在工程塑料领域，聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 是一种用途广泛且性能卓越的材料。无论您从事制造业、汽车业、电子业还是消费品，PBT 都具有独特的性能组合，适用于各种应用。在本终极指南中，我们将探索您需要了解的有关 PBT 塑料的所有信息，从其特性和应用到其加工和环境影响。
什么是 PBT 塑料（聚对苯二甲酸丁二醇酯）？聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 是一种半结晶性热塑性聚合物，属于聚酯家族的一部分，与 聚对苯二甲酸 （PET）。它以其出色的机械、热和电气性能而闻名，使其成为各种高性能应用的首选。PBT 的独特之处在于其强度、韧性和柔韧性以及耐热性和耐化学性的结合。
PBT 的结构使其易于通过成型和挤出技术进行加工，并且经常用于注塑成型以制造高精度部件。虽然 PBT 与 PET 有一些相似之处，但其独特的特性使其更适合某些工业应用。
PBT塑料是如何制成的？PBT塑料化学式：（C12H12O4)n
PBT 是通过一种称为缩聚的工艺生产的，其中对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与 1,4-丁二醇发生反应。该反应在催化剂（通常是有机钛或有机锌化合物）存在下进行。然后可以将所得聚合物进一步加工成不同等级的 PBT，以满足特定应用。
PBT 被广泛使用的原因之一是其易于加工。PBT 可以注塑、挤出和吹塑，适合制造复杂形状和部件。此外，该材料的快速结晶意味着它在成型过程中可以快速冷却，从而缩短生产周期。
PBT塑料的关键特性PBT 具有多种特性，使其在各个行业中备受青睐：
机械性能：PBT 坚固、坚韧且坚硬，是需要承受机械应力的部件的理想选择。它具有良好的抗蠕变性，这意味着即使在持续负载下，它也能随着时间的推移保持其形状和强度。
热性能：PBT 具有较高的热变形温度 (HDT)，使其在高温下仍能保持机械性能。其耐高温性也使其适合于涉及热暴露的应用，例如汽车发动机舱。
电气特性：PBT 是一种出色的电绝缘体，具有高介电强度和电阻。这使得它成为需要保护免受放电或击穿影响的电气和电子元件的热门选择。
耐化学性：PBT 对多种化学品（包括油、油脂和溶剂）具有出色的耐受性。这使其成为汽车或工业部件等暴露于恶劣环境的应用的理想选择。
尺寸稳定性：PBT 的主要优势之一是吸湿性低，即使在潮湿或潮湿的条件下也能保持尺寸稳定性。这对于需要长期保持形状的精密部件尤其有益。
阻燃性：某些等级的 PBT 含有阻燃添加剂，使其具有抗燃性。这种特性在涉及电气和电子元件的应用中尤其有价值，因为这些应用对防火安全至关重要。
耐磨性：PBT 具有良好的耐磨性，这对于承受反复机械应力或摩擦的部件非常有益。对于齿轮和机械部件的应用，可以使用润滑剂进一步增强其耐磨性。
易于加工：PBT 可通过注塑、挤出和吹塑工艺轻松加工。加工过程中结晶速度快，缩短了循环时间，这在批量生产环境中非常有利。
低摩擦系数：PBT 的摩擦系数相对较低，因此适用于滑动或旋转部件，例如轴承或衬套，这些部件中尽量减少磨损和摩擦至关重要。
PBT材料性能综合分析机械性能
在休息时延长
5-300％
屈服伸长率
3.5-9％
柔韧性（弯曲模量）
2-4 帕
洛氏硬度
70-90
肖氏硬度 D
90-95
刚度（弯曲模量)
2-4 帕
断裂强度（拉伸）
40-50兆帕
韧性
27-999焦耳/米
低温韧性
27-120焦耳/米
杨氏模数
2-3 帕
电气特性
耐电弧
124-190秒
介电常数
2.9-4
介电强度
15-30千伏/毫米
耗散因数
10-200 x 10-4
体积电阻率
14-17 x 1015 欧姆.cm
物理特性
收缩
0.5-2.2％
吸水率 24小时
0.1-0.2％
密度
1.3-1.4 g / cm3
玻璃化转变温度
55 65°C
热性能
线性热膨胀系数
6-10 x 10-5 /度
隔热（导热系数)
0.21瓦/ mK
耐火性（LOI）
20-24％
阻燃性 UL94
HB
