不同的商用聚酯PBT和PET有什么區別？今天賢集網小編就帶大家一起學習一下。
從根本上講，PET和PBT的化學性質非常相似。聚酯是通過使有機酸（在這種情況下為對苯二甲酸）與醇反應而合成的。對于PBT，該醇通常稱為丁二醇，而在PET中則為乙二醇。因此，所得的聚合物稱為聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）和聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。
通過檢查組成聚合物鏈的重復單元的化學結構，可以最好地理解材料的差異，如圖1所示。使材料與眾不同的基本特征是酯基，該酯基因此而得名材料。其他聚合物，例如PTT和PCT也是該化學家族的成員，它們在這些結構上顯示出細微的變化。
這種材料中化學物質的另一個關鍵特征是六面環，該環以規則的間隔出現在骨架上。被稱為苯環或更普遍地稱為芳環，該元素為聚合物鏈提供了剛性。這影響了幾個重要的特性，包括玻璃化轉變溫度，在這個區域中，聚合物失去了很大比例的承載特性。
從化學結構的二維渲染中看不出來，但是3D視圖將顯示出，盡管聚合物鏈中的許多化學基團伸入或流出頁面，但芳環卻位于平面中。這也限制了鏈中其他基團旋轉和振動的自然趨勢。這是該環形結構的加強效果的一部分。環的降低的遷移率和大體積性質也影響聚合物在冷卻時結晶的能力。芳香環之間的間距更大的PBT結晶比PET更有效。但是，如果成功結晶，PET將提供更好的機械性能，包括強度，剛度和在高溫下的性能。
大多數消費者都熟悉盛裝瓶裝水或軟飲料的容器中的PET。這種類型的PET是無定形的，可防止結晶。如果瓶級PET確實結晶，它將變得渾濁，更重要的是，它將失去抗沖擊性。因此，雖然在汽車引擎蓋下可能有很多零件是用結晶PET聚酯模制而成的，但它們會遇到高溫和腐蝕性化學環境。世界上絕大多數的PET都是在包裝中消耗的，在這種包裝中，PET是無定形的，未經增強的，并且無法處理這種苛刻的環境。
我們將在本文第2部分中討論的PET類型是半結晶的，幾乎總是包含高含量的玻璃纖維和/或礦物填料。但是，PBT聚酯可以填充或未填充的半結晶形式提供。實際上，由于PBT的結晶速度比PET快，因此在正常加工條件下不可能生產出非晶態的PBT零件。聚合物足夠有效地結晶，以始終在其結構中始終達到一定程度的組織。酯基和芳環的剛度通過丁烯基的柔韌性和流動性來平衡。但是在PET中，較短的亞乙基使結晶度成為可選項。如果快速冷卻，則可以使用無定形PET；如果緩慢冷卻，則可以使用半結晶PET。
大多數PET瓶都是從注塑瓶坯開始的。它們是透明且堅韌的，并且壁相對較厚，以允許在預成型坯被重新加熱并拉伸以形成瓶子時壁會變薄的效果。如果您在瓶子制造廠工作過，您就會知道，在預熱周期中，如果預成型坯變得太熱，它們會變得渾濁（結晶的跡象）。（實際上，如果您仔細觀察瓶坯的澆口區域，由于零件的該區域產生的額外熱量，您會在該區域看到少量的霧霾）。如果嘗試用這種混濁的，部分結晶的材料吹瓶，則會降低沖擊性能。如果形成足夠的結晶度，預型件甚至可能在吹塑過程中破碎。因此，訣竅是使材料保持在其玻璃化轉變溫度以上，但低于其結晶溫度。如圖2所示，該溫度窗口可能不會很寬。
該圖顯示了無定形PET聚酯的性能，這是一種未填充的透明材料，用于制造需要韌性和透明度但不需要承受高溫的零件。當材料從室溫加熱時，第一個值得注意的事件是玻璃化轉變。這似乎是材料熱量含量的階躍變化，在這種化合物中，該過程在75 C（167 F）下完成。在這一點上，該材料失去了在室溫下所具有的剛度，并且柔軟而柔韌。隨著溫度升高，軟化聚合物的粘度將降低，直到達到110 C（230 F）附近的溫度。這是掃描基線開始迅速上升的溫度，并且75°C和110°C之間的間隙代表吹瓶的機會之窗。
我訪問過的大多數PET瓶廠的預熱溫度都接近100 C（212 F）。一旦開始結晶過程，材料就會開始變混濁。它也將開始恢復它在經歷玻璃過渡時失去的一些剛度。如果此過程進行得足夠遠，則聚合物將在約140攝氏度（284華氏度）下結晶。在這一點上，材料將是不透明和脆性的，并會一直保持這種狀態，直到晶體結構在大約245 C（473 F）時熔化。因此，PET可以按照非晶或半結晶的任何一種方式進行加工，具體取決于我們如何對待它。
但是在正常的商業環境下，PBT總是半結晶的。因此，要正確理解PET和PBT之間的性能差異，我們需要將每種聚合物的半結晶形式進行比較。由于PET的結晶非常緩慢，因此要生產具有半結晶結構的零件，需要借助稱為成核劑的化學物質以及填充劑和增強劑的固體顆粒。因此，商用半結晶PET聚酯總是以填充或增強的形式出售，為了公平地比較PET與PBT的性能，我們需要比較同等含量的相同類型填料的材料。
