耐水解增强阻燃PBT复合材料的研制
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聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优异的综合性能,如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。
但其缺口冲击强度低、成型收缩率大、耐水解性差、易受卤化烃侵蚀,经玻纤增强后,因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲。
PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用。
下面,简单的阐述了PBT改性中一些常见问题的原因和改善方法。
1. 缺口敏感性原因:PBT分子中的苯环和酯基形成大的共轭体系,减小了分子链的柔曲性,使分子刚性增加,并且极性酯基、羰基的存在使分子间作用力增大,分子刚性进一步增强,从而韧性很差。
解决方法:a) 聚合改性聚合改性就是通过共聚、接枝、嵌段、交联等手段在聚合过程中在PBT分子中引入新的柔性链段,使其具有良好的韧性。
b) 共混改性共混改性就是将改性剂或高冲击强度材料与PBT共混或复合,使其作为分散相分布在PBT基体中,利用两组分的部分相容性或适当的界面黏结作用,提高PBT的缺口冲击性能。
如在PBT中添加反应性增容剂POE-g-GMA,通过GMA与PBT的端羧基的原位增容反应,加强界面作用力,以达到增韧效果。
2. PBT薄壁制品需要更高的流动性薄壁电子元件在电子电器、汽车电子工业领域,组件更薄是趋势,这就要求材料需要更高的流动性,才能以尽可能小的相应浇注器械的填充压力或合模力来实现型模的填充。
利用低黏度的热塑性聚酯组合物也常常能实现更短的循环周期。
另外,良好的流动能力对于例如质量分数超过40%的玻璃纤维和/或矿物质的高填充热塑性聚酯组合物来说也是非常重要的。
改善方法:1.选择低分子量的PBT,但是分子质量降低会影响机械性能。
2.借助流动促进剂如硬脂酸酯或褐煤酸酯,可以改善PBT流动性,但这类低分子质量酯会在产品加工和使用过程中渗出。
3.对于需要增韧的PBT材料,增韧剂的加入一定会导致流动性下降,故而需要选择对流动性影响更小的增韧剂。
PBT简介聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(简称PBT),属于聚酯系列,是由1.4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯聚缩合而成,并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。
与PET一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。
PBT历史PBT最早是德国科学家P.Schlack于1942年研制而成,之后美国Celanese公司(现为Ticona)进行工业开发,并以Celanex商品名上市,于1970年以30%玻璃纤增强塑料投放市场,商品名为X-917,后改为CELANEX。
1971年Eastman公司推出了有玻璃纤增强琏和不增强的产品,商品名Tenite(PTMT);同年GE 公司也开发出同类产品,有不增强、增强和自熄性的三个品种。
随后世界知名厂商德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona,日本Toray、三菱化学,台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生产行列,全球生产厂商共计三十余家。
PBT理化特性PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。
具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。
耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。
缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。
故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。
可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。
PBT燃烧鉴别不易燃烧,燃烧时无液体流下,离开火焰后在5秒钟内熄灭,(相似于PC)PBT加工工艺PBT又可称为热塑性聚酯塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格的产品。
