PET Анализ температуры теплового прогиба
PET (полиэтилентерефталат) является широко используемым термопластичным полиэфиром. Его температура теплового деформирования (HDT) не только ключевой индикатор для измерения термостойкости материалов, но и оказывает глубокое влияние на сценарии применения и технологию обработки PET в различных областях.
Следующее является углубленным расширением HDT PET с нескольких измерений:
1. Внутренние факторы, влияющие на температуру теплового деформирования PET
Кристалличность: PET является полукристаллическим полимером, и его кристалличность имеет решающее влияние на HDT. Если неармированный PET находится в состоянии быстрого охлаждения во время процесса формования, легко образуется аморфная структура с низкой кристалличностью, что приводит к слабым межмолекулярным цепным силам и относительно низкому HDT, обычно около 85°C.
Отжиг может способствовать регулярному расположению молекулярных цепей, улучшать кристалличность и значительно повышать HDT. Исследования показали, что после правильного отжига кристалличность PET может быть увеличена с 10% - 30% до 40% - 60%, и HDT также увеличится на 10℃ - 20℃ соответственно.
Структура молекулярной цепи: Структура бензольного кольца в молекулярной цепи PET придает ей определенную жесткость, но регулярность и молекулярная масса молекулярной цепи также влияют на HDT.
Чем выше молекулярная масса, тем выше степень запутанности между молекулярными цепями, и тем сильнее способность материала сопротивляться тепловой деформации.
Кроме того, если мономеры (такие как изофталевую кислоту) вводят в молекулярную цепь PET, регулярность молекулярной цепи будет нарушена, способность к кристаллизации уменьшится, и HDT снизится.
Добавки и укрепляющие материалы:
Наполнители: Добавление неорганических наполнителей, таких как тальк и карбонат кальция, может в определенной степени улучшить HDT PET.
Эти наполнители равномерно распределены в матрице ПЭТ, ограничивая движение молекулярной цепи и действуя как физические точки перекрестного связывания. Однако количество добавленного наполнителя должно быть умеренным. Чрезмерное добавление приведет к плохой текучести материала, трудностям в формовании и плоскому эффекту на улучшение HDT.
Укрепляющее волокно: Стекловолокно (GF) является самым часто используемым укрепляющим материалом для повышения температуры теплового деформирования ПЭТ.
Добавление стекловолокна может не только значительно улучшить механические свойства ПЭТ, но и значительно повысить его HDT. Стекловолокно играет роль скелетной опоры в матрице ПЭТ, ограничивая движение молекулярных цепей при высоких температурах. Как правило, с увеличением содержания стекловолокна HDT ПЭТ имеет тенденцию к росту. Когда содержание стекловолокна достигает 30%, HDT ПЭТ может быть увеличено с примерно 85℃ до 225℃ или даже выше.
Углеродное волокно (CF) также может использоваться для усиления ПЭТ. По сравнению с ПЭТ, усиленным стекловолокном, ПЭТ, усиленный CF, может не только улучшить HDT, но и придать материалу отличные электрические свойства и легкость, но стоимость относительно высока.
2. Влияние условий испытаний на температуру теплового деформирования ПЭТ
Размер нагрузки: Разные испытательные стандарты задают разные нагрузки, общими являются 0.45MPa и 1.82MPa. При низкой нагрузке 0.45MPa напряжение на материале ПЭТ небольшое, и молекулярной цепи требуется более высокая температура для достаточной деформации, поэтому измеренный HDT относительно высок; при высокой нагрузке 1.82MPa материал более подвержен деформации, и соответствующий HDT ниже.
Беря неукрепленный ПЭТ в качестве примера, его HDT составляет около 85℃ при нагрузке 0.45MPa, в то время как при нагрузке 1.82MPa HDT может упасть до 65℃ - 70℃.
Температура нагрева: Температура нагрева имеет значительное влияние на результаты испытаний HDT. Когда скорость нагрева быстрая, передача тепла внутри материала недостаточна, и молекулярная цепь не успевает реагировать на изменение температуры и деформироваться, что приводит к более высокой измеренной HDT; наоборот, когда скорость нагрева медленная, молекулярная цепь имеет достаточно времени для корректировки и деформации, и измеренная HDT ближе к тепловому сопротивлению в реальном использовании. Например, если скорость нагрева увеличить с 2℃/мин до 5℃/мин, значение теста HDT для PET может увеличиться на 5℃ - 10℃.
Размер образца и точность обработки: Размерная точность образца непосредственно влияет на результаты испытаний HDT. Отклонение толщины на 0,1 мм может вызвать колебания HDT на 5℃ - 10℃. Кроме того, такие факторы, как плоскостность поверхности образца и наличие внутренних напряжений при обработке, также повлияют на результаты испытаний.
Поэтому, проводя испытания HDT, образец должен обрабатываться строго в соответствии со стандартами, и поверхность образца должна быть ровной и без дефектов.
3. Взаимосвязь между температурой тепловой деформации PET и сценариями применения
Упаковочная сфера: В приложениях, таких как упаковка продуктов питания и бутылки для напитков, обычно используется неармированный или слегка армированный PET. Поскольку эти продукты используются при комнатной температуре или низкой температуре, требования к тепловому сопротивлению относительно низкие, и HDT неармированного PET около 85°C может удовлетворить большинство потребностей.
Однако в процессе горячей заливки, чтобы избежать деформации корпуса бутылки во время заливки при высокой температуре, PET будет правильно кристаллизован, чтобы увеличить его HDT, чтобы он мог выдерживать кратковременные высокие температуры от 85°C до 95°C.
Электронная и электрическая область: Внутренние компоненты электронных и электрических продуктов выделяют тепло при работе, что требует от материала оболочки определенной степени термостойкости. Укрепленный стекловолокном PET часто используется для производства электрических корпусов, каркасов катушек и других компонентов благодаря своей высокой HDT (около 225°C) и хорошим механическим свойствам и огнестойким характеристикам.
В некоторых случаях, где требуется более высокая термостойкость, таких как корпус электронного блока управления (ECU) автомобиля, могут быть выбраны специальные инженерные пластики с более высокой HDT или композитные материалы PET с дополнительно увеличенным содержанием стекловолокна.
Автомобильная промышленность: Компоненты в моторном отсеке автомобиля должны выдерживать жесткие условия, такие как высокая температура и загрязнение маслом, и термостойкость материалов должна быть высокой.
Укрепленный стекловолокном PET широко используется в компонентах автомобиля под капотом, таких как рабочие колеса водяных насосов и впускные коллекторы, благодаря своим отличным комплексным свойствам, включая высокую HDT, хорошую химическую стойкость и размерную стабильность.
С развитием легких автомобилей и автомобилей на новых источниках энергии требования к производительности материалов PET постоянно растут. Сотрудники НИОКР исследуют методы, такие как композитное усиление и оптимизированный процесс формования, чтобы еще больше улучшить его HDT и другие свойства.
Температура теплового деформирования PET зависит от множества факторов. Глубокое понимание этих факторов влияния не только помогает разумно выбирать и использовать материалы PET, но также предоставляет теоретическую основу для улучшения его характеристик через модификацию и оптимизацию процессов, и способствует тому, чтобы PET играл большую ценность в более широких областях.
Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских химических поставщиковс покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы оптовые товары, специальные химикаты или индивидуальные услуги по закупкам, TDD-Global надежен, чтобы быть вашим первым выбором.
