Unsere Miniserie „Kunststoffe“ beschäftigt sich heute mit dem Zungenbrecher Polybutylenterephthalat (PBT)

PBT ist ein enger Verwandter und Konkurrent von PET, dass wir von PET-Flaschen sehr gut kennen. Zu Beginn ein kleiner Tipp, wie Sie PBT in lang richtig aussprechen: Machen Sie kleine Wortbröckchen –  Poly – Butü-len– ter-e – ftalat. So ist es FAST einfach.

Natürliche Polyester sind bereits seit etwa 1830 bekannt. Der erste synthetische Polyester wurde im Ersten Weltkrieg als Imprägnierungsmittel verwendet. Polybutylenterephthalat (Kurzzeichen PBT) ist ein thermoplastischer Kunststoff und gehört auch zu den Polyestern. PBT wurde erstmals Anfang der 1940er Jahren hergestellt.

PBT ist im chemischen Aufbau und auch in den Eigenschaften dem PET (Polyethylenterephthalat, besser bekannt als die „PET-Flasche“) sehr ähnlich jedoch wird bei der Herstellung statt Ethylenglykol die Komponente 1,4-Butandiol verwendet. Aus diesem Grund werden die beiden Verwandten PBT und PET häufig hinsichtlich Ihrer Eigenschaften verglichen und konkurrieren auch öfters untereinander. Da allerdings PBT teurere Ausgangsstoffe hat, konnte er sich bisher nicht auf breiter Linie durchsetzen.

Nichtsdestotrotz ist PBT einer der besonders vielfältig einsetzbaren Polyester. Es kristallisiert schneller und eignet sich für das Spritzgießverfahren besser als PET. Die Festigkeit und Steifigkeit sind etwas geringer, die Zähigkeit bei tiefen Temperaturen etwas besser als bei PET. PBT ist zudem ein guter elektrischer Isolator. Auch bei der Durchlässigkeit für CO₂ hat PBT die Nase vorn. Bei der Beständigkeit gegen Chemikalien, Wettereinflüsse oder Flammen sind die beiden aber ähnlich. 

PBT wird in der Kunststoffbranche als Basis für leistungsfähige Compounds oder Blends, u.a. mit PET oder PC (Polycarbonat), verwendet.  PBT-Typen sind für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen. Da ein kurzzeitiger Kontakt auch mit heißem Wasser möglich ist, wird PBT in vielen Haushaltsgeräten, beispielsweise in Dampfbügeleisen oder Kaffeemaschinen, verwendet.

Anwendungsbereiche für PBT:

• Bau & Konstruktion – Gleitlager, Rollenlager, Schrauben, Klemmen
• Wohnen & Haushalt – Teile für Haushaltsgeräte wie Kaffeemaschinen, Eierkocher, Toaster, Haartrockner, Staubsauger oder Kochgeräte, Duschbrausekopf
• Elektrotechnik – Steckerleisten, Gehäuse, LCD Displays, Miniaturschalter, Lichtwellenleiter
• Gesundheitswesen – Ventilteile, Pumpengehäuse
• Mobilität & Transport – Steckverbinder, Gehäuse, Spulenkörper, Scheinwerfergehäuse

Durch das Zumischen von Füll- und Verstärkungsstoffen sowie von Additiven bei der Compoundierung lassen sich gewünschte Materialeigenschaften gezielt einstellen. PBT-Typen werden mit folgenden Modifikationen geliefert: leichtfließend, flammhemmend, hoher Schlagzähigkeit durch Elastomermodifizierung, verstärkt oder gefüllt zur Erhöhung der Steifigkeit, Festigkeit, des Verschleißwiderstands oder zur Verringerung des Gleitreibungskoeffizienten. Des Weiteren wird unverstärktes PBT auch in speziellen Extrusions- und Faserspinnprozessen eingesetzt.

Wenn man weiß wie und mit was man mischen kann, ist PBT ein sehr vielseitiger Kunststoff. High Performance Fillers der Division 3 eröffnen vielfältige Möglichkeiten bei den unterschiedlichen Eigenschaften der PBT-Verbindungen und bilden so eine solide Basis für die Produktion von hochwertigen Compounds für unterschiedliche Endanwendungen.

Wir lassen sie kurz in unsere Trickkiste schauen: Bei PBT werden durch die Einarbeitung von mineralischen Füllstoffen die Zugfestigkeit und der E-Modul im Hinblick auf ungefülltes PBT deutlich gesteigert. Durch die Verwendung von Glimmer konnte der E-Modul mehr als verdoppelt werden. Kurznadeliges Wollastonit bewirkt im Compound mit PBT trotz der Erhöhung des E-Moduls eine sehr hohe Schlagzähigkeit. Außerdem rufen die mineralischen Füllstoffe bei PBT eine enorme Erhöhung der Wärmeformbeständigkeit hervor.

Durch die Oberflächenbehandlung des mineralischen Füllstoffes mit verschiedenen Silanen oder silanbasierenden Verbindungen wird eine optimale Kompatibilität an der Grenzfläche zwischen der Polymermatrix und dem Füllstoffsystem erreicht. Beschichtete Füllstoffe lassen sich leichter in ein Polymer einarbeiten als unbeschichtete.

Eine optimale Wirkung zwischen Polymer und dem High Performance Filler wird durch ein speziell auf das Polymersystem abgestimmtes Beschichtungsmittel erreicht. Hierdurch werden in den meisten Fällen die systemverbessernden Eigenschaften des Füllstoffes optimal ausgeschöpft. Gerade die Zähigkeit kann durch den Einsatz silanisierter Füllstoffe verbessert werden.

Wichtige Quarzwerke Produkte für PBT: TREMIN®, TREFIL®, Kaolin.
Weitere Informationen dazu finden Sie auf der Homepage.

Der nächste Blog-Artikel „Füllstoffe in Kunststoffen“ beschäftigt sich mit dem Epoxidharz (EP-Harz).

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