ПОМ (полиоксиметилен) — высокопроизводительный конструкционный термопластик с исключительными механическими свойствами и размерной стабильностью. В данной статье рассматриваются ключевые свойства ПОМ, включая его механические, термические и электрические характеристики, а также области его применения.
Что такое ПОМ-пластик?
Полиоксиметилен (ПОМ), также известный как ацеталь, — кристаллический термопластичный полимер. Это высокоплотный, высококристаллический линейный полимер с превосходными общими эксплуатационными характеристиками. Это высококачественная смола, появившаяся после нейлона и занимающая третье место среди пяти основных инженерных пластиков. По химической структуре молекулярной цепи ПОМ подразделяется на гомополимерный ПОМ (Delrin) и сополимерный ПОМ (Celcon).
Чем отличаются эти два вида? Delrin — это регулярная кристаллическая молекулярная структура, полимеризованная из одного мономера. Celcon — аморфная структура, полученная в результате сополимеризации двух различных мономеров.
Свойства ПОМ
Значительным преимуществом ПОМ является его высокий модуль упругости, высокая жесткость и твердость, отличная усталостная прочность, а также хорошая ударная вязкость и сопротивление ползучести.
| Свойства | Гомополимер (Делрин) | Сополимер (Celcon) |
| Удельный вес | 1.42 | 1.41 |
| Прочность при растяжении, МПа | 68.9 | 60.6 |
| Относительное удлинение,% | 40 | 60 |
| Модуль упругости при растяжении, ГПа | 3.10 | 2.83 |
| Прочность на изгиб, МПа | 97.1 | 89.6 |
| Модуль упругости при изгибе, ГПа | 2.83 | 2.58 |
| Прочность на сдвиг, МПа | 65 | 53 |
| Ударная вязкость образца с надрезом по Изоду, Дж/м | 76 | 65 |
| Твердость по Роквеллу (шкала M) | 94 | 80 |
Прочность на растяжение и жесткость
Среди всех пластиков ПОМ обладает показателями прочности и жёсткости, относительно близкими к показателям металлов. Во многих областях применения он может заменить такие материалы, как сталь, цинк, алюминий, медь и чугун. С повышением температуры прочность на разрыв и жёсткость ПОМ снижаются.
Сила удара
Полиоксиметилен ( ПОМ) обладает хорошей ударной вязкостью, и его ударная прочность минимально зависит от температуры. Однако наличие надреза значительно снижает ударную прочность. Хотя поликарбонат (ПК) и АБС-пластик обладают существенно большей ударной прочностью, чем ПОМ, ПОМ демонстрирует более высокую ударную прочность, чем ПК и АБС-пластик, после многократных нагрузок при усталостном ударе.
Усталость Сопротивление
Кристаллические пластики, как правило, обладают более высокой усталостной прочностью, чем аморфные. ПОМ, степень кристалличности которого превышает 70%, демонстрирует превосходную усталостную прочность. Он обладает самым высоким пределом усталости среди всех термопластичных конструкционных пластиков.
Сопротивление ползучести
Благодаря высокой упругости полиоксиметилена (POM), его сопротивление ползучести сопоставимо с другими конструкционными пластиками, такими как нейлон. При температуре 23 °C и нагрузке 21 МПа значение ползучести составляет всего 2.3% после 3000 часов. Более того, значение ползучести относительно мало меняется с температурой, что позволяет ему сохранять хорошее сопротивление ползучести даже при повышенных температурах.
Трение и износостойкость
Полиоксиметилен (ПОМ) обладает очень низким коэффициентом трения и минимальной скоростью износа, при этом его предельное значение давления и скорости достаточно высокое. Это делает его подходящим для компонентов, подверженных длительному скользящему трению. Кроме того, ПОМ имеет твердость поверхности, аналогичную алюминиевым сплавам , обеспечивает определенную степень самосмазывания в условиях динамического трения и генерирует очень мало шума, демонстрируя превосходные трибологические свойства.
