PBT – Polibutilentereftalato

Il termoplastico semicristallino PBT è altamente resistente alle sollecitazioni dinamiche, all’abrasione e all’urto, si distingue per l’elevata rigidità (modulo a trazione da 1.700 a 17.000 Mpa), l’ottima resistenza alla deformazione termica; i tipi rinforzati con fibre vetro possono essere esposti a temperature continue fino a 140 °C. Importante, fra l’altro nel settore automobilistico, è anche l’alta resistenza agli agenti chimici, per esempio carburanti, alcool, grassi, oli, acidi diluiti e soluzioni saline. Il PBT possiede inoltre eccellenti caratteristiche elettriche come la buona resistenza alle correnti striscianti e buona rigidità dielettrica. Gli elementi elettrici/elettronici figurano pertanto fra le sue principali applicazioni.

Caratteristiche

Buona resistenza chimica

Eccellente rigidità e durezza
Elevata resistenza all’usura
Resistenza ai solventi
Elevata resistenza a temperature di esercizio continuo
Ottima resistenza allo snervamento, anche alle alte temperature
Grande rigidità
Buone proprietà di frizione
Resistenza all’abrasione
Elevata stabilità dimensionale
Buona resistenza agli agenti atmosferici
Assenza di fessurazioni da stress ambientale

Lavorabilità

Estrusione

Soffiaggio
Stampaggio

 

Applicazioni

Il PBT, che è un termoplastico, presenta alta resistenza ai reagenti chimici, notevole stabilità alle alte temperature, notevole stabilità dimensionale, buona durezza e lucentezza superficiale. Questo polimero ha trovato la sua maggiore applicazione nel campo dei materiali a stampaggio di precisione per le parti elettriche ed elettroniche, per oggetti di uso domestico e negli uffici e per parti di automobili. Alcuni esempi sono i porta guaine isolanti, le ruote dentate, le ruote dei ventilatori, i copri condensatori, le scatole delle spine e i porta lampade. La ragione per cui il mercato del PBT, per quanto riguarda i suoi impieghi nelle parti elettriche ed elettroniche, sia in continua crescita risiede nelle sue ottime proprietà elettriche e meccaniche, che si mantengono stabili a diverse temperature e gradi di umidità.

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Proprietà

Proprietà Fisico-Meccaniche

La resistenza all’impatto cresce con il peso molecolare. Essi mostrano anche un ottimo comportamento sotto carico sia statico che dinamico. Sottoposti a test di creep e fatica, questi polimeri, resistono ad una forte deformazione per lunghi periodi di tempo, anche sotto alto stress. Per quanto riguarda i polimeri stampati il poliestere, in particolare, hanno un ottima resistenza alla tensione e alla flessione. La superficie dei poliesteri tereftalici stampati è lucente, dura e resistente. Questi materiali mantengono anche un’eccellente stabilità dimensionale alle alte temperature.

Proprietà Norma Norma Unità  PC
Densità ASTM D1505 ISO 1183 gr/cm3 1.55
Modulo a trazione ASTM D638 ISO 527 MPa 9000
Carico a rottura ASTM D638 ISO 527 MPa 150
Izod Impatto ASTM D256 ISO 180 kJ/m2 8

 

 

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Proprietà termiche

La temperatura di utilizzo in continuo varia, a secondo del tipo  da 120 a 140°C (per breve tempo anche da 160 a 170°C). La resistenza termica può essere migliorata mediante l’aggiunta di stabilizzanti al calore o con cariche minerali o rinforzi con fibre di vetro.

termo

Proprietà Norma Norma Unità di misura Valore
Temperatura di fusione ISO 3416 ASTM E1356 °C     225
Temperatura min – max di esercizio IEC 216/1 °C
  + 120
Temperatura di transizione vetrosa Tg ISO 3416
ASTM E1356
°C
     55
Temperatura di cristallizzazione
ISO 3416 ASTM E1356 °C      140
C.U.T. – Temperatura uso continuo (20.000h) °C      120
RTI Indice di temperatura relativa UL 746B °C      135
Infiammabilità intrinseca UL94 Classe    HB
Limite di ossgeno LOI ISO 4589 ASTM D2863 %    –
Conducibilità termica DIN52612 W/m°K    –

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Resistono a:

Benzine

Gasolio
Liquido freni
Olio motore
Olio trasmissione
Cloruro di sodio (Sol 1 %)
Alcol etilico
Alcol metilic

 

Non resistono a:

Toluene, cloroformio

A contatto con acqua sopra 70°C idrolizza
degradando
Tricloroetilene
Acetone
Fenolo
Acido tricloroacetato

 

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Proprietà elettriche

Il PBT mostra in modo particolare buone proprietà elettriche anche quando questo materiale è esposto all’umidità a diverse temperature. La sua natura meno polare, rispetto agli altri poliesteri, lo rende meno sensibile all’assorbimento di impurezze, per questa ragione ed anche per le buone proprietà meccaniche il PBT ha trovato innumerevoli applicazioni nel campo elettrico.

 

Proprietà elettriche Norma Norma Unità Valore
Resistività di volume IEC 93 ASTM D257
Ωcm
10e13
Resistività di superficie IEC 93
ASTM D257
Ω
10e15
Rigidità dielettrica IEC 243 ASTM D149 kV/mm    15
Resistenza alle correnti striscianti CTI IEC 112 ASTM D 3638 Volts
Resistenza all’arco (elettrodi di tungsteno) ASTM D 495 secondi
Costante dielettrica 10e6 Hz IEC 250 ASTM D150

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Proprietà ottiche
Semicristallino color semi-trasparente, cristallinità 65 %

OPTICAL

Indice di rifrazione nd20 ASTMD 542
Trasmittanza ASTM D 1003 %
Haze
ASTM D 1003
%
Numero di Abbe*
*Il numero di Abbe è numero adimensionale che corrisponde al rapporto tra la capacità di rifrazione ottica e la dispersione cromatica di un materiale trasparente alle lunghezze d’onda del visibile.

 

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Sintesi

Il PBT viene prodotto con un processo in fuso, in due stadi ad alta temperatura. Il primo stadio di polimerizzazione viene condotto, in presenza di catalizzatori a base di titanio, a pressione atmosferica a 150-220°C, fino a che circa il 90-95% della quantità teorica di metanolo viene distillata. Nel secondo stadio viene eliminato l’eccesso di BD sotto pressione ridotta (0.1-0.5 mbar) a circa 250°C. Per ottenere un PBT con un sufficiente alto peso molecolare, con un giusto rapporto tra i gruppi terminali COOH/OH e buone proprietà in generale, occorre che l’intero processo di sintesi avvenga sotto uno stretto controllo delle condizioni operative.

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