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改性PBT材料注塑六大常見問(wèn)題解決方案
一、缺口敏感性
原因：
PBT分子中的苯環(huán)和酯基形成大的共軛體系，減小了分子鏈的柔曲性，使分子剛性增加，并且極性酯基、羰基的存在使分子間作用力增大，分子剛性進(jìn)一步增強(qiáng)，從而韌性很差。
解決方法：
a) 聚合改性
聚合改性就是通過(guò)共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)等手段在聚合過(guò)程中在PBT分子中引入新的柔性鏈段，使其具有良好的韌性。
b) 共混改性
共混改性就是將改性劑或高沖擊強(qiáng)度材料與PBT共混或復(fù)合，使其作為分散相分布在PBT基體中，利用兩組分的部分相容性或適當(dāng)?shù)慕缑骛そY(jié)作用，提高PBT的缺口沖擊性能。如在PBT中添加反應(yīng)性增容劑POE-g-GMA，通過(guò)GMA與PBT的端羧基的原位增容反應(yīng)，加強(qiáng)界面作用力，以達(dá)到增韌效果。
在電子電器、汽車電子工業(yè)領(lǐng)域，組件更薄是趨勢(shì)，這就要求材料需要更高的流動(dòng)性，才能以盡可能小的相應(yīng)澆注器械的填充壓力或合模力來(lái)實(shí)現(xiàn)型模的填充。
圖1：薄壁電子原件
改善方法：
1.注塑工藝上可以通過(guò)提升注塑溫度和注塑壓力來(lái)提高材料注塑時(shí)的流動(dòng)性，同時(shí)可以通過(guò)提高模溫和注射速度來(lái)減緩材料的過(guò)快冷凝。
其外，模具方面需要開設(shè)良好的排氣。還可以適當(dāng)?shù)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">開寬進(jìn)膠口，這樣的話一方面可以改善材料流動(dòng)性，另一方面還可以提高注塑工藝的調(diào)整上限。
但現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中可能遇到的問(wèn)題是，溫度壓力提上來(lái)后，制件是能注滿，但因?yàn)槭潜”谥萍?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">高溫高壓的工藝條件下，產(chǎn)品容易出現(xiàn)脆裂，到時(shí)候可能需要材料方面的改善去適應(yīng)了。
2. 材料方面：為了改善PBT的硬脆性，一般是考慮加進(jìn)一定量的增韌劑。但增韌劑的加入又會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性的下降。我司研發(fā)工程師憑借其十多年的PBT塑料改性經(jīng)驗(yàn)，已掌握了對(duì)流動(dòng)性影響極少的增韌配方，可以大大改善薄壁PBT產(chǎn)品的脆性問(wèn)題。
此外加入如CBT等具有特定結(jié)構(gòu)的同類低分子聚酯，因其與PBT具有很好的相容性，所以極少的添加量,就可以大幅度提高樹脂的流動(dòng)性,而幾乎不影響力學(xué)性能。
原因：
翹曲是材料不均勻收縮的結(jié)果。材料中組分的取向和結(jié)晶、注塑時(shí)采用不恰當(dāng)?shù)墓に嚄l件、模具設(shè)計(jì)時(shí)澆口形狀和位置不對(duì)、制品設(shè)計(jì)時(shí)壁厚厚薄不勻等都會(huì)造成制品的翹曲。
PBT/GF復(fù)合材料的翹曲主要是玻纖在流動(dòng)方向上的定向限制了樹脂的收縮，PBT在玻纖周圍的誘導(dǎo)結(jié)晶又強(qiáng)化了這種效果，使得制品的縱向（流動(dòng)方向）收縮小于橫向（與流動(dòng)方向垂直的方向），這種不均勻收縮便導(dǎo)致了PBT/GF復(fù)合材料的翹曲。
圖2：未填充材料和填充材料的收縮不均