使用温度
延性/脆性转变温度
-40°C
热变形温度 @0.46 MPa (67 psi)
115 150°C
热变形温度 @1.8 MPa (264 psi)
50 85°C
最高连续使用温度
80 140°C
最低连续使用温度
-40°C
如何定制材料属性？在复合过程中，可以精确调整材料属性，以实现所需的性能特征。这涉及加入各种填料、增强剂和添加剂，每种材料都经过精心选择，以满足特定的最终用户要求。
例如，在使用 PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）时，可以使用各种添加剂来增强其性能。通常添加苯并三唑类紫外线稳定剂来提高材料对紫外线降解的抵抗力，确保初始颜色较低且长期保持出色的颜色稳定性。其他添加剂可能包括用于提高安全性的阻燃剂或用于提高耐用性的抗冲击改性剂。
通过精心选择和组合这些成分，制造商可以生产出具有定制特性的材料，例如增强的强度、改善的热稳定性或增强的灵活性，最终提供出精确满足应用需求的产品。
PBT 与其他热塑性塑料合金化有何效果？PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）合金经过精心设计，满足严格的性能规格，为各种应用提供了一系列优势。
工程特性：PBT 合金具有出色的工程性能，是一种延展性好且耐化学腐蚀的树脂。这使它们成为既需要耐用性又需要可靠性的应用的理想选择。
增强韧性：这些合金使设计师能够实现更高的韧性，而不会损害机械性能或环境抵抗力。这种平衡对于暴露在严苛条件下的产品至关重要。
温度适应能力：PBT 合金即使在低至 -40°C 的温度下也能保持延展性，同时在高温汽车内饰等环境中也能保持功能刚度。专用等级能够满足严格的性能标准，例如安全气囊盖和容器等安全设备中的标准。
电气和化学耐受性：PBT 合金具有高电阻和介电强度，以及出色的延展性。它们还具有良好的耐油、耐油脂和耐燃料化学性，符合严格的热冲击标准。这使它们成为配电箱和无分电器点火系统等引擎盖下应用的理想选择。
耐候性和阻燃性：耐候级 PBT 合金在户外电气应用（如接线盒）中表现良好。此外，聚酯阻燃技术可以集成到这些合金中，从而提高各种环境下的安全性和合规性。
聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PC/PBT) 混合物PC/PBT 共混物充分利用了聚碳酸酯 (PC) 和聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 的互补优势，使其用途广泛且效率极高，适用于要求严苛的应用。
由于具有相当的抗拉强度和抗弯强度，这种混合物既坚固又可靠。
抗冲击性和耐热性：聚碳酸酯成分提高了抗冲击性、耐热性和刚度，确保了在恶劣条件下的耐用性。
耐化学性：PBT 具有优异的耐化学性，可防止各种化学物质的侵蚀。
尺寸稳定性：该混合物在一系列温度范围内具有一致的性能，能够保持形状和强度。
这些混合物即使在低温下也能保持其韧性，增强了对燃料、天气以及燃料和润滑剂应力开裂的抵抗力。加入聚碳酸酯可降低混合物中结晶 PBT 的湿度敏感性。
增强模量：PC 共混物比单独的 PC 具有更高的模量，从而提供了出色的结构强度。
弯曲模量的改善：引入少量聚酯可以提高PC的弯曲模量，增加柔韧性。
卓越的抗冲击性：PC 的冲击强度已经很高，但对于富含聚酯的混合物来说，其冲击强度会显著提高，从而提供更优异的抗冲击性。
防潮性：混合物的抗吸湿能力确保了长期的稳定性和性能。
然而，与其他 PC/聚酯共混物相比，PC/PBT 共混物的混溶性相对较差，这会影响某些应用。
我们的强项
限制
即使在 -40°C 的环境下也极其坚韧
由于流动特性适中，不适合薄壁设计
耐高温达 140°C
不透明饰面
优异的耐候性
明显收缩
有效的紫外线防护
易受碱、酯、酮和卤代烃的影响
优异的色彩稳定性
符合 FDA 标准
由于这些特性，PC/PBT 混合物非常适合各种应用，可提高性能和耐用性：
汽车/运输：由于其优异的韧性和抗应力开裂性能，常用于保险杠、后挡板外板、门把手和拖拉机引擎盖。
