POM聚甲醛知识大全
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POM(聚甲醛)
聚甲醛学名聚氧化聚甲醛(简称POM),又称赛钢、特钢。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H(聚甲醛均聚物),POM-C(聚甲醛共聚物)是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性能,尤其是有优异的耐摩擦性能。 聚甲醛是一种无侧链高密度结晶性聚合物,具有优异的综合性能。
聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在-40- 100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐强碱和不耐紫外线的辐射。(加入UV剂,能大大提高其耐紫外线等级)
1物理性质 POM塑胶
聚甲醛塑料是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种,具有优良的综合性能。
聚甲醛有着良好的耐溶剂、耐油类、耐弱酸、弱碱等性能。聚甲醛有着很高的硬度和钢性,具有高度抗蠕变和应力松弛能力,优良的耐磨性,自润滑性,耐疲劳性
聚甲醛是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物,具有优异的综合性能。聚甲醛的拉伸强度可达70MPa,可在104℃下长期使用,脆化温度为-40℃,吸水性较小。但聚甲醛的热稳定性较差,耐候性较差,长期在大气中曝晒会老化。
聚甲醛的力学性能相当好,它具有较高的强度的弹性模量,摩擦系数小,耐磨性能好。聚甲醛还具有高度抗蠕变和应力松弛的能力。
聚甲醛尺寸稳定性好,吸水率很小,所以吸水率对其力学性能的影响可以不予考虑。聚甲醛有较好的介电性能,在很宽的频率和温度范围内,它的介电常数和介质损耗角正切值变化很小。
聚甲醛的耐热性较差,在成型温度下易降解放出皿醛,一般在造粒时加入稳定剂。若不受力,聚甲醛可在140℃下短期使用,其长期使用温度为85℃。
聚甲醛耐气候性较差,经大气老化后,一般性能均有所下降。但它的化学稳定性非常优越,特别是对有机溶剂,其尺寸变化和力学性能的降低都很少。但对强酸和强氧化剂如硝酸、硫酸等耐蚀性很差。
聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度,弯曲强度,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良。
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。 POM物性表: 密度 1.39g/cm3,吸水率1.2%,连续使用温度20-110℃,屈服抗拉强度63MPa,缺口冲击韧度6Kj/㎡,洛氏硬度135MPa,邵氏硬度85MPa,弹性模量2600MPa,软化温度150℃,热变形温度HDT155℃,热线膨胀系数1.1,热导率W/(m×K)031,摩擦系数1.35 2优点
1、具高机械强度和刚性;2、最高的疲劳强度;3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳; 4、耐反覆冲击性强;5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃);6、良好的电气性质; 7、复原性良好;8、具自已润滑性、耐磨性良好;9、尺寸安定性优。 用途: 电子电器:洗衣机,果汁机定时器等组件;
汽车:车把,电动窗等零件;机械零件,齿轮,把手,螺杆,玩具等;
分类:玻纤/碳纤增强POM,防火POM,抗紫外线耐候POM,加铁氟龙POM,防静电/导电
POM。 3应用范围
POM属结晶性塑料,熔点明显,一旦达到熔点,熔体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或熔体受热时间过长,会引起分解。
POM具有较好的综合性能,在热塑性塑料中是最坚硬的,是塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一,其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度,耐磨性和电性都十分优良,可在-40度--100度之间长期使用。 4化学性质编辑
按分子链结构不同,聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛,前者密度、结晶度、熔点都高,但是热稳定性差,加工温度窄(10度),对酸堿的稳定性略低;后者密度、结晶度、熔点较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度宽(50度)