解決方法：
1.注塑工藝：因?yàn)檫@是加玻纖后橫縱分子取向差異導(dǎo)致的翹曲，所以注塑工藝上需要適當(dāng)提高模具溫度和注塑周期來(lái)改善。
2.材料方面：如果工藝上沒能讓翹曲得到改善，可以對(duì)材料配方進(jìn)行優(yōu)化。其一加入礦物，利用礦物填料形狀的對(duì)稱性減輕玻纖取向造成的各向異性。其二，加入如AS等非晶材料，來(lái)減少結(jié)晶造成的不均勻收縮。我司有成熟且穩(wěn)定的PBT抗翹曲的產(chǎn)品方案，同時(shí)客戶根據(jù)客戶的要求針對(duì)性去訂做產(chǎn)品方案。
原因：
浮纖產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，主要有以下幾個(gè)方面
（a）PBT與玻纖相容性很差，導(dǎo)致二者無(wú)法有效的粘結(jié)在一起；
（b）PBT與玻纖的粘度差異很大，導(dǎo)致二者在流動(dòng)過(guò)程中形成分離的趨勢(shì)，當(dāng)分離作用大于粘合力時(shí)就會(huì)發(fā)生脫離，玻纖浮向外層而外漏；
（c）剪切力的存在，既會(huì)導(dǎo)致局部粘度有差異，又會(huì)破壞玻纖表面的界面層熔體粘度愈小,界面層受損,玻璃纖維受到的粘結(jié)力也愈小,當(dāng)粘度小到一定程度時(shí),玻璃纖維便會(huì)擺脫P(yáng)BT樹脂基體的束縛,逐漸向表面累積而外露。
（d）模具溫度影響。由于模具型面溫度較低,質(zhì)量輕冷凝快的玻璃纖維被瞬間凍結(jié),若不能及時(shí)被熔體充分包圍,就會(huì)外露而形成“浮纖”。
圖3：玻纖增強(qiáng)PBT的表面浮纖圖
解決方法：
1.注塑工藝：可用較高的注塑溫度和模具溫度，較大的注塑壓力和背壓，較快的注塑速度和較低的螺桿轉(zhuǎn)速，都可以一定程度改善浮纖問(wèn)題。
2.材料方面：在PBT改性時(shí)可加入相容劑、分散劑和潤(rùn)滑劑等改善浮纖問(wèn)題。也可以使用PBT短纖類產(chǎn)品，短纖材料相對(duì)于長(zhǎng)纖將極大的改善產(chǎn)品浮纖問(wèn)題。
原因：
模垢產(chǎn)生是由材料的小分子含量過(guò)高或者材料的熱穩(wěn)定性較差引起的。PBT由于其寡聚物和小分子殘留率通常在1%～3%，相對(duì)與其他材料容易產(chǎn)生模垢。而在引入玻纖以后，更加明顯。這將導(dǎo)致在連續(xù)加工過(guò)程中，需要定時(shí)清理模具，造成生產(chǎn)效率低下。
圖4：注塑機(jī)模具的模垢現(xiàn)象
解決方法：
1) 減少小分子助劑的添加量(如潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑等)，盡量選擇高分子助劑；
2) 改善PBT的熱穩(wěn)定性，減少加工過(guò)程中熱降解產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物；
原因：
影響PBT水解的主要因素是端羧基濃度。由于PBT含有酯鍵，在高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下置于水中會(huì)發(fā)生酯鍵斷裂，水解形成的酸性環(huán)境使水解加速反應(yīng)，性能急劇下降。
圖5：PBT耐熱水解圖
解決方法：
1）添加水解穩(wěn)定劑，如碳化二亞胺，水解穩(wěn)定劑會(huì)消耗水解產(chǎn)生的羧基，減緩PBT的酸性水解速度，提高PBT樹脂的抗水解性。
2）通過(guò)添加封閉PBT端羧基的方法，降低端羧基濃度，提高PBT的抗水解性，如加入帶環(huán)氧官能團(tuán)的助劑(如SAG系列, 一種苯乙烯-丙烯腈-GMA的無(wú)規(guī)共聚物)，通過(guò)官能團(tuán)GMA與PBT端羧基反應(yīng)來(lái)封端，從而提高PBT的抗水解性。
