Каковы характеристики старения ПБТ?

В качестве важного инженерного пластика полибутилентерефталат (ПБТ) широко используется во многих областях, таких как автомобили, электроника и бытовая техника. Его превосходные механические свойства, термическая стабильность и химическая стойкость делают его предпочтительным материалом для многих промышленных применений. Однако при длительном использовании постепенно проявляются характеристики старения ПБТ, становящиеся ключевым фактором, влияющим на его срок службы и надежность. Поэтому особенно важно глубокое изучение механизма старения и проявлений старения. ПБТ .

Определение и механизм старения
Старение – это процесс, при котором физические и химические свойства материала изменяются под воздействием факторов окружающей среды (таких как свет, температура, влажность и кислород и т. д.) и механических нагрузок во время использования. Старение ПБТ можно в основном разделить на четыре типа: термическое старение, фотостарение, окислительное старение и гидролиз.
Термическое старение: в условиях высоких температур молекулярные цепи ПБТ могут разрываться или сшиваться, что приводит к значительному снижению механических свойств. Результаты термического старения обычно проявляются в повышении хрупкости и снижении ударной вязкости материала, что создает угрозу его надежности при высокотемпературном применении.
Фотостарение: Ультрафиолетовое (УФ) излучение может вызвать разрыв молекулярных цепей ПБТ и образование свободных радикалов, что приводит к деградации материала. К проявлениям легкого старения обычно относятся появление трещин на поверхности материала, изменение цвета и снижение прочности, что может повлиять на его применение в наружных условиях.
Окислительное старение: в присутствии кислорода ПБТ может подвергаться реакциям окисления, что приводит к изменениям в его молекулярной структуре. Этот процесс ускоряет деградацию материала и отрицательно влияет на его физические свойства, особенно в средах с высоким содержанием кислорода.
Гидролиз: во влажной среде молекулы воды проникают внутрь ПБТ и вступают в реакцию с молекулярными цепями, что приводит к снижению характеристик материала. Гидролиз обычно увеличивает скорость водопоглощения ПБТ и снижает его механическую прочность, что особенно заметно во влажных условиях.

Характеристики старения
Характеристики старения ПБТ можно оценить по следующим аспектам:
Механические свойства изменяются: по мере старения механические свойства ПБТ, такие как прочность на разрыв, ударная вязкость и пластичность, обычно значительно снижаются. Это происходит из-за ухудшения физических свойств, вызванного разрывом и сшивкой молекулярных цепей.
Изменения термических свойств: процесс старения может влиять на температуру тепловой деформации (HDT) и температуру плавления ПБТ, что приводит к снижению его стабильности в высокотемпературных средах, тем самым ограничивая области его применения.
Изменения оптических свойств: Световое старение может вызвать изменение цвета материалов ПБТ, а поверхность может пожелтеть или помутнеть, что напрямую влияет на внешний вид и прозрачность материала и снижает его конкурентоспособность на рынке.
Изменения стабильности размеров. В процессе старения ПБТ может деформироваться, треснуть или измениться в размере, что повлияет на его характеристики в прецизионных приложениях и снизит общее качество продукта.

Метод испытания на старение
Чтобы точно оценить характеристики старения ПБТ, обычно используются следующие методы испытаний:
Испытание на тепловое старение: поместите образец ПБТ в среду с высокой температурой и регулярно измеряйте изменения его механических и термических свойств, чтобы оценить его термическую стабильность и долговечность.
Испытание на световое старение: используя ксеноновую лампу или УФ-лампу для имитации солнечного излучения, наблюдайте за изменениями характеристик ПБТ при различной интенсивности и времени излучения, чтобы оценить его способность противостоять световому старению.
Испытание на окислительное старение. Эксперименты по старению проводятся в среде с контролируемой концентрацией кислорода, чтобы оценить изменения характеристик ПБТ в окислительных условиях и помочь спрогнозировать его характеристики в реальных условиях применения.
Испытание на гидролиз: образцы ПБТ погружают в воду, и их механические свойства и водопоглощение регулярно измеряются, чтобы оценить их характеристики гидролиза и убедиться, что материал может сохранять отличные характеристики во влажной среде.