Тепловые свойства
ПОМ имеет высокую температуру изгиба при нагревании (HDT). Гомополимер ПОМ обычно имеет более высокую HDT, чем сополимер ПОМ, но гомополимер ПОМ имеет более низкую термостойкость, чем сополимер. Как правило, рабочая температура ПОМ составляет около 100 °C.
| Свойства | Гомополимер (Делрин) | Сополимер (Celcon) |
| Температура теплового изгиба, 1.82 МПа | 124 | 110 |
| Температура плавления, ° С | 175 | 165 |
| Температура замерзания, °С | -50 | / |
| Коэффициент линейного расширения, -40~30 °C | 7.5 | 9.5 |
| Теплопроводность, Вт/(м · °С) | 1.47 | 1.47 |
Электрические свойства
Полиоксиметилен (ПОМ) обладает хорошими электроизоляционными свойствами и практически не подвержен влиянию влажности. В диапазоне частот от 10² до 10⁷ Гц и диапазоне температур от 20 до 100 °C диэлектрическая постоянная ПОМ остается стабильной на уровне 3.1–3.9. Его диэлектрическая постоянная минимально зависит от поглощения воды. Толщина изделия из ПОМ влияет на его диэлектрическую прочность: более тонкие детали демонстрируют большую диэлектрическую прочность.
Химическая устойчивость
Полиоксиметилен (POM) обладает высокой стойкостью к маслам и органическим растворителям (таким как углеводороды, спирты, кетоны, сложные эфиры и бензолы). Даже после длительного (более полугода) погружения в среду с повышенными температурами он сохраняет высокую механическую прочность, а скорость изменения массы обычно составляет менее 5%.
Смола ПОМ обладает хорошей устойчивостью к разбавленным кислотам, но подвержена растрескиванию под воздействием сильных кислот, особенно серной, соляной, азотной, сернистой и азотистой кислот.
Погодостойкость
Атмосферостойкость полиоксиметиленового (ПОМ) полимера далека от идеала. При наружном применении для повышения долговечности следует добавлять поглотители УФ-излучения или антиоксиданты.
Процессы обработки POM
Полиоксиметилен (POM) можно формовать и перерабатывать стандартными методами термопластической обработки, включая литье под давлением, экструзию, выдувное формование и компрессионное формование. Литье под давлением является наиболее распространённым методом. Экструзия в основном используется для производства листов и стержней, которые затем могут быть подвергнуты вторичной переработке в готовые изделия. Выдувное формование дополняет литьё под давлением для производства полых изделий.
Литье под давлением
Оборудование: Используйте одношпиндельный, полнопоточный, с резким сжатием шнек со стандартным наконечником. Соотношение L/D должно составлять около 18, степень сжатия — 2-3, а длина дозирующей секции — 4-5D. Скорость вращения шнека обычно составляет 50-60 об/мин, а противодавление контролируется на уровне около 0.6 МПа. Сопло должно быть прямоточного типа с обратным конусом и должно быть оборудовано нагревательной лентой, температура которой регулируется трансформатором регулирования напряжения. Диаметр отверстия сопла должен быть достаточно большим.
Пресс-форма: литниковая система состоит из литника, каналов и затворов. Литник должен быть коротким и толстым, диаметром примерно на 1 мм больше сопла и иметь конусность 3° – 5°. Часто используются трапецеидальные каналы со стандартными размерами, где верхняя ширина в три раза превышает нижнюю, а глубина в два раза превышает нижнюю. Размеры затвора (например, толщина) должны определяться исходя из толщины изделия и других факторов; доступны различные типы затворов, и оптимальный вариант следует выбирать в соответствии с конструкцией изделия.
Процесс формования: Как правило, предварительная сушка материала не требуется. Однако предварительная сушка необходима, если гранулы материала охлаждались погружением в воду или если формуются прецизионные детали. Температура цилиндра должна точно контролироваться; чрезмерно высокие температуры могут вызвать изменение цвета и разложение материала, а слишком низкие температуры приводят к плохой пластификации.
Экструзия
Используйте равномерный дозирующий шнек постоянного диаметра с соотношением длины к диаметру 20:24. Дозирующая часть должна составлять примерно 1/4 от общей длины шнека, а степень сжатия — 3:4.
Конструкция шнека варьируется в зависимости от вязкости материала. Шнеки с глубокими каналами предназначены для высокой вязкости, а шнеки с мелкими каналами – для средней вязкости. Предварительная сушка необходима, если влагопоглощение материала превышает 0.25%. Детали экструдера, контактирующие с материалом, не должны содержать медь и сплавы, способствующие термическому разложению. Конкретные условия процесса, такие как соотношение длины к диаметру, степень сжатия и температура головки, различаются для различных продуктов (например, труб, листов, оболочек проводов).
Выдувное формование
Используется стандартная выдувная машина, требующая точного и точного управления. Соотношение длины/диаметра шнека составляет 16–20, а коэффициент впрыска – 2.0–3.5. Материал пресс-формы выбирается в зависимости от типа изделия. Температура пресс-формы обычно составляет 93–127 °C, а давление воздуха – 0.35–1.20 МПа. Для различных изделий, формованных выдувом (например, бочек, дорожных сумок, распылителей), требуются особые условия процесса, такие как соотношение длины/диаметра, степень сжатия, температура цилиндра и скорость вращения шнека.
