Polybutylenterephthalat (PBT) ist ein Polyester, der durch Kondensation von Terephthalsäure und 1,4-Butandiol hergestellt wird. Es ist ein wichtiger thermoplastischem Polyester und einer der fünf wichtigsten Technische Kunststoffe.
Polybutylenterephthalat ist ein milchig-weißer, durchscheinender bis undurchsichtiger, teilkristalliner thermoplastischer Polyester mit hoher Hitzebeständigkeit. Er ist nicht beständig gegen starke Säuren und Basen, jedoch beständig gegen organische Lösungsmittel, entflammbar und zersetzt sich bei hohen Temperaturen.
Polybutylenterephthalat wird häufig in der Automobilindustrie, in mechanischen Geräten, Präzisionsinstrumententeilen, elektronischen Geräten, in der Textilindustrie und in anderen Bereichen verwendet.
AbkürzungMaterial: PBT
Besondere Eigenschaften: Hohe Hitzebeständigkeit, Zähigkeit, Dauerfestigkeit
Aussehen: Milchig-weißer, durchscheinender bis undurchsichtiger, halbkristalliner Feststoff
Chemische Formel: (C12H12O4)n
CAS-Nummer: 26062-94-2
Schmelzpunkt: 233 ℃
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Der Großteil des PBT-Harzes wird zu Verbundwerkstoffen verarbeitet. Nach der Modifizierung mit verschiedenen Additiven kann es mit anderen Harzen gemischt werden, um gute Gesamteigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Flammschutz, elektrische Isolierung und gute Verarbeitungseigenschaften zu erzielen. Es wird häufig in Branchen wie Elektrogeräten, Automobilen, Flugzeugbau, Kommunikation, Haushaltsgeräten, Transport usw. verwendet. Beispielsweise kann PBT nach der Modifizierung mit Glasfasern zur Herstellung elektronischer Komponenten verwendet werden, die einen Langzeitbetrieb bei hohen Temperaturen und eine hohe Dimensionsstabilität erfordern.
PBT hat eine hohe Durchschlagsspannung und eignet sich zur Herstellung hochspannungsfester Teile. Aufgrund seiner guten Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand eignet es sich für die Spritzgussverarbeitung von elektrischen Teilen mit komplexen Strukturen, wie z. B. integrierten Schaltkreisbuchsen, Leiterplatten, Computertastaturen, elektrischen Schaltern, Sicherungen, Temperaturreglerschaltern, Schutzvorrichtungen usw. Autostoßstangen, Vergaser, Zündkerzen, Komponenten von Kraftstoffversorgungssystemen, Zünder usw. Im Bereich der Kommunikation wird PBT häufig in integrierten Modulen, Verdrahtungsplatten, Elektrowerkzeugen usw. von programmierbaren Telefonen verwendet.
Vorbereitung
Es gibt zwei Hauptherstellungsverfahren für PBT: Esteraustausch und direkte Veresterungspolykondensation. Zu den verwendeten Katalysatoren gehören Tetraisopropyltitanat, Tetrabutyltitanat, Zirkoniumalkoxid, Zinnalkoxid usw.
(1) Esteraustauschverfahren: Das Esteraustauschverfahren verwendet Dimethylterephthalat (DMT) als Ausgangsstoff und unterzieht es zunächst einem Esteraustausch mit 1,4-Butandiol, um Dibutylenterephthalat herzustellen, das dann polykondensiert wird, um Polybutylenterephthalat herzustellen. Das Esteraustauschverfahren verwendet einen Überschuss an 1,4-Butandiol mit einem Molverhältnis von DMT zu 1,4-Butandiol von 1ː1.3–1.7 und einer Reaktionstemperatur von etwa 200 °C, was dem Reaktionsgleichgewicht in Richtung der Herstellung von Dibutylenterephthalat förderlich ist und das Auftreten von Nebenreaktionen verringern kann. Der zweite Schritt der Polykondensation hat eine Reaktionstemperatur von etwa 250–260 °C und wird unter einem reduzierten Druck von 0.1–1 mmHg durchgeführt. Das Esteraustauschverfahren kann intermittierend oder kontinuierlich durchgeführt werden. Die Vorteile liegen darin, dass die Ausrüstung relativ einfach ist, die Reaktionsbedingungen relativ mild sind und die Esteraustausch- und Polykondensationsreaktionen relativ leicht schrittweise gesteuert werden können. Allerdings weist die Chargenproduktion eine geringe Effizienz auf.
