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改性PBT材料常见问题及解决方法有哪些

来源:中新华美官网 发布日期: 2018.06.12
信息摘要:
改性PBT材料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…

改性PBT材料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。但改性PBT材料在加工过程中也会遇到各种问题,比如经玻纤增强后,因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲等原因。青岛中新华美公司经过多年的从业经验和技术积淀,现将改性PBT材料常见问题的原因及解决方法分析如下。

一、玻纤增强PBT材料容易翘曲

原因:

翘曲是材料不均匀收缩的结果。材料中组分的取向和结晶、注塑时采用不恰当的工艺条件、模具设计时浇口形状和位置不对、制品设计时壁厚厚薄不匀等都会造成制品的翘曲。

PBT/GF复合材料的翘曲主要是玻纤在流动方向上的定向限制了树脂的收缩,PBT在玻纤周围的诱导结晶又强化了这种效果,使得制品的纵向(流动方向)收缩小于横向(与流动方向垂直的方向),这种不均匀收缩便导致了PBT/GF复合材料的翘曲。

解决方法:

1)加入矿物,利用矿物填料的形状对称性减轻玻纤取向造成的各向异性;

2)是加入非晶材料,降低PBT的结晶度,减少因结晶而造成的不均匀收缩,如加入ASA或者AS,但是它们与PBT相容性差,需要添加适当的相容剂;

3)调整注塑工艺,如适当提高模具温度,适当增加注塑周期。

二、玻纤增强PBT表面浮纤问题

原因:

浮纤产生的原因比较复杂,简单说来,主要有以下几个方面:

1PBT与玻纤相容性很差,导致二者无法有效的粘结在一起;

2PBT与玻纤的粘度差异很大,导致二者在流动过程中形成分离的趋势,当分离作用大于粘合力时就会发生脱离,玻纤浮向外层而外漏;

3)剪切力的存在,既会导致局部粘度有差异,又会破坏玻纤表面的界面层熔体粘度愈小,界面层受损,玻璃纤维受到的粘结力也愈小,当粘度小到一定程度时,玻璃纤维便会摆脱PBT树脂基体的束缚,逐渐向表面累积而外露;

4)模具温度影响。由于模具型面温度较低,质量轻冷凝快的玻璃纤维被瞬间冻结,若不能及时被熔体充分包围,就会外露而形成“浮纤”。

解决方法:

1)加入相容剂、分散剂和润滑剂,改善浮纤问题。如使用特殊表面处理的玻纤,或者加入相容剂(如:SOG,一种良流动PBT改性相容剂),通过“桥梁”的作用,增加PBT与玻纤的粘结力;

2)优化成型工艺改善浮纤问题。较高的注塑温度和模具温度,较大的注塑压力和背压,较快的注塑速度,较低的螺杆转速,都可以一定程度改善浮纤问题。

三、玻纤增强PBT注塑过程中产生较多模垢

PBT+GF表面浮纤、模具模垢现象

原因:

模垢产生是由材料的小分子含量过高或者材料的热稳定性较差引起的。PBT由于其寡聚物和小分子残留率通常在1%3%,相对与其他材料容易产生模垢。而在引入玻纤以后,更加明显。这将导致在连续加工过程中,需要定时清理模具,造成生产效率低下。

解决方法:

1)减少小分子助剂的添加量(如润滑剂、偶联剂等),尽量选择高分子助剂;

2)改善PBT的热稳定性,减少加工过程中热降解产生的小分子产物;

四、PBT耐热水解性较差

原因:

影响PBT水解的主要因素是端羧基浓度。由于PBT含有酯键,在高于其玻璃化转变温度的温度下置于水中会发生酯键断裂,水解形成的酸性环境使水解加速反应,性能急剧下降。

解决方法:

1)添加水解稳定剂,如碳化二亚胺,水解稳定剂会消耗水解产生的羧基,减缓PBT的酸性水解速度,提高PBT树脂的抗水解性;

2)通过封闭PBT端羧基的方法,降低端羧基浓度,提高PBT的抗水解性,如加入带环氧官能团的助剂(如SAG系列, 一种苯乙烯-丙烯腈-GMA的无规共聚物),通过官能团GMAPBT端羧基反应来封端,从而提高PBT的抗水解性。

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