PBT物性特别要注意这种材料变脆问题(因为我有产品遇到过这方面的问题很头痛的).doc

PBT注塑加工与运用(2009/10/18 PBT学名全称是聚对苯二甲酸丁二酯,俗称热塑性聚脂.具有良好的综合性能,例如:冲击强度、耐高 温、电绝缘性好、尺寸稳定、耐化学品、耐老化、摩擦系数小、耐磨等.广泛用于制造机械零件、电子电器产品配件、汽车零配件等. PBT是聚对苯二甲酸与1,4-丁二醇聚合而成,其分子链主链由具有刚性的苯环和柔性的脂肪醇联结 起来的饱和线性分子组成,分子的高度几何规则性和刚性部分,使聚合物具有较高的机械强度、突出 的耐化学品、耐热性和良好的电性能.分子中没有侧链,结构对称,从而使PBT具有高度的结晶性和高熔点.这决定了PBT制品具有良好的综合性能,优于POM、PA、PC等工程塑料. 一.PBT的性能 1.物体性能 PBT呈乳白色或淡黄色，无毒、无味、密度为1.31g/cm3 , 加入30%玻璃纤维增强后的PBT密度为1.53 g/cm3. 2.机械性能 PBT具有良好的冲击韧性,玻纤增强后,其各种机械性能成倍增加,在同等条件下比POM、PC、PPO的各种强度都好.但缺口冲击强度较差.玻纤增强PBT的机械性能随温度升高而下降,但在较高的温度下仍保持较高的强度;在不同温度下,具有优良的耐蠕变性,并且几乎不随受力时间而变化.PBT的耐疲劳性能比增强PA、PC好. 3.热性能 因PBT是结晶型聚合物,所以具有明显的熔点,一般为225,加工温度超过270后,物料开始分解、变色.PBT的玻璃化温度较低,一般为30,结晶较快;PBT的热变形温度为60,玻纤增强后明显增加,加入30%玻纤增强的PBT的热变形温度是200-210,可以在140左右的条件下长期使用. 4.电性能 由于PBT的分子结构对称并几何规则性,所以具有十分优异的电性能、较高的电阻率和介电强度,使PBT在高温和恶劣的环境中安全工作,比PA和其它增强塑料要好. 5.耐化学性能 PBT的耐化学试剂性能比PC、PPO、聚砚等优越，常温下几乎能耐除强酸、强碱外的其他化学试剂. 6.耐老化、耐应力开裂性 PBT的内应力小，耐应力开裂性优良，在乙二醇变压器油中（90）浸5H，未发生应力开裂，而PC和聚砚不到1H就发生龟裂.PBT的耐老化性能也相当突出,在长时间暴露于高温条件下,其各种机械性能变化不大;而POM在同等条件下250H后,拉伸强度会急剧下降.PBT的耐湿热性较差,不耐热水和蒸气,当PBT长时间浸泡在高温热水中,其大分子会发生水解,导致分子量下降,性能也随之下降;但在80以下的热水中,其性能不受影响.PBT可以在低于60的热水中长期连续使用. 7.摩擦与磨耗性 PBT的摩擦系数很小,与POM差不多,其磨耗量比PC、POM小得多，加入玻纤增强后的PBT其磨耗量增加. 8.加工性能 1)PBT具有一定的吸水性,加工前需干燥. 2)PBT属高结晶聚合物,有明显的熔点,一般为225,温度一旦超过熔点,物料就开始熔融,黏度迅速下降,但当温度超过270物料便开始分解,所以PBT的加工温度为230-260. 3)PBT的玻璃化温度为30,结晶容易且结晶速度快,模具温度在60左右便能充分结晶. 4)PBT属温度敏感型聚合物,温度对黏度影响较大,且黏度较低,即使加入30%玻纤增强PBT在成形加工温度下的熔体黏度与标准注塑级的POM相当 5)二次加工性能良好,可采用车、铣、磨、刨、锉、钻、抛光等方法进行二次加工. 二.成形设备及模具 1.注塑机的选用 a. 注射量 PBT在料管温度超过280、停留时间长会分解,从而影响制品的性能和质量.因此,根据制品的质量在选择合适的注射量,不宜选用注射量超出过多的注塑机,避免物料在料管停留时间过长而分解. b. 螺杆 虽然PBT的成形加工困难,但是一般的螺杆还是能满足其加工要求，在注射量满足的前提下，尽量采用小直径规格螺杆的机型,过胶头、过胶圈、过胶垫圈均可采用普通型.工业生产中多数PBT制品采用玻纤增强PBT,有的高达30%,这些玻纤对零件的磨损较大,为了增强这些零件的耐摩性,需要采用表面电镀硬铬的螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈. c. 射嘴 由于PBT在熔融状态下黏度较低,流动性较好,为避免物料流涎,可以采用自锁式射嘴;但对于表面光泽度要求较高的白色制品,一般料温较高则需采用开放式射嘴,避免物料在射嘴内局部滞留而分解,影响制品的质量. 2.产品造型与模具设计 a.产品造型 由于PBT熔体黏度较低,流动性较好,加入玻纤增强后也比其它增强塑料具有较好的流动性.