Qu’est-ce que le polytéréphtalate de butylène ?
Le polytéréphtalate de butylène est un polyester thermoplastique, un type de plastique technique.
Il est généralement abrégé en PBT (polybutylène téréphtalate) et également connu sous le nom de polytétraméthylène téréphtalate (PTMT). Il a une structure dans laquelle le nombre de carbones dans la chaîne alkyle du polyéthylène téréphtalate (PET) est passé de 2 à 4. Il a des propriétés similaires à celles du PET.
En principe, il s’agit d’un matériau relativement facile à manipuler car il est très stable et sa toxicité n’est pas encore connue.
Utilisations du polytéréphtalate de butylène
Le polytéréphtalate de butylène est utilisé comme matériau pour une large gamme de produits en raison de ses bonnes propriétés mécaniques, de sa résistance élevée à la chaleur, de sa résistance élevée aux produits chimiques et de sa bonne aptitude au traitement. Aux États-Unis, il est principalement utilisé dans le secteur automobile, tandis qu’au Japon, il est surtout utilisé dans les secteurs électrique et électronique. Ces dernières années, l’utilisation de ces matériaux dans le secteur automobile a augmenté, notamment en raison de leur légèreté.
1. Domaine de l’automobile
- Bobines d’allumage
- Bras d’essuie-glace
- Distributeurs
- Interrupteurs
- Boîtiers de phares
- Pièces de moteur
- Soupapes
- Engrenages
- Pièces d’échappement et pièces liées à la sécurité
2. Champs électriques et électroniques
- Interrupteurs
- Connecteurs
- Prises de courant
- Relais
- Boîtiers
- Pièces de moteur
3. Autres
Emballage alimentaire, pièces d’appareils photo, pièces de montres, engrenages, cames, roulements, etc.
Caractéristiques du polytéréphtalate de butylène
Le polytéréphtalate de butylène a un point de fusion de 225°C, une température de déflexion sous charge de 65°C (1,8 kPa), une résistance à la traction de 56 kPa et une résistance à la flexion de 81 kPa. Le polytéréphtalate de butylène est souvent utilisé comme matériau composite ; par exemple, les composites PBT avec 30 % de fibres de verre peuvent augmenter considérablement les propriétés mécaniques, avec une température de déflexion sous charge de plus de 200 °C, une résistance à la traction de 127 kPa et une résistance à la flexion de 186 kPa. Ceci sans modifier les propriétés électriques ou la constante diélectrique.
Outre ses excellentes propriétés mécaniques, le polytéréphtalate de butylène offre également des propriétés électriques, une résistance chimique, une résistance à la chaleur, une résistance à l’abrasion, une faible absorption d’eau et une excellente stabilité dimensionnelle. Il est également fabriqué à partir de matières premières relativement peu coûteuses, le 1,4-butanediol et l’acide téréphtalique. Cela lui confère un excellent équilibre entre le coût et les performances et le rend suffisamment compétitif par rapport à d’autres plastiques techniques.
Autres informations sur le polytéréphtalate de butylène
Processus de production du polytéréphtalate de butylène
Le polytéréphtalate de butylène peut être produit par polymérisation directe, par réaction d’estérification entre le 1,4-butanediol et l’acide téréphtalique, ou par DMT, par réaction d’échange d’esters entre le 1,4-butanediol et le téréphtalate de diméthyle.
1. Méthode de polymérisation directe
Le téréphtalate de bis-hydroxybutyle (BHT) est synthétisé en faisant réagir une mole d’acide téréphtalique avec deux moles de 1,4-butanediol à 150-230°C pendant 60-120 minutes sous pression normale. Le polytéréphtalate de butylène est ensuite obtenu en réglant la température à 250-270°C et en réduisant les conditions de pression en dessous de 133 Pa et en procédant à la polymérisation tout en éliminant le 1,4-butanediol et le tétrahydrofurane produits. Les catalyseurs à base de titane sont souvent utilisés comme catalyseurs pour l’estérification.
2. Méthode DMT
Le BHT est synthétisé de la même manière que dans la méthode de polymérisation directe en faisant réagir 1 mole de téréphtalate de diméthyle avec 2 moles de 1,4-butanediol à 150-200 °C pendant 60-120 min sous pression normale. La réaction est effectuée tout en éliminant le méthanol qui est produit pendant la réaction.
La quantité de 1,4-butanediol est fixée à 2 moles de téréphtalate de diméthyle. Le temps de réaction dépend de ce rapport quantitatif et, plus le rapport molaire est faible, plus le taux d’échange d’esters peut être élevé. Le BHT produit est utilisé de la même manière que dans le procédé de polymérisation directe pour obtenir le polytéréphtalate de butylène.
Le polytéréphtalate de butylène obtenu par polymérisation est mélangé avec des fibres de verre pour produire des qualités renforcées de fibres de verre, ou avec des additifs tels que des retardateurs de flamme pour augmenter l’ignifugation, avant d’être commercialisé.