Schimmelpilzablagerungen wird durch den hohen Anteil kleiner Moleküle oder die geringe thermische Stabilität des Materials verursacht. PBT lässt sich im Vergleich zu anderen Materialien leicht im Formmaßstab herstellen, da der Rückstandsanteil an Oligomeren und kleinen Molekülen normalerweise 1 % bis 3 % beträgt. Und nach der Einführung von Glasfasern wird es offensichtlicher. Dies führt dazu, dass die Form während der kontinuierlichen Verarbeitung regelmäßig gereinigt werden muss, was zu einer geringen Produktionseffizienz führt.
Die Lösung:
Reduzieren Sie die Menge an niedermolekularen Additiven (wie Schmiermitteln, Haftvermittlern usw.) und versuchen Sie, Polymeradditive zu wählen.
Verbessern Sie die thermische Stabilität von PBT und reduzieren Sie die Bildung kleiner Molekülprodukte durch thermischen Abbau während der Verarbeitung.
6. PBT weist eine schlechte thermische Hydrolyse auf
Der Grund:
Der Hauptfaktor, der die Hydrolyse von PBT beeinflusst, ist die Konzentration der terminalen Carboxylgruppe. Da PBT Esterbindungen enthält, werden die Esterbindungen aufgebrochen, wenn es in Wasser bei einer Temperatur über seiner Glasübergangstemperatur gegeben wird, und die durch Hydrolyse gebildete saure Umgebung beschleunigt die Hydrolysereaktion und die Leistung nimmt stark ab.
Die Lösung:
Durch die Zugabe eines Hydrolysestabilisators wie karbonisiertem Diimid verbraucht der Hydrolysestabilisator die durch Hydrolyse erzeugte Carboxylgruppe, verlangsamt die Säurehydrolysegeschwindigkeit von PBT und verbessert die Hydrolysebeständigkeit von PBT-Harz.
Durch die Blockierung der End-Carboxylgruppe von PBT wird die Konzentration der End-Carboxylgruppe verringert und die Hydrolysebeständigkeit von PBT verbessert. Beispielsweise wird ein Additiv mit einer funktionellen Epoxidgruppe hinzugefügt (z. B. die SAG-Reihe, ein statistisches Copolymer aus Styrol, Acrylnitril und GMA), und das Ende wird durch die Reaktion der funktionellen Gruppe GMA mit der endständigen Carboxylgruppe von PBT versiegelt, so dass z zur Verbesserung der Hydrolysebeständigkeit von PBT.