家居/消费品：适用于链锯外壳、电钻外壳等，耐用性和耐化学性至关重要。
电气和建筑：用于电气外壳和双层玻璃隔条，受益于其电阻和结构可靠性。
化妆品包装：PBT 常用于泵机构和其他精密部件等特定组件，具有耐用性和耐化妆品中常见化学性质。
医疗器械：用于生产医疗设备和部件，受益于混合物的耐化学性和易于消毒。
体育(器材)：用于防护装备和头盔等物品，具有高抗冲击性和耐用性。
聚乙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PE/PBT) 共混物在 PBT 中加入 15-25% 的低密度聚乙烯可带来多项改进：
提高处理效率：这种混合物简化了制造过程，节省了时间和能源。
提高机械强度：具有优异的抗拉强度和抗冲击性
吸湿性降低：该混合物在潮湿条件下具有稳定性，从而延长了材料的寿命。
成本效益：优化混合可降低材料和维护成本。
多功能性和灵活性：该混合物适应多样化的应用和复杂的设计。
环境效益：它通过潜在的可回收性和减少的影响来支持可持续性。
PBT 与其他热塑性塑料相比有哪些优势？与 PET 相比，PBT 具有以下几个优势：
熔点较低:
PBT：223°C（433°F）
聚酯：255℃（491华氏度）
提高处理效率
PBT 的熔点较低，可缩短加工时间并降低能耗。
增强流动特性
PBT 在熔融状态下表现出优异的流动性，再加上快速的结晶性，使其在注塑应用中具有极高的成本效益。
更好的抗冲击性
具有优异的抗冲击性，适合需要耐用性的应用。
较低的玻璃化转变温度
在温度敏感应用中提供更大的灵活性。
除了比 PET 更具优势之外，PBT 还因其增强的性能特性而经常被选为优于聚丙烯、尼龙和聚甲醛等其他结晶热塑性塑料。
更换的多功能性：在要求提高机械性能和耐化学性的应用中，PBT 正越来越多地取代这些材料。
非晶材料的竞争优势：它与聚砜和聚碳酸酯等非晶态工程材料具有有效的竞争性，在强度、韧性和成本效率之间实现了平衡。
此外，PBT 的快速结晶和优异的尺寸稳定性使其成为精密复杂组件的理想选择，增强了其在汽车、电气和消费品等各个行业的吸引力。
PBT的加工方法有哪些？PBT 的加工方法多种多样，主要采用注塑成型，温度范围为 230°C 至 270°C。此外，PBT 还可以通过挤出和吹塑技术进行加工。非增强型 PBT 经常用于专门的挤出和纤维纺丝应用。
多种 PBT 等级可满足各种加工技术的要求，包括：
型材、管材和单丝挤出：非常适合精确地创建复杂的形状。
熔喷和纺粘工艺：适用于生产具有独特性能的无纺布。
为了获得最佳效果，建议将冷却温度维持在 250-275°F 之间 2-4 小时。
注塑成型条件
预干燥：必须将水分含量降低至 0.02% 以下，以避免出现缺陷。
模具温度：40-80°C，影响成型收缩。未填充：收缩率 1.4-2.0%。玻璃纤维增强：收缩率 0.4-0.6%。
注射压力: 100-140 兆帕 / 1000-1400 巴
螺杆设计：为了获得最佳性能，采用 L/D 比为 15-20、压缩比为 2.5-3.0 的分级三区螺杆。
连接技术
PBT 组件可采用多种方法有效连接：
超声波、热板、摩擦和热气焊接：每种技术针对不同的应用提供了特定的优势。
双组分粘合剂：非常适合实现牢固、持久的粘合。
这些全面的加工和连接选项使 PBT 成为各种工业应用的灵活选择，确保最终产品的高性能和可靠性。
PBT 有哪些局限性？
成型收缩率高：PBT 的模具收缩往往比较大，因此需要仔细考虑设计。
耐水解性差：它对热水敏感，并且会随着时间的推移而降解，影响耐用性。
容易翘曲：由于差异收缩较大，PBT 可能会翘曲，影响尺寸稳定性。
缺口灵敏度：未增强的 PBT 容易受到应力集中的影响，从而导致潜在的故障。
低热变形温度（HDT）：PBT 的 HDT 为 60°C (140°F)，与其他材料相比，在高温条件下的性能可能不佳。
其他注意事项
紫外线灵敏度：PBT 长时间暴露在紫外线下会发生降解，因此户外应用时需要使用稳定剂。
耐化学性：虽然 PBT 对许多化学物质有效，但它可能无法耐受强酸或强碱。