毕业论文学生姓名:学号:学院:材料科学与工程学院专业:高分子材料与工程题目: PBT/PC合金材料性能的研究指导教师:评阅教师:2012 年 6 月河北科技大学毕业论文成绩评定表毕业论文中文摘要毕业论文外文摘要目录1引言 (1)1.1 关于PBT PC材料简介 (1)1.2 PBT材料的发展史 (1)1.3 PBT材料的发展现状 (2)1.4 PBT材料的发展趋势及其方向 (4)1.5 本课题的研究内容及所采用的方法 (7)2 实验部分 (9)2.1 实验试剂 (9)2.2 实验仪器和设备简介 (9)2.3 实验步骤 (15)2.4 性能测试与结构表征 (16)3 结果与讨论 (17)3.1 成型加工工艺参数的确定 (17)3.2 不同组分PC下合金的力学性能 (17)3.3 PC用量对共混体系弯曲模量的影响 (18)3.4 PC用量对共混体系弯曲强度的影响 (18)3.5 PC用量对共混体系拉伸强度的影响 (19)3.6 PC用量对共混体系缺口冲击强度的影响 (20)3.7 PC用量对共混体系热变形温度的影响 (20)3.8 PC用量对共混体系断裂伸长率的影响 (21)3.9 共混物的扫描电镜 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1引言当今社会的发展进步,高分子材料是现代工业和科技发展的基础和关键,是人类赖以生存的重要物质。
由于生产需要,我们所需要材料的优越性能,但是其他性能较好,就是某个单一性能比较差,不符合人类所需要的标准。
21世纪高分子材料的主要发展方向就是对高分子材料进行改性,对材料进行改性从而获得性能优异的材料。
随着高分子材料的改性技术不断的发展进步,各种改性技术的相互关系也逐渐的凸显出来了。
所以如何更好的利用改性方法以及更好的平衡各种改性方法的关系,成了影响高分子材料发展的重要因素。
1.1 关于PBT、PC材料简介聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是综合性能优异的工程材料,其为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。
阻燃PVC复合材料的制备及其性能表征阻燃PVC复合材料的制备及其性能表征引言近年来,由于火灾对人们生命财产的威胁日益突出,阻燃材料的研究和应用成为了热点领域之一。
阻燃PVC复合材料因其良好的阻燃性能和广泛的应用前景而备受关注。
本文将重点介绍阻燃PVC复合材料的制备方法及其性能表征。
一、阻燃PVC复合材料的制备方法1. PVC基质材料的选择将PVC作为阻燃复合材料的基质材料,是因其具有良好的绝缘性能、机械性能和加工性能,并且可以通过添加其他阻燃剂来提高其阻燃性能。
2. 阻燃剂的选择与添加常见的阻燃剂包括溴化化合物、氮磷化合物和无卤阻燃剂等。
根据PVC材料的不同要求和使用环境,选择适合的阻燃剂进行添加,并通过调整添加剂的含量来控制阻燃效果。
3. 加工工艺的选择阻燃PVC复合材料的制备过程中,加工工艺的选择对于最终产品的性能表现有重要影响。
常见的加工工艺包括热压法、挤出法和注塑法等。
在选择加工工艺时,需要兼顾材料的性能需求、工艺的可行性和经济效益。
二、阻燃PVC复合材料的性能表征1. 阻燃性能测试通过燃烧实验,测定阻燃PVC复合材料的燃烧性能,包括燃烧时间、燃烧性能等指标。
常见的测试方法包括UL-94垂直燃烧测试和氧指数测试等。
2. 力学性能测试测试阻燃PVC复合材料的力学性能,包括抗拉强度、抗弯强度、冲击强度等指标。
通过力学性能测试可以评估材料的强度和耐久性。
3. 热性能测试测试阻燃PVC复合材料的热性能,包括热变形温度、热稳定性等指标。
热性能测试可以评估材料在高温环境下的性能表现。
4. 绝缘性能测试测试阻燃PVC复合材料的绝缘性能,包括绝缘电阻、介电常数等指标。
绝缘性能测试可以评估材料在电气应用中的可靠性。
结论阻燃PVC复合材料具有广泛的应用前景,通过选择合适的基质材料、阻燃剂和加工工艺,可以制备出具有良好性能的阻燃材料。
通过对阻燃PVC复合材料的性能表征,可以评估材料的阻燃性能、力学性能、热性能和绝缘性能等。
PBT1、理化特性PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。
具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。
耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。
缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。
故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。
可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。
不易燃烧,燃烧时无液体流下,离开火焰后在5秒钟内熄灭,(相似于PC)。
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。
这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。
PBT吸湿特性很弱。
非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。
玻璃添加剂过多将导致材料变脆。
PBT的;结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。
对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。
一般材料收缩率在%~%之间。
含30%玻璃添加剂的材料收缩%~%之间。
熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低。
维卡软化温度大约为170℃。
玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之间。
由于PBT 的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。
2、应用领域由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性住、吸水性小、光泽良好,已广泛应用于改性工程塑料、抽丝、光缆等领域,现分类介绍如下:(1)PBT改性工程塑料 PBT作为工程塑料是一种综合性能优良的新型工程塑料,机械性能和电性能优异、耐化学腐蚀、易成型、低吸湿,在电子电气、汽车和机械制造领域获得了广泛的应用。
美国杜邦PBT特性;美国杜邦SK605 BK851黑色,玻璃纤维增强30%,尺寸稳定性良好,可加工性性良好,耐化学性良好,刚性高,吸潮性差,良好的强度;用途:工程配件,构件,工业领域,设备/机械部件,汽车领域的应用聚对苯二甲酸丁二醇酯为结晶形,熔点224℃,相对密度1.31-1.55,吸水率为热塑性塑料中之最低者之一,仅0.07%.具有优良的强韧性和抗疲劳性,冲击强度高,有润滑性和耐磨性,摩擦系数小,但缺口敏感性大。
耐热、耐气候性好,耐燃,但能慢燃。
尺寸稳定性好,电性能优良,耐电弧性好,但体积电阻率、高频介质损耗角正切值大。
抗化学药品性优良,与醇、醚、脂肪烃、酸和盐的水溶液等不起作用,耐四氯化碳,在二氯乙烷中溶胀,在芳烃、乙酸、和乙酸乙烯中有些溶胀,在浓硝酸和硫酸中分解。
耐热水、耐油类,但易受卤化烃侵蚀。
熔体粘度低、成膜性、成型性优良,但收缩大,薄膜可挠性好,撕裂和屈服强度高。
主要特点:* 优良的尺寸安定性、机械强度、高刚性、电气性能、优异的耐热性及宽广的化学药品抵抗性,弯曲蠕变性质佳,摩擦系数低,耐磨耗。
应用范围:* 机电与电子零件、高精密零件、机械零件、汽车零件* 建筑材料、运动器材、医疗器材* 家电用品* 其他特殊用途(以上是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)总体特性,不完全代表本产品的实际数据,如需了解本产品物理性能,机械性能,冲击性能,电气性能,热性能及加工参数。
请来电咨询)增强PBT:高强度,耐高温,电性能良好,应用:连接器、传感器、汽车拉手、点火线圈、电子元件等增韧PBT:高韧性,综合性能佳,应用:光纤护套、高压包、接插件、电子电器配件等阻燃PBT:1.玻纤增强PBT 2.耐紫外阻燃PBT 3.耐水解阻燃PBT 4.高CTI值阻燃PBT纯树脂阻燃PBT;优良的阻燃性及电性能,应用:继电器、接插件、电子元件等。
阻燃增强PBT:特性;高强度,耐高温,阻燃性及电性能良好,应用:线圈骨架、接插件、继电器、灯具、电子元件,办公通讯设备零部件、车拉手、燃气\水表零件、仪器仪表壳体;电子接插件、连接器、继电器壳、接线盒、线圈骨架、节能灯头;可做为彩显(监)电位器、汽配点火器\加热器、自动控制断路器壳、耐高电压制件等。
次磷酸铝阻燃剂的合成及其在PBT中的应用陈佳;刘学清;邹立勇;刘继延【摘要】通过工业副产物和次磷酸钠经一步反应制备得到次磷酸铝(AlHP)阻燃剂。
采用1H-NMR、31P-NMR、FTIR、XRF、XRD以及TGA等技术表征了其产物结构及热降解行为。
作为阻燃剂应用于PBT时,质量分数为20%的阻燃剂添加量可使聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的极限氧指数(LOI)由16.6%提高至29.2%,复合材料的垂直燃烧测试达到UL94 V-0级别;此外,AlHP的加入可显著降低PBT的热释放速率,促进稳定炭层的形成。
%In this study , aluminum hypophosphite (AlHP) flame retardant was synthesized with industrial by-products and sodium hypophosphite through one-step reaction. The structure and thermal behavior of the product were characterized by 1H-NMR ,31P-NMR ,FTIR ,XRF ,XRD and TGA. As aflame retardant being used in PBT ,the limit oxygen index(LOI) of PBT with 20 wt% filler loading improved from 16. 6%to 29. 2%,and the vertical burning test reached UL94 V-0 grade. Moreover,not only the heat release rate(HRR) of PBT decreased obviously with the adding of AlHP ,but also the formation of a stable carbon layer had been promoted.