Quais são as características de envelhecimento do PBT

Como um importante plástico de engenharia, o tereftalato de polibutileno (PBT) é amplamente utilizado em muitos campos, como automóveis, eletrônicos e eletrodomésticos. Suas excelentes propriedades mecânicas, estabilidade térmica e resistência química fazem dele o material preferido para muitas aplicações industriais. No entanto, durante o uso a longo prazo, as características de envelhecimento do PBT emergem gradualmente, tornando-se um factor chave que afecta a sua vida útil e fiabilidade. Portanto, é particularmente importante estudar profundamente o mecanismo de envelhecimento e as manifestações de PBT .

Definição e mecanismo de envelhecimento
O envelhecimento refere-se ao processo no qual as propriedades físicas e químicas de um material mudam devido a fatores ambientais (como luz, temperatura, umidade e oxigênio, etc.) e cargas mecânicas durante o uso. Para o PBT, seu envelhecimento pode ser dividido principalmente em quatro tipos: envelhecimento térmico, fotoenvelhecimento, envelhecimento oxidativo e hidrólise.
Envelhecimento térmico: Sob condições de alta temperatura, as cadeias moleculares do PBT podem quebrar ou reticular, resultando em uma diminuição significativa nas propriedades mecânicas. Os resultados do envelhecimento térmico geralmente se manifestam como aumento da fragilidade e redução da tenacidade do material, o que representa uma ameaça à sua confiabilidade em aplicações de alta temperatura.
Fotoenvelhecimento: A radiação ultravioleta (UV) pode causar a quebra das cadeias moleculares do PBT e gerar radicais livres, levando à degradação do material. As manifestações do envelhecimento leve geralmente incluem aparecimento de trincas na superfície do material, alterações de cor e redução de resistência, o que pode afetar sua aplicação em ambientes externos.
Envelhecimento oxidativo: Na presença de oxigênio, o PBT pode sofrer reações de oxidação, resultando em alterações em sua estrutura molecular. Este processo acelera a degradação do material e tem um efeito adverso nas suas propriedades físicas, especialmente em ambientes com alto teor de oxigênio.
Hidrólise: Em ambiente úmido, as moléculas de água penetram no interior do PBT e reagem com as cadeias moleculares, resultando na diminuição do desempenho do material. A hidrólise geralmente aumenta a taxa de absorção de água do PBT e reduz sua resistência mecânica, o que é particularmente evidente em condições úmidas.

Desempenho das características de envelhecimento
As características de envelhecimento do PBT podem ser avaliadas nos seguintes aspectos:
Mudanças nas propriedades mecânicas: À medida que o envelhecimento avança, as propriedades mecânicas do PBT, como resistência à tração, resistência ao impacto e ductilidade, geralmente diminuem significativamente. Isto se deve à degradação das propriedades físicas causada pela quebra e reticulação das cadeias moleculares.
Alterações nas propriedades térmicas: O processo de envelhecimento pode afetar a temperatura de deformação térmica (HDT) e a temperatura de fusão do PBT, resultando na diminuição de sua estabilidade em ambientes de alta temperatura, limitando assim suas áreas de aplicação.
Alterações nas propriedades ópticas: O envelhecimento leve pode causar alterações de cor nos materiais PBT, e a superfície pode ficar amarelada ou embaçada, o que afeta diretamente a aparência e a transparência do material e reduz sua competitividade no mercado.
Mudanças na estabilidade dimensional: Durante o processo de envelhecimento, o PBT pode deformar, rachar ou mudar de tamanho, o que afetará seu desempenho em aplicações de precisão e reduzirá a qualidade geral do produto.

Método de teste de envelhecimento
Para avaliar com precisão as características de envelhecimento do PBT, normalmente são utilizados os seguintes métodos de teste:
Teste de envelhecimento térmico: Coloque a amostra PBT em um ambiente de alta temperatura e meça regularmente as mudanças em suas propriedades mecânicas e térmicas para avaliar sua estabilidade térmica e durabilidade.
Teste de envelhecimento por luz: Utilizando uma lâmpada de xenônio ou lâmpada UV para simular a radiação solar, observe as mudanças de desempenho do PBT sob diferentes intensidades e tempos de radiação, de modo a avaliar sua capacidade anti-envelhecimento por luz.
Teste de envelhecimento oxidativo: Os experimentos de envelhecimento são realizados em um ambiente com concentração controlada de oxigênio para avaliar as alterações de desempenho do PBT sob condições oxidativas e ajudar a prever seu desempenho em aplicações reais.
Teste de hidrólise: As amostras de PBT são imersas em água e suas propriedades mecânicas e absorção de água são medidas regularmente para avaliar suas características de hidrólise para garantir que o material ainda possa manter excelente desempenho em um ambiente úmido.