Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полибутилентерефталат

Благодаря низким показателям поглощения влаги они имеют отличную стабильность размеров. Ударная вязкость по Izod с надрезом составляет от 53 Дж / м (1,0 фут-фунт / дюйм) для неармированных марок до 187 и 854 Дж / м (3,5 и 16,0 футов / дюйм соответственно) для армированных и модифицированных ударных неармированных марок. Полибутилентерефталат, армированный стеклом, обеспечивает хорошее сопротивление ползучести как при температуре окружающей среды, так и при повышенных температурах. Не армированный PBT имеет предел прочности на разрыв 8000 фунтов на квадратный дюйм (55 МПа). С 40% -ным усилением стеклом, прочность на разрыв увеличивается до 21 300 фунтов на квадратный дюйм (147 МПа). Соответствующие модули текучести составляют 330 тыс. фунтов на квадратный дюйм (2280 МПа) и 1,5 млн. фунтов на квадратный дюйм (10 340 МПа) соответственно. Марки с минеральным наполнением и минеральным стеклом обеспечивают высокую промежуточную прочность и жесткость.

Электрические свойства полибутилентерефталата стабильны в широком диапазоне температур и влажности. Как и практически любые пластики, они хорошие изоляторы: объемное сопротивление PBT составляет более 10 * 16 Ом-см. Сопротивление дуги и диэлектрическая прочность также высоки, а коэффициент рассеивания низкий. Различные сорта PBT имеют рейтинг UL 94 HB. Имеются марки для соответствия требованиям UL 94 V-0, и многие из них также соответствуют более строгим требованиям по воспламеняемости UL 94.5V. Прочность, жесткость и лучшие термические свойства достигаются за счет усиления смол PBT стеклянными волокнами. Если требуется очень низкая деформация, рекомендуется армирование минеральными или минеральными / стеклянными наполнителями. Имеются марки с содержанием стекла от 7% до 50% по массе. Минеральные и минерально-стеклянные сорта имеют содержание наполнителя от 10% до 40% по массе.

Механические свойства этих марок занимают промежуточное положение между свойствами неармированных и армированных стеклом смол. О композитах PBT можно подробнее прочитать в специальной литературе. Когда спецификации требуют большей ударной вязкости, чем те, которые предлагаются для армированных стеклом марок, рекомендуются ударопрочные смолы. Специальные смеси могут быть получены для применений, требующих улучшения внешнего вида и текстуры поверхности. В полибутилентерефталатах сочетаются многочисленные желаемые свойства для промышленных приложений, такие как высокие температуры теплового отклонения, высокая жесткость, широкая химическая стойкость, низкая ползучесть, низкое влагопоглощение, отличные диэлектрические свойства и превосходная размерная стабильность при повышенных температурах. Правда, трубы из полибутилентерефталата не следует использовать в системах горячего водоснабжения (при температуре выше +49 °С...+54 °С), что может привести к ухудшению молекулярной прочности и серьезной деградации. Однако более высокие температуры материал выдерживает неплохо. Также следует избегать воздействия сильных оснований и кислот.

Способность полибутилентерефталата выдерживать нагрузку при повышенных температурах определяется полукристаллическим характером этого полимера. Тепловой потенциал четко выражается, например, в температурной зависимости модуля сдвига и коэффициента потерь при динамических механических испытаниях, в размягчении аморфных областей и плавлении. Типы PBT, армированные стекловолокном, особенно те, которые имеют более высокое содержание волокна, имеют более высокое термическое сопротивление, чем неармированные типы. При увеличении содержания армирующего волокна модуль имеет более высокие значения в сопоставимых температурах, и тепловое сопротивление (выраженное через модуль упругости при температуре выше +20 °С) улучшается. Теплоотражающие свойства модифицированного каучуком PBT существенно снижены из-за улучшенной подвижности системы, вызванной эластомерной фазой.

Коэффициент теплового расширения не зависит от направления впрыска в случае изотропных материалов (неармированные и наполненные материалы с наполнителями без ориентации, например, стеклянные шарики). В случае армированных материалов наблюдаются различные коэффициенты теплового расширения, сильно зависящие от ориентации армирующих волокон. Коэффициент теплопередачи PBT довольно низок и делает этот материал пригодным для таких применений, как теплоизоляция. В случае неармированного PBT, температура длительного применения, т. е. температура, при которой соответствующие механические свойства снижаются ниже половины их первоначальных значений через 25 тыс. часов, сильно зависит от нагрузки, значения которой находятся в диапазоне от +60 до +170 °С. Армированные материалы PBT имеют существенно улучшенную термостойкость до +220 °C. Модифицированные эластомером материалы имеют пониженную долговременную температуру применения около +100 °С.

Термическое старение, вызванное воздействием тепла и кислорода, приводит к ухудшению свойств и требует стабилизации в отношении термоокислительных процессов. Таким образом, стабилизированные материалы PBT, выдержанные в горячем воздухе, демонстрируют эффект посткристаллизации, что приводит к незначительному увеличению прочности на растяжение, но заметно снижает ударную вязкость. При низких температурах чрезвычайно длительные периоды времени необходимы для того, чтобы происходили изменения физико-химических свойств, и поэтому возможности применения технических деталей при низких температурах не ограничиваются, по существу, термическим старением.