Глава 1. Свойства и области применения 1.1. Свойства и технические характеристики Полибутилентерефталат представляет собой полиэфир, формула которого представлена ниже. 
Это твердый бесцветный полимер; среднечисловая молекулярная масса (27-40)· 103; коэффициент полидисперсности  , где  и  - среднемассовая и среднечисловая молекулярной массы соответственно. Уравнение зависимости характеристич. вязкости [h] от среднечисловой мол. массы П.: [h] = 2,1 х х 10-4· [определение в смеси (1:1) фенола и тетрахлорэтана при 250C]. В отличие от полиэтилентерефталата, полибутилентерефталат - быстро кристаллизующийся полимер; максимальная степень кристалличности 60%. Обладает высокой прочностью, жесткостью и твердостью, стоек к ползучести, хороший диэлектрик. Данный полиэфир обладает хорошими антифрикционными свойствами. Коэффициент трения у полибутилентерефталата значительно меньше, чем у поли-e-капроамида и полиформальдегида. В отличие от полиамидов, у полибутилентерефталата, благодаря незначительному водопоглощению, сохраняются в условиях повышенной влажности высокие электроизоляционные и механические свойства. При длительном контакте с водой и водными растворами солей (напр., NaHCO3, Na2CO3, NaHSO3, KCl) полиэфир подвергается гидролитической деструкции: скорость процесса при комнатной температуре ничтожно мала, но возрастает при повышенных температурах (от 800C).
Таблица 1.1. Физико-химические свойства полибутилентерефталата | Свойства | Значения | | Плотн. (при 23 0C), г/см3 | 1,31 | | T. пл.., 0C | 224-230 | | T. стекл., 0C | 40-50 | | Водопоглощепие за 24 ч (23 0C), % по массе | 0,06 | | Равновесное влагосодержание (23 0С, 50%-ная относит. влажность воздуха), % по массе | 0,2 | | Предел текучести при растяжении, MПа | 46-60 | | Относит. удлинение, % | 50-250 | | Модуль упругости при растяжении, MПа | (25-28)·103 | | Изгибающее напряжение при значении прогиба, равном 1,5 толщины образца, МПа | 75-90 | | Твердость по Бринеллю, МПа | 140-160 | | Твердость по Роквеллу (шкала M) | 104 | | Твердость по Шору (шкала D) | 79-80 | | Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2 | | | образец без надреза | не разрушается | | образец с надрезом | 2,5-5,5 | | T. размягч. при изгибе (нагрузка 1,82 МПа), 0С | 60 | | Температурный коэф. объемного расширения, 0C-1 (от -40 до 40 0C) | 0,7·10-4 | | |  . кДж/кг
| | 48-50 | | |  , Oм·м
| | 2·1016 | | ε (при 1 МГц) | 2,8-2,9 | | |  (при 1 МГц)
| | 0,017-0,023 | | Кислородный индекс, % | 22-23 | Источник: по данным открытых источников информации Полибутилентерефталат растворим в смесях фенола с хлорированными алифатическими углеводородами, в м-крезоле. Не растворим в алифатических и перхлорированных углеводородах, спиртах, эфирах, жирах, растительных и минеральных маслах и различных видах моторного топлива. При 60˚C ограниченно стоек в разбавленныз кислотах и разбавленных щелочах, но разрушается в концентрированных минеральных кислотах и щелочах. По стойкости к действию химических реагентов и растрескиванию под напряжением превосходит поликарбонаты. Для модифицирования свойств в полибутилентерефталат вводят (в кол-ве 2-80%) наполнители (стекловолокно, углеродное волокно, мел, BaSO4, тальк, графит и др.), антипирены (бромсодержащие органические вещества в сочетании с Sb2O3), полимеры (полиэтилентерефталат, поликарбонаты, термоэластопласты), красители. Таблица 1.2. Сравнительные свойства ПБТ с другими инженерными термопластами | Показатели | ПЭТ | ПТТ* | ПБТ | ПА 6 | ПА 66 | | Точка плавления, ° С | 260 | 228 | 224 | 220 | 265 | | Температура стеклования, ° С | 70- 80 | 45 -55 | 20-40 | 40-80 | 50- 90 | | Плотность аморфных областей, г/см3 | 1,335 | 1,277 | 1,286 | 1,11 | 1,09 | | Плотность кристаллических областей, г/см3 | 1,455 | 1,387 | 1,39 | 1,23 | 1,24 | | Условный индекс скорости кристаллизации | 1 | - | 15 | 5 | 12 | | * [политриметилтерефталат (или полипропилентерефталат, ПТТ)] | Источник: по данным открытых источников информации Данный полиэфир перерабатывают преимущественно литьем под давлением, значительно реже экструзией. Важное преимущество данного вещества перед другими термопластами (полиэтилентерефталатом, поликарбонатами, полисульфонами) - хорошие технологические свойства, связанные с высокой скоростью кристаллизации при низких температурах (30-1000C) и высокой текучестью расплава. Данный полиэфир получают в две стадии по периодической или непрерывной схеме. На первой стадии синтезируют бис-(4-гидроксибутил)терефталат, на второй - проводят поликонденсацию. Бис-(4-Гидроксибутил)терефталат получают этерификацией терефталевой кислоты или переэтерификацией диметилтерефталата (этот метод преобладает в промышленности) 1,4-бутиленгликолем по схеме: 
Катализаторы процесса – титансодержащие соединения, в частности тетрабутоксититан (3·10-4 моль/моль терефталата). Поликонденсацию бис(4-гидроксибутил)терефталата проводят в вакууме при 240-2500C; кат.-Ti(OC4H9)4 . Расплав полибутилентерефталата выдавливают из автоклава, охлаждают водой и дробят на гранулы цилиндрической формы. Гранулят сушат в вакуумных или воздушных сушилках. В отличие от полиэтилентерефталата, полибутилентерефталат - быстро кристаллизующийся полимер; максимальная степень кристалличности 60%. Обладает высокой прочностью, жесткостью и твердостью, стоек к ползучести, хороший диэлектрик. Данный полиэфир обладает хорошими антифрикционными свойствами. Коэффициент трения у полибутилентерефталата значительно меньше, чем у поли-e-капроамида и полиформальдегида. В отличие от полиамидов, у полибутилентерефталата, благодаря незначительному водопоглощению, сохраняются в условиях повышенной влажности высокие электроизоляционные и механические свойства. При длительном контакте с водой и водными растворами солей (напр., NaHCO3, Na2CO3, NaHSO3, KCl) полиэфир подвергается гидролитической деструкции: скорость процесса при комнатной температуре ничтожно мала, но возрастает при повышенных температурах (от 800C).
1.2. Области применения Основным потребителем полибутилентерефталата и основанных на нём материалов является машиностроение. Из этого конструкционного пластика производят кузова, рамы, бамперы, детали внутренней отделки. Хорошо зарекомендовал себя полибутилентерефталат в электронной и электротехнической промышленности. Композиционные материалы на его основе используются для выработки лазерных дисков. Они участвуют в формовке соединительных корпусов для точки подключения электрической проводки. Из полибутилентерефталата принято отливать электродетали: выключатели, соединители и реле. Бытовое применение основано на изготовлении бутылок и ёмкостей разного объёма и формы. Из ПБТ-материалов изготавливают ручки для духовых шкафов, сковородок, части корпуса для телефонных аппаратов. Полибутилентерефталат можно использовать в процессе производства медицинского оборудования и инструментов, при изготовлении предметов мебели. Актуальным упаковочным материалом для пищевых продуктов служит картон, который покрывают плёнкой полибутилентерефталата. Такая тара выдерживает температурный режим до 290 °C. Материалы на базе полибутилентерефталата, обладающие повышенными характеристиками прочности, заменяют металл при производстве втулок для колёс велосипеда.
|