來源：賢集網
從根本上講，PET和PBT的化學性質非常相似。聚酯是通過使有機酸（在這種情況下為對苯二甲酸）與醇反應而合成的。對于PBT，該醇通常稱為丁二醇，而在PET中則為乙二醇。因此，所得的聚合物稱為聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）和聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。
通過檢查組成聚合物鏈的重復單元的化學結構，可以最好地理解材料的差異，如圖1所示。使材料與眾不同的基本特征是酯基，該酯基因此而得名材料。其他聚合物，例如PTT和PCT也是該化學家族的成員，它們在這些結構上顯示出細微的變化。
這種材料中化學物質的另一個關鍵特征是六面環，該環以規則的間隔出現在骨架上。被稱為苯環或更普遍地稱為芳環，該元素為聚合物鏈提供了剛性。這影響了幾個重要的特性，包括玻璃化轉變溫度，在這個區域中，聚合物失去了很大比例的承載特性。
從化學結構的二維渲染中看不出來，但是3D視圖將顯示出，盡管聚合物鏈中的許多化學基團伸入或流出頁面，但芳環卻位于平面中。這也限制了鏈中其他基團旋轉和振動的自然趨勢。這是該環形結構的加強效果的一部分。環的降低的遷移率和大體積性質也影響聚合物在冷卻時結晶的能力。芳香環之間的間距更大的PBT結晶比PET更有效。但是，如果成功結晶，PET將提供更好的機械性能，包括強度，剛度和在高溫下的性能。
大多數消費者都熟悉盛裝瓶裝水或軟飲料的容器中的PET。這種類型的PET是無定形的，可防止結晶。如果瓶級PET確實結晶，它將變得渾濁，更重要的是，它將失去抗沖擊性。因此，雖然在汽車引擎蓋下可能有很多零件是用結晶PET聚酯模制而成的，但它們會遇到高溫和腐蝕性化學環境。世界上絕大多數的PET都是在包裝中消耗的，在這種包裝中，PET是無定形的，未經增強的，并且無法處理這種苛刻的環境。
我們將在本文第2部分中討論的PET類型是半結晶的，幾乎總是包含高含量的玻璃纖維和/或礦物填料。但是，PBT聚酯可以填充或未填充的半結晶形式提供。實際上，由于PBT的結晶速度比PET快，因此在正常加工條件下不可能生產出非晶態的PBT零件。聚合物足夠有效地結晶，以始終在其結構中始終達到一定程度的組織。酯基和芳環的剛度通過丁烯基的柔韌性和流動性來平衡。但是在PET中，較短的亞乙基使結晶度成為可選項。如果快速冷卻，則可以使用無定形PET；如果緩慢冷卻，則可以使用半結晶PET。
大多數PET瓶都是從注塑瓶坯開始的。它們是透明且堅韌的，并且壁相對較厚，以允許在預成型坯被重新加熱并拉伸以形成瓶子時壁會變薄的效果。如果您在瓶子制造廠工作過，您就會知道，在預熱周期中，如果預成型坯變得太熱，它們會變得渾濁（結晶的跡象）。（實際上，如果您仔細觀察瓶坯的澆口區域，由于零件的該區域產生的額外熱量，您會在該區域看到少量的霧霾）。如果嘗試用這種混濁的，部分結晶的材料吹瓶，則會降低沖擊性能。如果形成足夠的結晶度，預型件甚至可能在吹塑過程中破碎。因此，訣竅是使材料保持在其玻璃化轉變溫度以上，但低于其結晶溫度。如圖2所示，該溫度窗口可能不會很寬。
該圖顯示了無定形PET聚酯的性能，這是一種未填充的透明材料，用于制造需要韌性和透明度但不需要承受高溫的零件。當材料從室溫加熱時，第一個值得注意的事件是玻璃化轉變。這似乎是材料熱量含量的階躍變化，在這種化合物中，該過程在75 C（167 F）下完成。在這一點上，該材料失去了在室溫下所具有的剛度，并且柔軟而柔韌。隨著溫度升高，軟化聚合物的粘度將降低，直到達到110 C（230 F）附近的溫度。這是掃描基線開始迅速上升的溫度，并且75°C和110°C之間的間隙代表吹瓶的機會之窗。
我訪問過的大多數PET瓶廠的預熱溫度都接近100 C（212 F）。一旦開始結晶過程，材料就會開始變混濁。它也將開始恢復它在經歷玻璃過渡時失去的一些剛度。如果此過程進行得足夠遠，則聚合物將在約140攝氏度（284華氏度）下結晶。在這一點上，材料將是不透明和脆性的，并會一直保持這種狀態，直到晶體結構在大約245 C（473 F）時熔化。因此，PET可以按照非晶或半結晶的任何一種方式進行加工，具體取決于我們如何對待它。
但是在正常的商業環境下，PBT總是半結晶的。因此，要正確理解PET和PBT之間的性能差異，我們需要將每種聚合物的半結晶形式進行比較。由于PET的結晶非常緩慢，因此要生產具有半結晶結構的零件，需要借助稱為成核劑的化學物質以及填充劑和增強劑的固體顆粒。因此，商用半結晶PET聚酯總是以填充或增強的形式出售，為了公平地比較PET與PBT的性能，我們需要比較同等含量的相同類型填料的材料。
來源：賢集網