【期刊名称】《江汉大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】7页(P420-426)【关键词】次磷酸铝;阻燃剂;合成;PBT【作者】陈佳;刘学清;邹立勇;刘继延【作者单位】江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室,化学与环境工程学院,湖北武汉 430056;江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室,化学与环境工程学院,湖北武汉 430056;江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室,化学与环境工程学院,湖北武汉 430056;江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室,化学与环境工程学院,湖北武汉 430056【正文语种】中文【中图分类】TQ314.24聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为一种性能优异的工程塑料被广泛应用于电子、电气、机械、汽车等领域,在国民经济及社会生活中扮演着越来越重要的角色[1-3]。
PBT的概况1.1 PBT的概况PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)是五大通用工程塑料之一,具有耐高温、耐湿、耐磨、耐油、耐化学腐蚀、电绝缘性能好、热性能优良、机械性能和加工性能强、成型快等特点,可用于抽丝及制备光纤护套和色母粒等。
由于在PBT的聚集结构中有结晶区和非结晶区,易于通过添加其他物质进行改性,从而赋予其各种功能。
PBT 经增强改性后,可广泛应用于汽车、电子电气、纺织、机械设备及精密仪表部件、通讯、照明及其他高科技领域。
PBT品种繁多,除非增强的普通品级外,还有阻燃型、玻纤增强型、玻纤增强阻燃型、共混合金品级等。
1.2 PBT理化性质PBT (polybutylene terephthalate)CAS号:26062-94-2结构式:性状: PBT为结晶型热塑性树脂,常温下一般为乳白色、颗粒状固体,熔点为224-227℃,相对密度为1.31-1.55,吸水率极低,为0.07%。
机械强度高,拉伸强度、弹性模量等力学性能与聚甲醛、尼龙等工程塑料相似。
摩擦系数小,自润滑性能优异。
热变形温度在1.82MPa负荷下为60℃,但在0.45MPa低负荷下可达120℃以上。
电性能优良,体积电阻率为1016Ω·㎝,高于一般工程塑料。
耐电弧性190 S,为其它工程塑料所不及。
耐化学性能很好,除强氧化性酸如浓硝酸、浓硫酸及碱性物质对其生产分解作用外,对其它化学介质如有机溶剂、汽油、机油、一般清洁剂等稳定。
PBT结晶表面光泽好,尺寸较稳定。
PBT树脂易阻燃化,配用高效阻燃剂。
可制成力学性能不下降,UL-94V-0级的阻燃塑料。
缺点是对缺口冲击敏感。
用途: 用于制长丝, 薄膜,注塑电视,电器,仪表,机械等工业用的各种零部件。
1.3 PBT的包装、运输及贮存及其他等包装:产品包装于内衬塑料袋的聚丙烯编织袋内,净重25Kg/袋。
运输:运输中应避免日晒、雨淋和机械损伤等现象。
贮存:产品应置于清洁干燥的仓库中。
内容摘自六鉴化工咨询网()发布《PBT市场调研报告》。
PBT性能 :
聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(简称PBT),属于聚酯系列,是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成,并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。
与PET一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。
PBT理化特性 :
PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。
具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。
耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。
缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。
故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。
可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。
改性PBT塑料是指在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物,通过物理或化学作用,从而赋予其某种性能(机械加工性能)或使其某种性能获得改善。
如增韧、增强、增塑、阻燃等,而通过改性技术使得塑料变得具有鲜特征,而这其中要属在汽车和家电领域,改性PBT塑料的应用以及发展潜力最为巨大了。
这里介绍一种南京塑泰的PBT增韧剂(ST-1):
用于PBT及其合金材料的相容剂与增韧剂PBT增韧剂(ST-1)性能指标:
外观:白色透明颗粒
接枝率:1.0~1.3MA%
熔指:0.6~2.0g/10min(190℃,2.16kg)。