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改性PBT材料注塑六大常見問題解決方案
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
聚合改性就是通過共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)等手段在聚合過程中在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，這就要求材料需要更高的流動性，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提升注塑溫度和注塑壓力來提高材料注塑時的流動性，同時可以通過提高模溫和注射速度來減緩材料的過快冷凝。
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)中可能遇到的問題是，溫度壓力提上來后，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導(dǎo)致流動性的下降。我司研發(fā)工程師憑借其十多年的PBT塑料改性經(jīng)驗(yàn)，已掌握了對流動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、注塑時采用不恰當(dāng)?shù)墓に嚄l件、模具設(shè)計(jì)時澆口形狀和位置不對、制品設(shè)計(jì)時壁厚厚薄不勻等都會造成制品的翹曲。
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（流動方向）收縮小于橫向（與流動方向垂直的方向），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改善。
2.材料方面：如果工藝上沒能讓翹曲得到改善，可以對材料配方進(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，同時客戶根據(jù)客戶的要求針對性去訂做產(chǎn)品方案。
原因：
浮纖產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，簡單說來，主要有以下幾個方面
（a）PBT與玻纖相容性很差，導(dǎo)致二者無法有效的粘結(jié)在一起；
（b）PBT與玻纖的粘度差異很大，導(dǎo)致二者在流動過程中形成分離的趨勢，當(dāng)分離作用大于粘合力時就會發(fā)生脫離，玻纖浮向外層而外漏；
（c）剪切力的存在，既會導(dǎo)致局部粘度有差異，又會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,玻璃纖維便會擺脫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),若不能及時被熔體充分包圍,就會外露而形成“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題。
2.材料方面：在PBT改性時可加入相容劑、分散劑和潤滑劑等改善浮纖問題。也可以使用PBT短纖類產(chǎn)品，短纖材料相對于長纖將極大的改善產(chǎn)品浮纖問題。
原因：
模垢產(chǎn)生是由材料的小分子含量過高或者材料的熱穩(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)加工過程中，需要定時清理模具，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的無規(guī)共聚物)，通過官能團(tuán)GMA與PBT端羧基反應(yīng)來封端，從而提高PBT的抗水解性。