不足之处在于:由受强酸腐蚀,耐侯差,粘合性差,热分解与软化温度接近,限氧指数小。它们广泛用于汽车工业,电子电器,机械设备等。还可以做水龙头、框窗、洗漱盆。 POM产品 5工艺条件
干燥处理:如果材料储存在干燥环境中,通常不需要干燥处理。 熔化温度:均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃。
模具温度:80~105℃。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。 注射压力:700~1200bar
注射速度:中等或偏高的注射速度。
流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
POM 聚甲醛的化学和物理特性:
POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率。 6中国的发展现状
聚甲醛(pom)是一种性能优良的工程塑料,在国外有“夺钢”、“超钢”之称。pom具有类似金属的硬度、强度
pom和钢性,在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性,并富于弹性,此外它还有较好的耐化学品性。pom以低于其他许多工程塑料的成本,正在替代一些传统上被金属所占领的市场,如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件,自问世以来,pom已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用,如医疗技术、运动器械等方面,pom也表现出较好的增长态势。 应用消费持续增长
pom用在那些对润滑性、耐磨损性、刚性和尺寸稳定性要求比较严格的滑动和滚动的机械部件上,性能尤为优越,因此主要用于工业机械、汽车、电子电气、管件和灌溉用品等方面。中国pom市场增长迅速,2002年中国pom市场表观消费量为13.657万吨,1990~2002年pom市场表观消费量年均增长率为11.7%。预计2005年中国pom市场表观消费量为16.8万吨,2000~2005年pom市场表观消费量年均增长率将达到10.3%。到2010年,中国pom
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市场表观消费量将增加到19.7万吨,2005~2010年pom市场表观消费量年均增长率将达到3.2%。
支持中国pom市场迅速发展的主要因素有:国民经济的整体发展使五大工程塑料之一的pom应用市场不断扩大,用量不断增加;中国pom生产原料价廉易得,pom生产和贸易利润丰厚;pom应用领域不断出现新突破,如改性材料的研究开发等。鉴于中国市场需求的稳步增长,pom的价格将继续保持稳中有升的趋势。 技术差距不容忽视pom
尽管中国pom的市场需求不断攀升,但由于中国对pom的研制开发相对较晚,中国内pom的生产规模、产量以及品种、质量始终不能满足市场的需求。中国pom生产与其它国先进水平相比,仍存在原料单耗高、装置规模小、质量不稳定、品种牌号少等问题。例如,杜邦均聚工艺pom的甲醛(37%)吨单耗为2.56吨,还有报道为3.08吨,而中国生产pom的甲醛吨单耗为5~6吨,虽然经过改进有所下降,但差距仍然较大。 产能增长不足需求 中国pom行业连续多年生产能力和产量都较低,生产能力和产量仍然不能满足市场的需求。2002年中国pom生产厂家仅有3家,其中只有云天化集团的pom生产装置为万吨级(现已扩能为2万吨/年)。2002年中国pom生产能力为1.28万吨/年,产量约为1万吨。1966~2002年中国pom生产能力年均增长率为16.7%,产量年均增长率为18.8%,可见扩大国内pom厂家的生产能力势在必行。预计2005年中国pom生产厂家将达到6家,总生产能力将可达13万吨/年;预计2010年中国pom生产能力为19万吨/年,2005~2010年pom生产能力年均增长率将达到7.9%。
pom造成中国pom产能增长不能满足市场需求的原因是:其它国pom市场增长较快,而中国pom生产的基础比较薄弱;另外pom是资金和技术密集型的材料类化工产品,中国巨大的市场引起了国外大的关注,其它国一直想以其产品占据中国市场,不愿转让技术,使中国pom的技术水平提高缓慢,不能满足用户需求;再有就是长期以来,中国经济体制和企业经营机制不符合市场经济规律,企业不能及时获得足够的资金投入,制约了pom生产的发展。 POM
(1)?一般性能?POM的外观为谈黄色或白色半透明或不透明的粉料或粒料,硬而质密、与象牙相似,制品表面光滑并有光泽,成型收缩率高达3.5%。POM易燃,其氧指数仅为14~16,火焰上端为黄色、下端为蓝色,熔融落滴,有刺激性甲醛味和鱼腥味。POM的透气性小,仅为PE的几分之一。?