(2) Kontinuierliche direkte Veresterungspolykondensationsmethode: Die kontinuierliche direkte Veresterungspolykondensationstechnologie ist relativ komplex. Da die Prozessmaterialien alle in einem Hochtemperatur-, Hochvakuum-Schmelzzustand verarbeitet werden, sind das Gerätematerial, die Gerätestruktur, der Materialtransport und die Reaktionsbedingungen relativ komplex. Daher wurden verschiedene patentierte Technologien entwickelt. Die bekanntesten sind: Die Lurgi-Zemmer-Technologie, die durch die Verwendung von drei Reaktoren für Veresterung, Vorkondensation und Polykondensation gekennzeichnet ist. Der Polykondensationsreaktor ist ein horizontaler Scheibenreaktor, und eine einzelne Produktionslinie kann eine Größenordnung von 120,000 Tonnen/Jahr erreichen. Die Produktqualität ist hoch, und das Nebenprodukt Tetrahydrofuran kann direkt bei der Herstellung von Polytetrahydrofuran verwendet werden; Die japanische Hitachi-Technologie verfügt über vier verschiedene Reaktortypen, die gleichzeitig hochviskose und mittelviskose Produkte produzieren können. Die Größenordnung einer einzelnen Produktionslinie kann 60,000 Tonnen/Jahr erreichen. Die Uhde Inyenta Fischer-Technologie verwendet einen Turmreaktor. Veresterung und Polykondensation können in einem Reaktor durchgeführt werden, und es können PBT-Produkte mit einem Polymerisationsgrad von 20-35 hergestellt werden. Wenn Produkte mit einem Polymerisationsgrad von 80-150 hergestellt werden sollen, können diese in einen anderen horizontalen Polykondensationsreaktor namens DISCAGE verschoben werden.
(3) Festphasenpolykondensationsverfahren: Das obige Verfahren kann nur PBT-Produkte mit einem Polymerisationsgrad von etwa 100 und einem Molekulargewicht von 20,000-35,000 erzeugen, die den Anforderungen von Textil- und Membranprodukten gerecht werden können. Für einige technische Kunststoff-Produkte die PBT mit einem Polymerisationsgrad von 150-200 und einem Molekulargewicht von mehr als 40,000 erfordern, ist der Festphasenpolykondensationsprozess erforderlich. Der Festphasenpolykondensationsprozess ist komplex und wird in einem Festphasenpolykondensationsreaktor durchgeführt. Er umfasst hauptsächlich vier Hauptprozessschritte, nämlich Vorkristallisation, Glühen, Reaktion und Abkühlen. Er kann intermittierend oder kontinuierlich durchgeführt werden.
Toxische Wirkungen
PBT ist ungiftig und verursacht keine Hautreizungen. Der Produktionsprozess hat negative Auswirkungen auf die Umwelt und muss kontrolliert werden.
Verpackung, Transport und Lagerung
PBT-Harz wird in Plastik- oder Gewebebeuteln mit Plastikauskleidung verpackt. Der Lagerort sollte trocken und belüftet sein und vor Regen, Witterungseinflüssen, hohen Temperaturen und offenem Feuer geschützt sein. Vermeiden Sie außerdem den Kontakt mit starken Säuren, starken Basen und starken Oxidationsmitteln.
