Apakah ciri-ciri penuaan PBT

Sebagai plastik kejuruteraan yang penting, polybutylene terephthalate (PBT) digunakan secara meluas dalam banyak bidang seperti kereta, elektronik dan peralatan rumah. Sifat mekanikal yang sangat baik, kestabilan haba dan rintangan kimia menjadikannya bahan pilihan untuk banyak aplikasi perindustrian. Walau bagaimanapun, semasa penggunaan jangka panjang, ciri-ciri penuaan PBT secara beransur-ansur muncul, menjadi faktor utama yang mempengaruhi hayat perkhidmatan dan kebolehpercayaannya. Oleh itu, adalah amat penting untuk mengkaji secara mendalam mekanisme penuaan dan manifestasi PBT .

Definisi dan mekanisme penuaan
Penuaan merujuk kepada proses di mana sifat fizikal dan kimia sesuatu bahan berubah disebabkan oleh faktor persekitaran (seperti cahaya, suhu, kelembapan dan oksigen, dsb.) dan beban mekanikal semasa penggunaan. Bagi PBT, penuaannya boleh dibahagikan kepada empat jenis: penuaan haba, penuaan foto, penuaan oksidatif dan hidrolisis.
Penuaan terma: Di bawah keadaan suhu tinggi, rantai molekul PBT mungkin putus atau bersilang, mengakibatkan penurunan ketara dalam sifat mekanikal. Keputusan penuaan terma biasanya ditunjukkan sebagai peningkatan kerapuhan dan pengurangan keliatan bahan, yang menimbulkan ancaman kepada kebolehpercayaannya dalam aplikasi suhu tinggi.
Penuaan foto: Sinaran ultraungu (UV) boleh menyebabkan pemecahan rantai molekul PBT dan menjana radikal bebas, yang membawa kepada degradasi bahan. Manifestasi penuaan cahaya biasanya termasuk rupa rekahan pada permukaan bahan, perubahan warna dan kekuatan yang berkurangan, yang mungkin menjejaskan penggunaannya dalam persekitaran luar.
Penuaan oksidatif: Dengan kehadiran oksigen, PBT mungkin mengalami tindak balas pengoksidaan, mengakibatkan perubahan dalam struktur molekulnya. Proses ini mempercepatkan degradasi bahan dan mempunyai kesan buruk terhadap sifat fizikalnya, terutamanya dalam persekitaran oksigen tinggi.
Hidrolisis: Dalam persekitaran yang lembap, molekul air menembusi ke bahagian dalam PBT dan bertindak balas dengan rantai molekul, mengakibatkan penurunan dalam prestasi bahan. Hidrolisis biasanya meningkatkan kadar penyerapan air PBT dan mengurangkan kekuatan mekanikalnya, yang amat ketara dalam keadaan basah.

Prestasi ciri-ciri penuaan
Ciri-ciri penuaan PBT boleh dinilai dalam aspek berikut:
Sifat mekanikal berubah: Apabila penuaan semakin meningkat, sifat mekanikal PBT, seperti kekuatan tegangan, kekuatan hentaman dan kemuluran, biasanya berkurangan dengan ketara. Ini disebabkan oleh kemerosotan sifat fizikal yang disebabkan oleh pemecahan dan penghubung silang rantai molekul.
Perubahan sifat terma: Proses penuaan boleh menjejaskan suhu ubah bentuk haba (HDT) dan suhu lebur PBT, mengakibatkan penurunan kestabilannya dalam persekitaran suhu tinggi, dengan itu mengehadkan kawasan penggunaannya.
Perubahan dalam sifat optik: Penuaan cahaya boleh menyebabkan perubahan warna dalam bahan PBT, dan permukaan mungkin bertukar menjadi kuning atau kabus, yang secara langsung menjejaskan penampilan dan ketelusan bahan dan mengurangkan daya saing pasarannya.
Perubahan dalam kestabilan dimensi: Semasa proses penuaan, PBT mungkin meledingkan, retak atau berubah dalam saiz, yang akan menjejaskan prestasinya dalam aplikasi ketepatan dan mengurangkan kualiti keseluruhan produk.

Kaedah ujian penuaan
Untuk menilai dengan tepat ciri-ciri penuaan PBT, kaedah ujian berikut biasanya digunakan:
Ujian penuaan haba: Letakkan sampel PBT dalam persekitaran suhu tinggi dan kerap mengukur perubahan sifat mekanikal dan habanya untuk menilai kestabilan dan ketahanan habanya.
Ujian penuaan cahaya: Dengan menggunakan lampu xenon atau lampu UV untuk mensimulasikan sinaran suria, perhatikan perubahan prestasi PBT di bawah intensiti dan masa sinaran yang berbeza, untuk menilai keupayaan anti-cahaya penuaannya.
Ujian penuaan oksidatif: Eksperimen penuaan dijalankan dalam persekitaran dengan kepekatan oksigen terkawal untuk menilai perubahan prestasi PBT di bawah keadaan oksidatif dan membantu meramalkan prestasinya dalam aplikasi sebenar.
Ujian hidrolisis: Sampel PBT direndam dalam air dan sifat mekanikalnya serta penyerapan air diukur secara kerap untuk menilai ciri hidrolisisnya bagi memastikan bahan tersebut masih boleh mengekalkan prestasi cemerlang dalam persekitaran lembap.