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聚對苯二甲酸丁二醇酯

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聚對苯二甲酸丁二醇酯(英文名polybutylene terephthalate;簡稱PBT)又名聚四亞甲基對苯二甲酸酯(polytetramethylenene terephthalate),是通過對苯二甲酸和1,4-丁二醇縮聚製成的聚酯。最重要的熱塑性聚酯,五大工程塑料之一。
PBT為乳白色半透明到不透明、半結晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、可以在140℃下長期工作,韌性、耐疲勞性,自潤滑、低摩擦係數。 不耐強酸、強鹼,能耐有機溶劑,可燃,高温下分解。由於這些優良的性能,在汽車、機械設備、精密儀器部件、電子電器、紡織等領域得到廣泛的應用,近年來在技術、應用、產能、產量等得到飛快發展,特別是在中國。2003年全球PBT的產能約58萬噸/年,2010年已超過120萬噸/年。中國2011年的產能超過30萬噸/年,成為全球產能最多的國家。 [1-3] 
中文名
聚對苯二甲酸丁二醇酯
外文名
polybutylene terephthalate
簡    稱
PBT
顏    色
乳白色
透明度
半透明到不透明
特殊性質
高耐熱性、韌性、耐疲勞性

聚對苯二甲酸丁二醇酯物理性質

【熔點】℃ 224
【玻璃化温度】℃ 20~40
【無定形密度】g/cm 3 1.286
【結晶形密度】g/cm 3 1.390
【結晶速度指數】 15
【溶解性能】不溶於有機溶劑,強酸和強鹼可使其降解,52℃以上的熱水長期浸泡可使其水解。
【穩定性】性能穩定

聚對苯二甲酸丁二醇酯化學性質

【CAS登錄號】26062-94-2
【EINECS登錄號】
【分子式及結構式】結構式如下:
【常見化學反應】PBT在高温水或水蒸氣作用下會發生水解反應,斷鏈降解。
【禁配物】強酸、強鹼、汽油等烴類溶劑。
【聚合危害】無聚合危險

聚對苯二甲酸丁二醇酯主要用途

PBT樹脂大部分被加工成配混料使用,經過各種添加劑改性,與其他樹脂共混可以獲得良好的耐熱、阻燃、電絕緣等綜合性能及良好的加工性能。廣泛用於電器、汽車、飛機制造、通訊、家電、交通運輸等工業。例如PBT經玻璃纖維等改性後,可用於製造要求長期在較高温度的工況下,尺寸要求穩定性高的電子零部件。PBT的擊穿電壓高,適用於製作耐高電壓的零部件,由於其熔融狀態的流動性好,適合注射加工複雜結構的電器零件,如集成電路的插座、印刷線路板、計算機鍵盤、電器開關、熔斷器、温控開關、保護器等。汽車保險槓、化油器、火花塞、供油系統零部件、點火器等。在通訊領域PBT 廣泛用於程控電話的集成模塊、接線板,電動工具等。

聚對苯二甲酸丁二醇酯製造方法

PBT的生產方法主要有酯交換法和直接酯化縮聚法兩種,所用催化劑有鈦酸四異丙基酯、鈦酸四丁基酯、烷氧基鋯、烷氧基錫等。
(1)酯交換法:酯交換法採用對苯二甲酸二甲酯(DMT)為原料,首先與1,4-丁二醇進行酯交換生成對苯二甲酸二丁二醇酯,後者縮聚生成聚對苯二甲酸丁二醇酯。酯交換法採用1,4-丁二醇過量的配比,DMT和1,4-丁二醇的摩爾比為1ː1.3~1.7,反應温度約200℃,有利於反應平衡向生成對苯二甲酸二丁二醇酯方向,可減少副反應發生。第二步縮聚反應温度約250~260℃,減壓至0.1~1mm Hg下進行。酯交換法可以間隙、也可以連續進行。其優點是設備比較簡單,反應條件比較緩和,分步控制酯交換和縮聚反應比較容易,但批次生產,效率較低。
(2)連續直接酯化縮聚法:連續直接酯化縮聚技術比較複雜,由於過程物料都是在高温、高真空熔融狀態下進行,對設備材質、設備結構、物料輸送、反應條件控制都比較複雜。因此開發出多種專利技術。比較著名的有;Lurgi Zemmer技術,其特點是採用酯化、預縮聚和縮聚三台反應器,縮聚反應器為一種卧式盤式反應器,單條生產線可達12萬噸/年規模。產品質量高,副產四氫呋喃可直接用於聚四氫呋喃生產;日本Hitachi技術具有四台不同類型反應器,可同時生產高粘度及中等粘度兩種產品。單條生產線規模可達6萬噸/年。Uhde Inyenta Fischer技術採用塔式反應器,酯化和縮聚可在一台反應器中完成,能生產20~35聚合度的PBT產品,如果要生產聚合度為80~150的產品,可移至另外一台叫做DISCAGE的卧式縮聚反應器進行。
(3)固相縮聚過程:以上過程只能生產聚合度在100左右,分子量20000~35000的PBT產品,可以滿足紡織和膜製品需求。對於一些工程塑料製品需要聚合度為150~200,分子量在40000以上的PBT,就需要採用固相縮聚過程來製造。固相縮聚過程反應複雜,在固相縮聚反應器中進行,主要包括四個主要工藝過程完成,即預結晶、退火、反應和冷卻。可以間隙進行、也可連續進行。
【產業鏈】
【參考質量指標】

聚對苯二甲酸丁二醇酯毒性影響

PBT無毒,對皮膚無刺激作用。生產過程存在對環境不利的影響,需加以治理。

聚對苯二甲酸丁二醇酯包裝運輸貯存

PBT樹脂採用塑料內襯的自帶或塑料編織袋包裝,存放乾燥、通風、避雨、避暴曬場所存放,遠離高温、明火,避免與強酸、強鹼、強氧化劑混裝混運。
參考資料
  • 1.    化工百科全書 9卷 .化工百科全書 9卷 : 化學工業出版社,1996
  • 2.    化學化工大辭典 上 .化學化工大辭典 上 : 化學工業出版社 ,2003
  • 3.    白庚辛. 1,4-丁二醇、四氫呋喃及其工業衍生物: 化學工業出版社 ,2013