PBT - Tereftalato de Polibutileno

El tereftalato de polibutileno (PBT) es un termoplastico de ingenieria semicristalino perteneciente a la familia de los poliesteres. Producido por la policondensacion de 1,4-butanodiol con acido tereftalico (o tereftalato de dimetilo), el PBT es valorado por su rapida tasa de cristalizacion, excelentes propiedades de aislamiento electrico, buena resistencia quimica y baja absorcion de humedad. Estas caracteristicas lo convierten en un material preferido para conectores electricos moldeados con precision, componentes automotrices y piezas de electrodomesticos.

El mercado global de PBT se valoro en aproximadamente $3,5 mil millones de dolares en 2024 y se proyecta un crecimiento a una tasa compuesta anual (CAGR) del 6,1% hasta 2030, impulsado por la creciente demanda en electrificacion automotriz, electronica miniaturizada y telecomunicaciones de fibra optica. La capacidad de produccion global supera los 2 millones de toneladas anuales, con productores principales que incluyen BASF, DuPont, Toray y SABIC.

El PBT cumple con las especificaciones ASTM D5927 para materiales de moldeo y extrusion de tereftalato de polibutileno (PBT). Los grados seleccionados cumplen con las clasificaciones de inflamabilidad UL 94 V-0 y estan reconocidos bajo los programas de Tarjeta Amarilla de UL. Los grados de contacto con alimentos estan disponibles en cumplimiento con FDA 21 CFR 177.1660, y los grados automotrices cumplen con las especificaciones de los principales OEM.

Las propiedades clave del PBT incluyen:

• Rapida tasa de cristalizacion que permite tiempos de ciclo cortos en moldeo por inyeccion, incluso a bajas temperaturas de molde, reduciendo costos de produccion y mejorando la productividad.
• Excelentes propiedades de aislamiento electrico con alta rigidez dielectrica, bajo factor de disipacion y rendimiento electrico estable en un amplio rango de temperatura y frecuencia.
• Buena resistencia quimica a combustibles, aceites, grasas, la mayoria de los solventes y acidos y bases diluidos, lo que hace al PBT adecuado para entornos automotrices bajo el capo e industriales quimicos.
• Baja absorcion de humedad (0,08–0,10% en equilibrio) que proporciona excelente estabilidad dimensional en condiciones humedas, una ventaja significativa sobre los competidores de nylon (PA).
• Alta rigidez y resistencia, particularmente en grados reforzados con fibra de vidrio donde la resistencia a la traccion puede superar los 130 MPa.
• Buena resistencia a la intemperie y degradacion UV en grados estabilizados, permitiendo aplicaciones en exteriores.
• Excelente resistencia a la fluencia bajo cargas mecanicas y termicas sostenidas.

Estructura quimica y cristalizacion

El PBT es un poliester aromatico lineal con una cadena principal que comprende grupos ester de tereftalato unidos por segmentos de cuatro carbonos (butileno). El espaciador de cuatro metilenos en el PBT, en comparacion con el espaciador de dos metilenos en el PET, proporciona mayor flexibilidad de cadena, resultando en cineticas de cristalizacion significativamente mas rapidas. Esta cristalizacion rapida es la ventaja principal que el PBT tiene sobre el PET en moldeo por inyeccion: el PBT alcanza alta cristalinidad a temperaturas de molde mas bajas (40–80°C versus 120–140°C para PET), permitiendo tiempos de ciclo mas cortos sin sacrificar la calidad de la pieza.

Los niveles tipicos de cristalinidad en PBT moldeado van del 35% al 45%, contribuyendo a su resistencia quimica, estabilidad dimensional y resistencia mecanica. El grado de cristalinidad puede ser influenciado por la temperatura del molde, la velocidad de enfriamiento y los agentes nucleantes.

Grados disponibles

PBT sin carga ofrece una combinacion equilibrada de tenacidad, flexibilidad y aislamiento electrico para aplicaciones de proposito general. Los grados sin carga se utilizan comunmente en conectores electricos, componentes de interruptores y aplicaciones donde la resistencia de la linea de soldadura y la elongacion son criticas.

PBT reforzado con fibra de vidrio (10–50% FV) proporciona un aumento dramatico en rigidez, resistencia a la traccion y temperatura de deflexion termica. Los grados reforzados con vidrio al 30% son el estandar de la industria para conectores automotrices y componentes bajo el capo. Las cargas de vidrio mas altas (40–50%) se utilizan en soportes estructurales y carcasas de alta temperatura donde se requieren valores de HDT superiores a 220°C.

PBT retardante de llama incorpora sistemas retardantes de llama halogenados o no halogenados para lograr clasificaciones UL 94 V-0 en espesores de pared tan bajos como 0,4 mm. Estos grados son esenciales para conectores electricos, interruptores automaticos y carcasas de reles utilizados en sistemas electricos automotrices e industriales.

PBT con carga mineral utiliza cargas minerales (talco, wollastonita o sulfato de bario) para mejorar la estabilidad dimensional, reducir la deformacion y producir acabados superficiales lisos. Estos grados son preferidos para piezas planas de pared delgada como carcasas de sensores, carcasas de espejos y componentes automotrices esteticos.

PBT modificado al impacto incorpora modificadores elastomericos para mejorar la tenacidad y ductilidad a expensas de algo de rigidez y resistencia termica. Los grados modificados al impacto se utilizan en componentes de parachoques automotrices, manijas exteriores de puertas y piezas de sistemas de limpiaparabrisas que deben soportar impactos a baja temperatura.

Procesamiento

El PBT se procesa principalmente por moldeo por inyeccion, con temperaturas de fusion recomendadas de 230–270°C y temperaturas de molde de 40–80°C. El presecado es esencial: el PBT debe secarse por debajo del 0,02% de contenido de humedad (tipicamente 3–4 horas a 120°C en un secador deshumidificador) para prevenir la degradacion hidrolitica durante el procesamiento. El PBT tambien puede procesarse por extrusion para aplicaciones de pelicula, fibra y monofilamento.

El PBT acepta una variedad de operaciones de posprocesamiento incluyendo soldadura ultrasonica, soldadura laser, union adhesiva, moldeo por insercion y sobremoldeo con elastomeros. Sus excelentes propiedades de flujo y cristalizacion rapida lo hacen bien adaptado para produccion de alta cavidad y alta velocidad de conectores miniaturizados y componentes electronicos.