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Polybutylenterephthalat

Polymer
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Polybutylenterephthalat (Kurzzeichen PBT auch PTMT) ist ein um 1941 erstmals hergestellter thermoplastischer Kunststoff.[6] Er gehört zu den Polyestern und hat ähnliche Eigenschaften wie teilkristallines Polyethylenterephthalat (PET), ist jedoch für den Spritzguss aufgrund des günstigeren Abkühl- und Prozessverhaltens besser geeignet.[7]

Strukturformel
Struktur von Polybutylenterephthalat
Allgemeines
Name Polybutylenterephthalat
Andere Namen

Polytetramethylenterephthalat[1]

CAS-Nummer 24968-12-5
Monomer Terephthalsäure und 1,4-Butandiol
Summenformel der Wiederholeinheit C12H12O4
Molare Masse der Wiederholeinheit 220,22 g·mol−1
Eigenschaften
Aggregatzustand

fest

Dichte
  • 1,403 g·cm−3 (kristallin)[2]
  • 1,280 g·cm−3 (amorph)[2]
Schmelzpunkt

220 °C (kristalline α-Form)[3]

Glastemperatur

47 °C[2]

Elastizitätsmodul

1700–2700 MPa[4]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[5]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Aufgrund der teuren Ausgangsstoffe konnte er sich aber bisher nicht auf breiter Linie durchsetzen.[8] Im Jahr 2012 lag der weltweite Verbrauch bei 830.000 t.[9]

Synthese

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Polybutylenterephthalat entsteht durch Polykondensation des Zwischenprodukts Bis(4-hydroxybutyl)terephthalsäureester. Dieser kann durch Veresterung von 1,4-Butandiol und Terephthalsäure oder durch katalytische Umesterung von Dimethylterephthalat mit 1,4-Butandiol in Gegenwart von Umesterungskatalysatoren wie Tetraisopropyltitanat hergestellt werden.[10][8]

Reaktionsschema der PBT-Herstellung …
 
 … durch Polykondensation.
 
 … durch Umesterung.

Um die Molmasse zu erhöhen, kann PBT nachkondensiert werden.[10]

Eigenschaften

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Polybutylenterephthalat wird wegen seiner hohen Festigkeit und Steifigkeit, sehr hohen Maßbeständigkeit (deutlich besser als die von POM oder PA) und guten Reibungs- und Verschleißeigenschaften geschätzt.[11] Typische Einsatztemperaturen liegen im Bereich −50 bis 150 °C.

PBT besitzt eine gute chemische Widerstandsfähigkeit gegen viele Lösemittel. Bei Raumtemperatur kann es nicht gelöst werden, bei höheren Temperaturen beispielsweise mit Mischungen aus ortho-Dichlorbenzol und Phenol. Es ist empfindlich gegen Molekulargewichtsabbau durch Hydrolyse, kann jedoch kurzzeitig auch mit heißem Wasser in Kontakt gebracht werden und wird daher beispielsweise in Dampfbügeleisen oder Kaffeemaschinen verwendet.

Verwendung

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Polybutylenterephthalat wird für Gehäuse in der Elektrotechnik, aber auch im Fahrzeugbau[11] als Steckverbinder und im Haushalt beispielsweise als Duschbrausekopf oder in Bügeleisen eingesetzt. Zu Fasern verarbeitet findet es Verwendung unter anderem in Zahnbürsten, bei der Ummantelung von Lichtwellenleitern und als Chemiefaser.[12]

Für Tastenkappen von Tastaturen ist Polybutylenterephthalat ein Material, das vor allem bei höherwertigen Produkten eingesetzt wird.[13][14] Es zeichnet sich im Vergleich zu Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) durch geringeren Verschleiß und damit längere Lebensdauer aus.[15]

Handelsnamen

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Flasche mit Verschluss aus Celanex®
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Einzelnachweise

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  1. ↑ Jürgen Falbe, Manfred Regitz: RÖMPP Lexikon Chemie. Band 5: Pl–S, 10. Auflage, Thieme, 1998, ISBN 978-3-13-735010-1.
  2. ↑ a b c Konrad Huber: Pervaporation von Reinflüssigkeiten und binären Gemischen durch Membranen von Polybutylenterephthalat im Glasübergangsbereich. Herbert Utz Verlag, 1998, ISBN 3-89675-298-7, S. 21–23.
  3. ↑ Gerhard W. Becker, Ludwig Bottenbruch(Hrsg.), Dietrich Braun: Technische Thermoplaste: Polycarbonate, Polyacetate, Polyester, Celluloseester., Band 3/1. Hanser Verlag, 1992, ISBN 3-446-16368-9, S. 51.
  4. ↑ Bergadur – Polybutylenterephthalat (PBT) (Memento vom 26. Dezember 2011 im Internet Archive) (PDF; 1,1 MB).
  5. ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  6. ↑ Gerhard W. Becker, Ludwig Bottenbruch (Hrsg.), Dietrich Braun: Technische Thermoplaste: Polycarbonate, Polyacetate, Polyester, Celluloseester. Band 3/1. Hanser Verlag, 1992, ISBN 3-446-16368-9, S. 2.
  7. ↑ Konrad Huber: Pervaporation von Reinflüssigkeiten und binären Gemischen durch Membranen von Polybutylenterephthalat im Glasübergangsbereich. Herbert Utz Verlag, 1998, ISBN 3-89675-298-7, S. 21.
  8. ↑ a b Abdulakh K Mikitaev, T. A. Borukaev, Gennadiĭ Efremovich Zaikov (Hrsg.): Poly(butylene terephthalate), synthesis and properties. CRC Press, Boca Raton 2006, ISBN 90-474-1866-2, S. 8.
  9. ↑ Artikel (PDF) in Kunststoffe 10/2013, abgerufen am 22. Februar 2015.
  10. ↑ a b Eintrag zu Polybutylenterephthalate. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 17. Februar 2015.
  11. ↑ a b Dietrich Braun: Kunststofftechnik für Einsteiger. Hanser Verlag, 2003, ISBN 3-446-22273-1, S. 52–53.
  12. ↑ Aktuelle Probleme mit dem TKG - Technische Informationsbibliothek (TIB). Abgerufen am 17. September 2018: „Inzwischen gibt es aber auch Polyesterfasern auf modifizierter Rohstoffbasis wie Polytrimethylenterephthalat (PTT) und Polybutylenterephthalat (PBT) mit veränderten Fasereigenschaften und auch modifizierter Verarbeitung (z. B. in der Färberei)“
  13. ↑ "PBT keycap upgrade set". Abgerufen am 2. August 2020.
  14. ↑ "ErgoDox — Our Keycaps". Abgerufen am 2. August 2020.
  15. ↑ Jake Harrington: ABS vs PBT Keycaps: What’s the Difference? Abgerufen am 2. August 2020.
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