(2)?力学性能?POM的力学性能优异,比强度可达50.5Mpa,比刚度达2650Mpa,与金属十分接近。POM的力学性能随温度变化小,共聚POM比均聚POM稍大一点。POM的冲击强度较高,但常规冲击不及ABS和PC;POM对缺口敏感,有缺口可使冲击强度下降90%。POM的疲劳强度十分突出,1014??交变载荷作用后,疲劳强度可达35Mpa,而PA和PC仅为28Mpa。POM的耐蠕变性与PA相似,在20℃、21Mpa、3000h时仅为2.3%,而且受温度影响小。POM的摩擦因数小,耐磨性好(POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC),极限PV值很大,自润滑性好,适于受力摩擦制品如齿轮和轴承的生产。?
(3)?热学性能?POM的长期耐热性不高,但短期可耐160℃,其中均聚POM短期耐热比共聚POM高10℃以上,但长期耐热共聚POM反而高10℃左右。?
(4)?电学性能?POM的电绝缘性较好,几乎不受温度和湿度的影响;介电常数和介电损耗
角正切值在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小;耐电弧性极好,并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关,厚度0.127mm时为82.7kv/mm,厚度为1.88mm时为23.6kv/mm。? (5)?环境性能?POM不耐强酸和氧化剂,对稀酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保持相当的化 4
学稳定性能。POM的耐候性不好,长期在紫外光作用下,力学性能下降,表面发生粉化和龟裂。? (6)?? 三、?成型加工?
1.?加工特性?POM熔体的流变性呈非牛顿型,其熔体的粘度对温度不敏感;对注塑而言,要增加流动性能,可以从增加注塑速率减小喷嘴尺寸等方面入手。?POM的结晶度大,熔程窄,成型收缩大(可达3.5%)。对注塑厚制品而言,要注意保压和补料,以免造成收缩孔太大而报废。?POM的热稳定性差,温度过高或时间过长,均会引起分解;特别是温度超过250℃,分解速度会加快,并溢出强烈刺激眼睛的甲醛气体,严重时制品会产生气泡或变色,严重者会引起爆炸。因此,必须严格控制温度和停留时间;另外,还需加入抗氧化剂和双氰胺甲醛吸收剂。?POM的冷凝速度快,制品易产生表面缺陷如折皱、斑纹及熔接痕等,为此应用提高注塑速度和提高模具温度等方法解决。?POM制品易产生内应力,后收缩也较大,应进行后处理。后处理的条件为:厚度6mm以下,温度100℃,时间0.25~1h;厚度6mm以上,温度120~130℃,时间4~6h。?POM的吸水率不高,但干燥处理可提高制品的表面光泽度。干燥条件为:温度110~120℃,时间3~5h。?
2.加工方法?POM可用注塑、挤出、吸塑及二次加工等方法成型,并以注塑为主。?①?注塑。选用突变压缩螺杆、喷嘴大口径、逆向倒锥度直通喷嘴注塑机,为防止流延,喷嘴应单独冷却。模具采用短而粗的流道,锥度为3°~5°。?注塑成型的条件为:料筒温度190~20℃,模具温度为80℃以上,注塑压力为40~100Mpa,螺杆转速50~60r/min;背压要小,一般为0.6MPa。?②?挤出。挤出温度为180~210℃,挤出压力8~15?MPa。?
四、?改性品种?1.?增强POM?主要增强材料为玻璃纤维、玻璃球或碳纤维等,并以玻璃纤维最通常用。增强后的力学性能可提高2~3倍,热变形温度提高50℃以上,具体见表3-7所示。?2.?润滑POM?在POM中加入F4、石墨、二硫化钼、润滑油及低分子量PE等,可提高其润滑性能。例如,在POM中加入5份F4,可降低摩擦系数60%,耐磨性提高1~2倍。再如,在POM中加入液体润滑油,可大幅度提高耐磨性和极限PV值。为提高油的分散效果,需加入炭黑、氢氧化铝硫酸钡、乙丙橡胶等吸油载体。加入5%油POM的耐磨性提高72%,极限PV值可达3.9MPam/s(纯POM为0.213?MPam/s),为其他工程塑料的3~20倍。? 五、?应用范围?(1)??利用POM强大的、耐磨、耐疲劳、冲击高及润滑性高等优点,可用于制造齿轮、轴承、滑轮、凸轮、皮带轮、螺栓、泵体、壳体、阀门、水龙头及管接头等。?(2)?汽车工业?利用其比强度高的优点,在交通工具中替代金属锌、铜及铝等,用作水箱阀门、散热器箱盖、风扇、控制杆、开关、齿轮外壳及轴承支架等。?(3)?电子/电器?利用其介电强度高、介电损耗角正切值小、耐电弧高等优点,用于电扳手外壳、电动工具外
壳、开关手柄等,以及电视、录像机、计算机、传真机的配件,计时器零件,录音机磁带座等。?(4)?其他?第二代拉链材料,窗框、水箱、玩具及洗漱盆等。 共聚甲醛与均聚甲醛的区别?
