聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。
聚甲醛的分子是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。由于C-O键的键长小于C-C键,因此聚甲醛链轴方向的填充密度大。与聚乙烯相比,聚甲醛的碳氧键短,内聚能密度高,密度大。按其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。两者的重要区别是:均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高,但热稳定性差,加工温度范围窄(约10℃),对酸碱稳定性略低;而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度范围宽(约50℃),对酸碱稳定性较好。是具有优异的综合性能的工程塑料。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。俗称赛钢或夺钢,为第三大通用塑料。适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件。
聚甲醛分子链的柔顺性大,链的结构规整性高,因而结晶度高,结晶能力强。均聚甲醛的结晶度为75%~85%,共聚甲醛为70%~75%,即使快速淬火,结晶度也能达到65%以上。完全非晶态的聚甲醛只有在-℃时才能得到。
发展历史
1.年前后,美国杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛均聚物,即均聚甲醛,商品名为Delrin。
2.年美国塞拉尼斯公司由三聚甲醛出发,制得与少量二氧五环或环氧乙烷的共聚物,即共聚甲醛,商品名为Celcon。
分子式
POM的分子式如下所示
学名为聚氧亚甲基,是一种热塑性结晶聚合物,既有均聚合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,但不易加工;共聚物材料具有很好的热稳定、化学稳定性且易于加工。无论均聚材料还是共聚物材料,都是结晶性材料。
1.一般性能:是一种半透明白色物料,,一般密度为1.41—1.43g/cm3,为紧固,刚硬而有弹性的物料,常称为“赛钢”,摩擦阻力低。
2.热性能:聚甲醛具有较高的热变形温度,均聚为℃,共聚为℃。但由于分子结构方面的差异,共聚甲醛反而有较高的连续使用温度。一般而言均聚甲醛的长期使用温度是℃左右。而共聚甲醛可在℃连续使用h,或在℃时连续使用0h。短时间可使用的温度可达℃。按美国UL规范,聚甲醛的长期耐热温度为85~℃。
3.电性能:是电绝缘性能优良的材料,其体积电阻率为1×Ω.cm,表面电阻率为1×Ω.cm,电气强度30MV/m,容易改性成导电及防静电材料,改性后的体积电阻率为1x10Ω.cm,具有良好的导电性能。
4.防火性能:其氧指数(LOI)为15%,较易燃烧,因此难于达到UL94V-0的阻燃等级。
5.耐候性:共聚甲醛的耐候性能优于均聚甲醛,如添加UV稳定剂的共聚甲醛具有更好的耐候性能,适合在户外使用。抗热老化性能优良。
6.可抵抗的化学物质:共聚甲醛的抗化学性能佳,可以很好地抵抗有机类油脂及合成洗涤剂等各种化学药品。
7.不可抵抗的化学物质:强酸及强氧化剂,浓硝酸可以迅速侵蚀POM。全氟丙酮能够形成极稀的溶液。
8.耐水解性:优良的耐水解性能,可在80℃热水中长期使用。
9.耐辐射性:若要对POM进行消毒,毋使用高强度伽玛射线。
注塑成型注意事项
注塑成型的工艺条件:
1.干燥:树脂本身的吸湿性很小,因此并不一定需要干燥,但成型时如含水量大于0.1%,则需进行干燥,也有利于避免出现模垢现象,但对于一些填充品级,如碳纤维填充,导电品级,则必须进行干燥,干燥条件为80-90℃,3~4小时。
2.回收利用:可以使用再生材料。回收料即使%使用10次,其物性都基本上不会发生变化,但颜色会有所变化,原则上是25-30%的回收料与75-70%的新料混合使用。
3.热稳定性:在℃的温度下停留60分钟后再进行成型,成型出来的制品的拉伸强度几乎没有什么变化。具有良好的热稳定性。
4.注射机台:用普通注射成型,合模力成型品的投影面积x40-60MPa。
5.料筒容量:产品重量一般为料筒容量的40-80%。
6.喷嘴与闭锁系统:可用开放式喷嘴,但为了防止流涎,最好选用闭锁式喷嘴。
7.螺杆:用标准型螺杆即可,压缩比2.8-3.0:1,长径比:18-22:1。
8.料筒温度:树脂的熔点约℃,实际成型时的最佳温度是-℃,最好是-℃。
9.模具温度:标准模具温度是60-80℃,根据成型品的特性,表面状态、使用中尺寸的变化、成型周期等要求不同,需要调节模具温度。有时为降低成型周期,将模具温度设定在30-40℃,但容易留下残留应变及得不到好的外观。
10.注射压力:应考虑树脂的流动性,收缩性,成型品的物性等进行设定。一般为98MPa以上。保压压力为49-98MPa。
11.注射速度:一般在5-50mm/s,但应考虑成型品的形状、壁厚、质量要求、流道粗细、浇口尺寸等因素进行设定。
12.背压:为了计量稳定化及防止发生注嘴的滴料现象,建议背压设定为0.5-1.0MPa。
13.螺杆转速:一般以-rpm为宜。
14.成型收缩率:成型收缩率较大,可高达2-3.5%。
15.二次加工:可进行雕刻,攻丝,压入,金属嵌件,切削等二次加工。
模具设计
1.钢材:由于聚甲醛在成型时会分解出腐蚀性的气体,或者玻璃纤维引起的磨损,所以模具材料的选择需要考虑耐磨损性和耐腐蚀性兼备的模具材料。进行氮化和淬火处理有利于增强耐磨性。
2.流道:建议使用圆形流道,如不能形成圆形流道,则建议用梯形流道,避免使用半圆形流道。流道的尺寸是尽可能大,流道分布需对称。
3.浇口:厚度为成型品厚度的60-70%。宽度为浇口厚度的1-1.5倍。
4.拔模斜度:常用的拔模斜度为1°,最小为1/4-1/2°。
5.排气口:可在成型品的外周设计1/左右的粗糙表面,再设计1mm左右的排气槽。
典型应用
1.汽车工业:车门锁簧、刮水器马达系统齿轮、组合式开关、化油器汽油浮标、燃料罐盖、门锁侧盖、散热器排放阀、自动汽车门锁机构、汽车天线系统、遥控车门反射镜等。
2.电子电气:开关键盘、按钮、音像带卷轴动力工具,庭园整理工具零件、电风扇零件、手表微型齿轮、插头、开关、按扭、继电器、盒式磁带的轴和轮壳、照相机其它精密仪器的零件。
3.家用电器:电视机、洗衣机、电冰箱、电话机、收录机、洗碟机的各种零件等。
4.机械工业:齿轮、驱动轴、链条、阀门、阀杆螺母、轴承、凸轮、叶轮、滚轮、喷头、导轨、衬套、管接头和机械结构件等传动部件。
5.医疗工业:心脏起博器;人造心脏瓣膜、顶椎、假肢等。
主要厂商及品牌
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