PBT 等级及其特殊功能PBT 有多种等级可供选择，每种等级都针对特定应用而量身定制。让我们来看看一些最常见的类型：
增强PBT：该等级通常采用玻璃纤维增强，具有更高的刚度、强度和尺寸稳定性。它非常适合机械性能至关重要的应用，例如汽车部件。
抗冲改性 PBT：此类 PBT 具有更高的抗冲击性，适合用于需要吸收冲击或承受机械应力的部件。它通常用于需要频繁搬运或粗暴使用的消费品。
阻燃PBT：此版本的 PBT 包含阻燃添加剂，使其适用于需要防火的应用，例如电气元件。
润滑PBT：对于涉及摩擦或磨损的应用，润滑 PBT 可降低摩擦系数，提高材料的耐磨性并延长其在机械零件中的使用寿命。
市售的 PBT 等级有哪些？产品名称：VALOX™供应商：SABIC
描述：VALOX™ PBT 树脂经过增强、阻燃和抗冲击改性，具有出色的电绝缘和机械性能。常用于汽车零部件、电连接器和电器外壳。有多种等级可供选择，包括玻璃增强选项，以获得更高的刚度和强度。
产品名称：CELANEX®供应商：塞拉尼斯
描述：CELANEX® PBT 具有高尺寸稳定性、强度和出色的耐热性和耐化学性。它通常用于汽车零部件、电气/电子连接器和工业应用。可提供针对注塑和挤出工艺优化的等级。
产品名称：CRASTIN®供应商：杜邦
描述：CRASTIN® PBT 具有出色的强度、刚度和低吸湿性。由于其介电强度和阻燃性能，它经常用于电气和电子元件。特殊等级包括玻璃填充和抗冲击改性版本。
产品名称：ULTRADUR®供应商：巴斯夫
描述：ULTRADUR® PBT 以其高刚性、耐热性和良好的耐化学性而闻名。它广泛应用于汽车零部件、家用电器和电气工程。有阻燃和增强等级可供选择，适用于需要增强安全性和机械性能的应用。
产品名称：RYNITE®供应商：杜邦
描述：RYNITE® 结合了 PET 和 PBT 的性能优势，具有高刚度、强度和耐热性。它设计用于电气绝缘、 照明灯具以及汽车应用。玻璃增强等级具有更好的尺寸稳定性和耐用性。
产品名称：TICONA DURANEX®供应商： 泰科纳（塞拉尼斯）
描述：DURANEX® PBT 具有出色的机械和电气性能、良好的耐化学性且易于加工。它广泛用于汽车零部件、电气元件和消费品。有增强型、阻燃型和润滑型可供选择。
产品名称：Arnite® B434 SE供应商： 帝斯曼工程材料
描述：Arnite® B434 SE 是一种高性能、非增强型 PBT 牌号，以其出色的机械性能、尺寸稳定性和低吸湿性而闻名。它具有高刚度和对各种化学品的良好耐受性，是电气和电子应用的理想选择，尤其是连接器和开关。这种特定牌号还用于高耐热性和良好电气性能至关重要的汽车应用。
PBT 的可持续性和环境影响随着各行各业越来越关注 承诺对学院，PBT 已成为环保材料讨论的一部分。虽然 PBT 不可生物降解，但它可以回收利用，尽管 PBT 的回收基础设施并不像 PET 等其他塑料那样普及。
从可持续发展的角度来看，PBT 的优势之一是使用寿命长。用 PBT 制成的产品往往使用寿命更长，减少了频繁更换的需求，降低了总体材料消耗。此外，生物基 PBT 的生产也在不断进步，这可以进一步减少这种多功能塑料对环境的影响。
PBT 塑料的未来展望未来，PBT 有望在汽车、电子、化妆品包装和消费品等行业继续增长。新型 PBT 混合物和复合材料的开发开辟了更多的可能性，可提供针对特定需求的改进性能特征。
随着环保问题日益突出，人们对开发传统 PBT 的可持续替代品的兴趣也日益浓厚。生物基和再生 PBT 方案已在探索之中，随着各行各业向更环保的解决方案迈进，我们可以期待该领域取得进一步进展。
结语聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 是热塑性塑料领域的主力军。它兼具强度、耐热性、化学耐久性和电绝缘性，是广泛应用的理想材料。无论您制造的是汽车零部件、电气元件还是消费品，PBT 都能提供您所需的性能和多功能性。
随着行业的发展和可持续性越来越受关注，PBT 的作用将继续增强，新的创新将为更先进的应用铺平道路。无论您是 PBT 新手还是希望加深理解，本指南都全面概述了这种非凡材料的全部功能。