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Insights into the Bead Fusion Mechanism of Expanded Polybutylene Terephthalate (E-PBT)

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Kuhnigk, Justus ; Raps, Daniel ; Standau, Tobias ; Luik, Marius ; Altstädt, Volker ; Ruckdäschel, Holger:
Insights into the Bead Fusion Mechanism of Expanded Polybutylene Terephthalate (E-PBT).
In: Polymers. Bd. 13 (2021) Heft 4 . - 582.
ISSN 2073-4360
DOI: https://doi.org/10.3390/polym13040582

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Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Expandable polystyrene (EPS) and expanded polypropylene (EPP) dominate the bead foam market. As the low thermal performance of EPS and EPP limits application at elevated temperatures novel solutions such as expanded polybutylene terephthalate (E-PBT) are gaining importance. To produce parts, individual beads are typically molded by hot steam. While molding of EPP is well-understood and related to two distinct melting temperatures, the mechanisms of E-PBT are different. E-PBT shows only one melting peak and can surprisingly only be molded when adding chain extender (CE). This publication therefore aims to understand the impact of thermal properties of E-PBT on its molding behavior. Detailed differential scanning calorimetry was performed on neat and chain extended E-PBT. The crystallinity of the outer layer and center of the bead was similar. Thus, a former hypothesis that a completely amorphous bead layer enables molding, was discarded. However, the incorporation of CE remarkably reduces the crystallization and re-crystallization rate. As a consequence, the time available for interdiffusion of chains across neighboring beads increases and facilitates crystallization across the bead interface. For E-PBT bead foams, it is concluded that sufficient time for polymer interdiffusion during molding is crucial and requires adjusted crystallization kinetics.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: bead foam; fusion mechanism; crystallization; expanded polybutylene terephthalate; E-PBT; crystallization kinetics; Avrami; steam chest molding; chain extender; fusion
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Chemische Verfahrenstechnik
Eingestellt am: 18 Mai 2021 11:59
Letzte Änderung: 26 Mai 2023 06:23
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/65245