PBT/PET合金的加工成型

PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）与 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）均为聚酯类工程塑料，两者分子结构相似（均含对苯二甲酸酯链段），相容性较好，共混形成的 PBT/PET 合金兼具两者优势，如更低的成型收缩率、更均衡的力学性能和耐热性。以下是其加工成型的关键要点：

一、原料预处理

干燥处理

干燥温度：120~140℃（PBT）或 150~170℃（PET），具体取决于牌号（如玻纤增强级需更高温度）。
干燥时间：4~6 小时（普通级）或 6~8 小时（玻纤增强级），建议使用真空干燥机以提高效率。

原因：PBT 和 PET 均为吸湿性聚合物，原料含水率需控制在 0.02% 以下，否则高温下易水解导致分子量下降、制品表面出现气泡 / 银丝。
工艺：
检测：使用卡尔费休水分仪验证含水率，确保达标后再投料。

原料混合

目的：均匀分散 PBT/PET 组分（通常比例为 50/50 或根据性能需求调整），如需添加玻纤（10%~30%）、阻燃剂、增韧剂等助剂，需通过双螺杆挤出机共混造粒。
注意：助剂需与树脂充分预分散（如制成母粒），避免局部团聚影响性能。

二、加工工艺参数

1. 注塑成型（最常用工艺）

工艺参数	PBT/PET 合金（无玻纤）	玻纤增强 PBT/PET 合金
料筒温度	230~260℃（PBT 比例高则取下限）	250~280℃（需兼顾玻纤分散）
喷嘴温度	比料筒前端高 5~10℃	比料筒前端高 10~15℃
模具温度	40~80℃（影响结晶度和表面光泽）	60~100℃（提高玻纤浸润性）
注射压力	60~100 MPa	80~120 MPa（需克服玻纤阻力）
保压压力	注射压力的 50%~70%	注射压力的 60%~80%
冷却时间	10~30 秒（取决于制品厚度）	15~40 秒（玻纤增加冷却需求）

关键要点：

避免高温滞留：料筒内停留时间＜5 分钟，防止聚酯降解（发黄、分子量下降）。
浇口设计：优先使用扇形浇口或潜伏式浇口，避免窄小浇口导致熔体剪切过热；玻纤增强料需增大浇口尺寸（直径≥1.5mm），减少玻纤断裂。
脱模剂：非必要不使用，如需使用需选择含氟类脱模剂（如 PTFE 乳液），避免硅类脱模剂迁移影响表面附着力。

2. 挤出成型（用于管材、板材、异型材）

设备要求：

螺杆长径比（L/D）：20~25:1（普通料）或 25~30:1（玻纤增强料），压缩比 1.8~2.2。
料筒需配备温控分区（加料段→压缩段→计量段温度递增 5~10℃），确保熔体均匀塑化。

工艺参数：

料筒温度：240~270℃（根据 PBT/PET 比例调整，PET 比例高则温度略高）。
挤出速度：0.5~1.5 m/min（速度过快易导致熔体破裂）。
冷却定型：采用水浴或风冷，冷却速率影响结晶度（快速冷却得无定形结构，缓慢冷却提高结晶度和刚性）。

3. 吹塑成型（用于中空制品，如容器、油箱）

型坯制备：通过挤出或注塑制备型坯，需控制型坯温度均匀（240~260℃），避免拉伸时出现厚度不均。
吹塑压力：0.2~0.8 MPa（取决于制品尺寸和复杂度），压力不足导致细节不清，过高易使制品破裂。
冷却时间：占总周期的 60%~70%，需确保制品充分冷却定型，避免脱模后变形。

三、成型缺陷与解决措施

缺陷	可能原因	解决方法
表面银丝 / 气泡	原料含水率过高、熔体降解	重新干燥原料，降低料筒温度，缩短滞留时间
熔接痕明显	熔体流动性差、模具温度低、浇口位置不当	提高料筒 / 模具温度，调整浇口布局，增加注塑压力
制品翘曲变形	冷却不均、结晶度不一致、内应力集中	优化模具冷却水路，延长冷却时间，降低保压压力
玻纤外露 / 断裂	玻纤分散不良、浇口尺寸过小、剪切速率过高	改用短切玻纤或提高螺杆混炼能力，增大浇口尺寸
力学性能不足	相容性差、结晶度低、助剂分散不均	添加相容剂（如 PET-g-MAH），调整成型冷却速率

四、相容剂与改性助剂

相容剂选择

PET-g-MAH（马来酸酐接枝 PET）：通过酯键与 PBT/PET 链段反应，提高相容性。
扩链剂：如双噁唑啉类化合物，修复共混过程中降解的聚酯链段，提升分子量和力学性能。

必要性：尽管 PBT 与 PET 化学结构相似，但分子量差异较大时仍可能出现相分离，添加相容剂可改善界面结合。
常用品种：

功能性改性助剂

玻纤增强：添加 15%~30% 玻纤可提高拉伸强度（从 50 MPa 升至 100~120 MPa）和弯曲模量（从 2 GPa 升至 4~5 GPa），但需注意玻纤分散和取向（沿流动方向排列可增强强度，垂直方向易导致翘曲）。
阻燃改性：加入溴系阻燃剂（如十溴二苯醚）或磷系阻燃剂（如磷酸酯），配合协效剂（Sb₂O₃），可使阻燃等级达 UL94 V-0（1.6mm 厚度），但需注意阻燃剂与聚酯的相容性（避免析出）。
增韧改性：添加 EVA、POE 等弹性体（5%~10%），可提高缺口冲击强度（从 5 kJ/m² 升至 15~20 kJ/m²），但需搭配相容剂（如 EMA-g-MAH）防止相分离。

五、后处理工艺

退火处理

目的：消除成型内应力，提高结晶度和尺寸稳定性，尤其适用于高精度结构件（如齿轮、连接器）。
工艺：将制品放入烘箱，在（Tg+20~30℃）温度下保温 1~4 小时（如 PBT/PET 合金 Tg 约 70~80℃，退火温度设为 90~110℃），随炉冷却至室温。

表面处理

涂装 / 电镀：如需提高表面附着力，可先进行火焰处理（增强表面极性）或底涂处理（使用聚酯专用底漆）。
激光打标：利用 PBT/PET 对激光的吸收差异，实现清晰永久标记，无需额外油墨。

六、应用场景与典型制品

汽车工业：散热器格栅、灯壳、电子连接器（利用其耐油性和尺寸稳定性）。
电子电器：断路器外壳、线圈骨架、散热风扇（阻燃级和玻纤增强级为主）。
消费品：家电部件（如洗衣机内筒、吹风机外壳）、运动器材配件（耐磨损、抗冲击）。
包装领域：通过吹塑制成耐化学腐蚀的工业容器（如化妆品瓶、农药罐）。

总结

PBT/PET 合金的加工需重点关注原料干燥、温度控制和相容性优化，通过合理设计工艺参数和配方体系，可获得综合性能优异的制品。未来趋势包括开发低翘曲、高流动牌号（适应薄壁化需求）和生物基聚酯合金（如 PLA/PET 共混），以响应环保和可持续发展要求。实际生产中建议先通过小试确定最佳工艺窗口，并定期对设备（如螺杆、料筒）进行磨损检查，确保长期稳定生产。