Polybutylenterephthalat

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Polybutylenterephthalat (Kurzzeichen PBT, PTMT, früher auch PBTP) ist ein um 1941 erstmals hergestellter thermoplastischer Kunststoff.<ref name="ttherm">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.</ref> 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.<ref>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.</ref>

Aufgrund der teuren Ausgangsstoffe konnte er sich aber bisher nicht auf breiter Linie durchsetzen.<ref name="mikitaev">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.</ref> Im Jahr 2012 lag der weltweite Verbrauch bei 830.000 t.<ref name="Kunststoffe1013">Artikel (PDF) in Kunststoffe 10/2013, abgerufen am 22. Februar 2015.</ref>

Synthese

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.<ref name="roempp">Vorlage:RömppOnline</ref><ref name="mikitaev" />

Reaktionsschema der PBT-Herstellung …
Datei:PBT by Polycondensation V1.svg	… durch Polykondensation.
Datei:PBT by Transesterification V1.svg	… durch Umesterung.

Um die Molmasse zu erhöhen, kann PBT nachkondensiert werden.<ref name="roempp" />

Eigenschaften

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.<ref name="braun">Dietrich Braun: Kunststofftechnik für Einsteiger. Hanser Verlag, 2003, ISBN 3-446-22273-1, S. 52–53.</ref> 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

Polybutylenterephthalat wird für Gehäuse in der Elektrotechnik, aber auch im Fahrzeugbau<ref name="braun" /> 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.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Auch die Tastenkappen höherwertiger Tastaturen bestehen oft aus Polybutylenterephthalat.<ref name="razer">Vorlage:Internetquelle</ref><ref name="ergodox">Vorlage:Internetquelle</ref> Im Vergleich zu Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist es resistenter gegen Verschleiß.<ref name="switchandclick">Vorlage:Internetquelle</ref>

Die Beständigkeit gegenüber heißem Wasser ist etwas besser als die von PET.

Die Verarbeitungstemperatur beim Spritzguss liegt zwischen 235 und 270 °C, die Werkzeugtemperatur bei 60 bis 110 °C.<ref>Bernd Fein: Optimierung von Kunststoff-Spritzgießprozessen, DIN e. V., Beuth Verlag GmbH, 2013.</ref><ref>Hans Domininghaus (ehemals), Peter Elsner, Peter Eyerer, Thomas Hirth: Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, S. 250, 8. Auflage, 2012. Springer-Verlag, 29 Jan 2013.</ref>