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                      PBT塑料和PET塑料結晶度的差異

                      來源:無錫市達塑凱新材料
                      PBT 和 PET 聚酯:結晶度的差異
                      為了正確理解 PET 和 PBT 之間的性能差異,我們需要比較蘋果和蘋果——每種聚合物的半結晶形式.
                      縮醛聚合物系列中不同化學物質之間的異同.本月,我們將開始對不同的市售聚酯(稱為 PBT 和 PET)進行類似的比較.
                      多年前,在為定制注塑成型商工作時,我與我們的一位客戶密切合作,將一系列零件從 30% 玻璃纖維增??強 PBT 轉換為具有相同填料水平的 PET.
                      它作為材料在加工和性能水平上差異的實際應用.
                      從根本上說,PET 和 PBT 的化學性質很好相似.聚酯是通過酸(在這種情況下是對苯二甲酸)與醇反應合成的.在 PBT 的情況下,醇通常被稱為丁二醇,而在 PET 中,
                      它是乙二醇.因此,所得聚合物已知為聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 和聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET).
                       
                      通過檢查構成聚合物鏈的重復單元的化學結構,可以很好地理解材料的差異,如圖 1 所示.使材料與眾不同的基本特征是酯基團,這使得它的名字來源于這個家族的材料.
                      其他聚合物如 PTT 和 PCT 也是該化學家族的成員,它們的這些結構略有不同.
                       
                      這種材料化學的另一個關鍵特征是六邊環,它以規則的間隔出現在骨架中.該元素被稱為苯環或更一般地稱為芳環,該元素為聚合物鏈提供剛度.
                      這會影響幾個重要的特性,包括玻璃化轉變溫度,這是聚合物失去其承載特性的很大一部分的區域.
                       
                      從化學結構的二維渲染來看,這并不明白,但 3D 視圖會顯示,雖然聚合物鏈中的許多化學基團投射到頁面中或投射出頁面,但芳環位于一個平面內.
                      它還限制了鏈中其他組旋轉和振動的自然趨勢.這是該環形結構的硬化結果的一部分.環的流動性下降和體積大的特性也會影響聚合物在冷卻時結晶的能力.
                      PBT的芳環間距更大,比 PET 更有效地結晶.但 PET 如果成功結晶,則可提供很好的機械性能,包括強度、剛度和高溫性能.
                       
                      大多數消費者都熟悉裝有瓶裝水或軟飲料的容器中的 PET.這種類型的 PET 是無定形的,旨在阻止結晶.如果瓶級 PET 確實結晶,它會變得混濁,更重要的是,它會失去抗沖擊性.
                      因此,雖然您的汽車引擎蓋下可能有很多由結晶 PET 聚酯模制而成的零件,但它們會遇到高溫和腐蝕性化學環境;世上絕大多數 PET 都用于包裝中,它是無定形的、未增加強度的,
                      無法處理如此嚴苛的環境.
                       
                      我們將在本文第 2 部分討論的 PET 類型是半結晶的,幾乎總是含有大量的玻璃纖維和/或礦物填料.然而,PBT 聚酯可以以填充和未填充的半結晶形式提供.
                      事實上,由于 PBT 的結晶速度比 PET 快,因此在正常加工條件下不可能生產出無定形的 PBT 部件.聚合物結晶足夠有效,以在其結構中始終達到一定程度的組織.
                      酯基和芳環的剛度由丁烯基的柔韌性和流動性平衡.但在 PET 中,較短的亞乙基使結晶度成為可選.如果我們快速冷卻,我們可以得到無定形 PET,如果我們緩慢冷卻,
                      我們可以得到半結晶 PET.
                       
                      大多數 PET 瓶都是從注塑成型的瓶坯開始的.它們透明且堅韌且壁相對較厚,以便在預制件重新加熱和拉伸以形成瓶子時使壁變薄.如果您曾在瓶子制造廠工作,
                      您就會知道,如果在預熱循環期間,瓶坯變得太熱,它們會變得混濁——這是結晶的跡象.(事實上??,如果您仔細觀察預制件的澆口區域,
                      您會發現該區域由于部件的該區域產生的額外熱量而產生少量霧霾).如果您嘗試用這種混濁、部分結晶的材料吹制瓶子,則會下降沖擊性能.
                      如果結晶度足夠高,預制件甚至可能在吹制過程中破碎.所以訣竅是保持材料高于其玻璃化轉變溫度,但低于其結晶溫度.該溫度窗口可能不會很寬,
                       
                      該圖顯示了無定形 PET 聚酯的行為,這是一種未填充的透明材料,用于制造需要韌性和透明度但不需要承受高溫的零件.
                      當材料從室溫開始加熱時,一個值得注意的事件是玻璃化轉變.這表現為材料熱含量的階躍變化,并且在該化合物中,該過程在 75 C (167 F) 下完成.
                      在這一點上,材料已經失去了它在室溫下的剛性,變得柔軟而柔韌.隨著溫度升高,軟化聚合物的粘度會下降,直到溫度接近 110 C (230 F).
                      這是掃描基線開始快速上升的溫度,75 C 和 110 C 之間的差距代表吹瓶的機會窗口.
                       
                      我訪問過的大多數 PET 瓶廠的預熱溫度都在 100 C (212 F) 附近.一旦結晶過程開始,材料開始變渾濁.它也將開始恢復在經歷玻璃化轉變時失去的一些剛度.
                      如果此過程進行得足夠遠,聚合物會在約 140 攝氏度(284 華氏度)下結晶.在這一點上,材料將變得不透明且易碎,并將保持這種狀態,
                      直到晶體結構在大約 245 攝氏度(473 華氏度)熔化.因此,PET 可以是無定形的或半結晶的,這取決于我們如何對待它.
                       
                      但在正常的商業環境下,PBT 總是半結晶的.因此,為了正確理解 PET 和 PBT 之間的性能差異,我們需要將蘋果與蘋果進行比較——每種聚合物的半結晶形式.
                      由于 PET 結晶很好緩慢,因此生產具有半結晶結構的部件需要借助稱為成核劑的化學品以及填料和增加強度材料的固體顆粒.
                      因此,商業半結晶 PET 聚酯總是以填充或增加強度形式出售,為了公平比較 PET 與 PBT 的性能,我們需要將材料與同等水平的相同類型的填料進行比較.
                      我們將在本次調查的第 2 部分進行討論,并討論成型商在使用這兩種聚合物系列時會遇到的加工差異.

                             以上就是"PBT塑料和PET塑料結晶度的差異"文章的內容,如果您有采購需求,歡迎咨詢網站右上方的服務電話,我司將竭誠為您服務!

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