聚甲醛学名聚氧化次甲基,英文名称Polyoxymethylenes,Polyacetal(简称POM),是分子主链中含有[-CH2-O-]链节的线性高分子化合物,为乳白色不透明结晶性线性热塑性树脂.POM是一种没有侧基、高密度、高结晶的线性聚合物,具有优异的综合性能.它是继尼龙之后发展的优良树脂品种,分子结构规整和结晶性使其物理机械性能十分优异,有“金属塑料”之称.?POM按分子链中化学结构的不同可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种,均聚甲醛一般是由无水聚甲醛聚合而得,共聚甲醛是由三聚甲醛与少量二氧戊环的共聚产物.正是由于结构上的不同,导致均聚和共聚甲醛在各项性能下存在差异.两者主要区别是:均聚甲醛密度、结晶度较高,熔点与HDT较共聚甲醛高10℃,强度、耐蠕变性能和耐摩擦性能更优越,但热稳定性差,加工温度范围窄(约10℃),对酸硷的稳定性较低.共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低,但热稳定性相对较好, 5
不容易分解,加工温度范围宽(30~50℃),对酸硷稳定性较好.? 一.注射成型加工特性与对比?
1.物料的干燥??POM吸水率不高,所以采用铝箔防潮袋包装的POM料原则上可以直接用于注射成型,但对外观要求高的制品,最好经干燥后再进行成型.因为干燥处理可提高制品的表面光泽度,减少模垢、气痕等不良现象出现.而对开封并放置一定时间的POM料,会有一定的吸湿,所以必须经干燥后再用于成型,否则会在注射成型中产生较多的模垢,或者因产生银纹而使制品的外观不良.对POM进行注射成型时,为了达到较好的制品外观和减少成型时的模垢,要求其原料的含水率不超过0.1%.较高的干燥温度虽能使树脂烘干所需的时间大为缩短,但因过高的温度易使POM制品表面氧化变黄,所以最好采用较温和的干燥条件.??均聚POM可采用的干燥温度为80~90℃,干燥时间为2~4h.共聚POM可采用干燥温度为90~100℃,干燥时间为2~4h.在干燥上的区别是因为共聚甲醛的吸湿率低于均聚甲醛,且热稳定性要好,所以采用高温烘烤.?
2.注塑温度??设定适当的注塑温度主要是为了保证POM在注射成型过程中既有良好的流动性又不产生明显的热分解,以便在适当的注塑压力下顺利地充满型腔并获得具有良好外观及良好性能的制品.如果料筒温度设定过低,由于物料来不及充分熔融,不仅会出现由于流动性差,充模不满等外观方面的问题,而且也会影响其制品的力学性能.如果料筒温度过高,POM的热稳定性差,温度过高或时间过长,均会引起分解,致使制品性能下降,特别是温度超过250℃,分解速度会加快,并溢出强烈刺激眼睛的甲醛气体,严重时制品会产生气泡或变色.而且,由于POM属切敏性聚合物,熔体的流动性在熔点以上对温度变化不明显,而对剪切速率较为敏感,因此,仅靠提高POM的温度来改善其流动性的效果是有限的.在成型薄壁制品时,一般建议采用熔体流动速率较高的POM品级.??
均聚POM的熔融温度为175℃,由于既要考虑其熔融温度而设定较高的温度,又要尽可能防止其热分解而设定较窄的温度范围,因此可将树脂温度设定在190~200℃.??
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