当熔体在250-270时,熔体充模较容易,不需很大的射压,故产品可设计成较薄的制品.又因PBT较易分解,在产品设计时,制品厚度尽量均匀,过渡位要尽可能采用平滑圆弧过渡,避免死角位. b. 脱模斜度 PBT是结晶型聚合物,收缩率偏大.模具设计时,应充分考虑到脱模,其斜度可选择1-2°. c.流道 PBT对锐角、缺口比较敏感，流道设计应尽量避免死角位，以免溶料流经流道时因局部剪切过量而引起降解或滞料，导致制品质量受影响，流道截面应取较大值. d.浇口 1).由于PBT是结晶型聚合物,当加入玻纤增强后,玻纤具有取向性,制品成形收缩率具有各向异性的趋势,流动方向上的收缩较小为0.25%,而与流动方向垂直的方向上的收缩率为1.0%.因此,模具设计时,浇口的位置影响制品的尺寸,应考虑制品在不同向的收缩率.PBT的垂直度一定是大于其流动性. 2).浇口的尺寸应采用口径粗、流程短，浇口过小或流程过长会因剪切过量生热而引起物料降解，影响制品的质量. e. 排气 因为PBT容易出现热降解,模具必须具有良好的排气性能,否则物料充模时会包裹空气,压缩生热导致物料升温而降解,甚至焦化,会在制品表面出现黑纹.排气孔或排气槽的开设应按实际需要而又不影响制品的外观.一般排气孔上午直径为0.5-0.8mm,排气槽的厚度为0.3-0.6mm,宽度为3-6mm. f.模腔的表面处理 由于工业生产中,PBT制品大多数是加入玻纤增强和阻燃的,对模具型腔表面有一定的磨损和腐蚀.因此,模腔表面必须进行处理,如镀铬、淬火、抛光等，以确保模具的寿命. 三.成形工艺 1.原材料的准备 因PBT中含有酯链有吸湿倾向,吸水率一般为0.2-0.3%,在吸湿状态下受热,酯链会发生水解,从而使物料降解;所以成形前需进行干燥,使水分含量达到0.02%以下,干燥温度为110-130,时间4H左右.如果干燥温度过高或时间过长,材料中的水分也不会有明显的变化,反而会因为受热温度过高或时间过长 而变质. 2.料管温度 由于PBT具有明显的熔点,一般为225,分解温度270.因此,料管温度适宜在230-260.对于阻燃PBT玻纤增强PBT,料管温度可相应增加10，温度太低不能充分熔融,流动性差；温度过高容易出现降解或分解,导致制品变脆、变色.因此,PBT的成形加工必须严格控制料温. 3.注射压力 由于PBT在加工温度范围内的流动性较好,所以注射压力不需太高,具体视制品的形状及其质量要求而定. 4.注射速度 由于PBT对热降解较敏感,因此选择注射速度时要注意,尽量不要太高速,以免物料充模时因剪切速率太大生热而降解. 5.螺杆转速 对于PBT的塑化,既要保证充分塑化,又要避免剪切过量,螺杆转速太低,塑化不良;转速太高,剪切过量.因此,采用中等转速. 6.背压 在注塑参数中,背压影响塑化和排气.在干燥不足时,制品有缺陷,可适当提高背压,加强排气;在材料充分干燥前提下,尽量采用较低的背压,以免物料受过量剪切而降解. 7.模具温度 PBT是结晶型聚合物,结晶温度40-190,结晶温度低、结晶容易、结晶速率快，在较低的模温下也能充分结晶.模温低,成形周期短,但制品易变形;模温高,收缩率大.因此,模具温度一般选择为:未增强PBT(60-70),增强PBT(70-80);对于尺寸精度要求较高的制品,模温的变化波幅应小于4,否则影响制品的尺寸稳定性. 8.成形周期 成形周期取决于制品的厚度、形状、模温和质量要求.对于薄壁制品充模要快,冷却也较快,所以注射时间、冷却时间、保压时间短,成形周期也较短.对于厚制品需采用较长的注射时间、保压时间、冷却时间和较高的模温,所以成形周期较长. 9.制品的后处理 对于尺寸精度要求较高的制品,制品取出后放在170的热风循环干燥箱中2-3H处理,以消除内应力. 10.滞留时间 由于PBT对热降解很敏感,在高温下有时停留10分钟,物料就会出现变色,如需长时间停止操作,应将料管内的材料排出,并将料管温度降低至170以下. 11.停机处理 对于白色或配色的PBT制品,生产过程中,若需停机过一段时间在生产,必须将料管内的余料射出,并用PP或PE清洗料管,尽量不要让PBT料留在料管内,以免下次开机加热时,物料受热时间过长而分解或变色,影响生产顺利进行. 11.变脆 原因: (1)熔料温度过高而降解 (2)熔料滞留时间长而降解 解决方法: (1).降低机筒温度、螺杆转速、背压,注射速度、压力等,以降低熔料的温度. (2).减少熔胶垫料,降低模具温度,尽量缩短成型周期,以减少熔料在机筒内的停留时间. 4.表面银纹或气纹 原因:(1)干燥不足 (2)熔料温度过高而分解 解决方法: (1) 加强干燥,选择适当的温度、风量 (2) 降低机筒温度、熔胶转速、注射速度,增加背压