聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂)广泛应用于汽车、电子、电气、机械和仪表等行业作为结构件。通过玻纤增强并加入阻燃剂,PBT树脂大量用于电视机的阻燃件,如输出变压器骨架、基座以及各种电器的接插件与开关等。此外,PBT树脂还可以与其他聚合物共混制成塑料合金,其中汽车业是其最大的市场领域,常用于制造轿车保险杠和点火器等部件。这些合金也逐渐被应用于食品行业,例如作为微波炉加热容器,能够承受160℃以上的高温。
PBT的制备PBT树脂的制备方法主要有两种:一种是以对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,4-丁二醇为原料的酯交换法;另一种是使用高纯度的对苯二甲酸和1,4-丁二醇为原料进行直接酯化反应。工业生产中,一般采用前者的方法:首先在常压下于160~190℃条件下进行酯交换反应,随后加压升温进行缩聚反应;通过连续法工艺可以生产低、中、高不同粘度的产品。
PBT的化学性质PBT树脂的相对密度范围为1.31~1.55,吸水率很低仅为0.07%,是热塑性塑料中最优者之一。它具有优异的强韧性和抗疲劳性能,冲击强度高,自润滑性好且耐磨,摩擦系数小但缺口敏感性强。耐热、耐气候和阻燃性能良好,但在受热后会缓慢燃烧。尺寸稳定性佳,电性能优良,能承受良好的电压而不易产生电弧现象,但其体积电阻率较高,在高频介质中损耗较大。抗化学药品性好,多数醇、醚、脂肪烃、酸和盐的水溶液都不会对其造成影响。耐四氯化碳,在二氯乙烷中会轻微溶胀,并在芳烃、乙酸及乙酸乙酯中略微膨胀,在浓硝酸和硫酸中则会被分解。PBT树脂还具有良好的耐热水性和耐油性,但易受卤化烃侵蚀且不耐水解。
PBT的用途它可用于制造各种零件,如用于长丝、薄膜、电子电器(同变压器、电位器、条形联结件、彩色显相管插座及各种开关等),以及应用于汽车和机械部件。此外,PBT树脂还被用作纤维改进材料。
PBT的生产方法酯交换法是在高温高压条件下以熔融状态进行反应:将1:1.1~2.0摩尔比的DMT与1,4-BD及微量钛酸酯类催化剂加入酯交换反应器,于常压下在160~190℃下进行酯交换反应,并蒸发副产物甲醇和四氢呋喃。生成的对苯二甲酸双羟丁基酯进入预缩聚反应器,在190~230℃、1.33~13.33kPa(10~100mmHg)下进行预缩聚,随后再次蒸发副产物1,4-BD和少量四氢呋喃,并于250~260℃、<133Pa(1mmHg)压力下进行缩聚反应。当熔融树脂达到一定粘度后,经挤出成条或片并冷却切粒即得产品。
直接酯化法则是以精对苯二甲酸和1,4-丁二醇为原料直接进行酯化反应,制得对苯二甲酸双羟丁基酯单体。之后在特定条件下进行缩聚反应得到PBT树脂。