Обработка CNC
При обработке ПОМ на станках с ЧПУ литьевые заготовки с припуском 3–5 мм идеально подходят для деталей сложной формы, тогда как простые формы можно вырезать из прутков высокой плотности (1.41–1.43 г/см³) с использованием водяного охлаждения, приспособлений из алюминиевого сплава и тисков с мягкими губками (усилие зажима 5–10 кН) или вакуумного отсоса (≥ 0.1 МПа для тонких деталей) для минимизации деформаций и напряжений.
В компании Getzshape мы предоставляем услуги высокоточной обработки на станках с ЧПУ конструкционных пластмасс, гарантируя исключительное качество и точность. Наши материалы из полиоксиметилена (ПОМ) доступны в двух цветовых вариантах — черном и белом, оба обеспечивают универсальность для различных применений. Если не указаны конкретные допуски, мы придерживаемся стандарта ISO 2768-c, чтобы гарантировать стабильные и надежные результаты.
Начните производство от создания прототипа до масштабирования
- Надежная и своевременная доставка по всему миру
- Доступно несколько сертификатов
- Полная проверка перед каждой отправкой
Вторичная обработка
Полиоксиметилен (POM) по своим техническим характеристикам схож с латунью: он жёсткий и выделяет мало тепла. Его можно обрабатывать точением, пилением, фрезерованием, сверлением, штамповкой и нарезанием резьбы.
Применение ПОМ
ПОМ в основном используется для замены цветных металлов (таких как медь, алюминий и цинк) при производстве различных механических компонентов и широко применяется в автомобильной, механической, электронной, электротехнической, строительной и сантехнической промышленности.
Автомобильная
Полиоксиметилен (POM) широко используется в качестве энергосберегающего материала в автомобилестроении. Это обусловлено его способностью способствовать снижению веса транспортного средства, снижению расхода топлива и замене различных металлов, что снижает энергозатраты на формовку и обработку. Например, использование POM для автомобильных дверных и оконных ручек, заменяя оригинальные хромированные металлические или нержавеющие детали, обеспечивает экономию затрат на 23% и сокращает количество этапов обработки с 13 до 5. По сравнению с некоторыми другими инженерными пластиками, POM демонстрирует исключительную стойкость к целому ряду химических веществ, используемых в автомобилях. Сополимер POM особенно превосходит их в этом отношении. Например, благодаря чрезвычайной стабильности сополимера POM к автомобильным охлаждающим жидкостям, большинство компонентов автомобильных радиаторов изготавливаются из сополимера POM.
ПОМ в основном используется в следующих трех областях автомобилестроения:
- Система подачи топлива в двигатель: используется для изготовления сливных клапанов радиатора, крышек радиатора, расширительных бачков охлаждающей жидкости, крыльчаток водяных насосов, корпусов водяных клапанов, крышек топливных баков, горловин топливных баков, топливных насосов, корпусов карбюраторов, различных выпускных регулирующих клапанов, педалей акселератора и других деталей.
- Система электрооборудования: используется для производства вентиляторов отопителей, клапанов воздушных компрессоров, выключателей освещения, рычагов управления отопителями, комбинированных переключателей, шестерен и подшипниковых опор электродвигателей стеклоочистителей, а также насосов мойки.
- Система кузова: используется для изготовления кронштейнов солнцезащитных козырьков, втулок рессор, корпусов спидометров, корпусов антенных механизмов, опор внутренних зеркал, компонентов дверных замков, ручек стеклоподъемников, рам оконных стекол и направляющих роликов, подшипников поворотных кулаков, деталей тормозов, компонентов рулевого колеса и петель отсеков.
Спецтехника
Полиоксиметилен (POM) широко используется для изготовления различных шестерён, подшипников, пружин, кулачков, болтов, гаек, а также конструктивных элементов механического оборудования, таких как корпуса насосов, кожухи и рабочие колеса. Шестерни, зубчатые муфты и подшипники из POM широко используются в качестве конструктивных деталей силовых передач общего назначения.
Электроника
Полиоксиметилен (POM) обладает низким коэффициентом рассеяния, высокой диэлектрической прочностью и сопротивлением изоляции, а также превосходной дугостойкостью, что обуславливает его широкое применение в электронике, электроприборах и офисных автоматах. Полиоксиметилен (POM) может использоваться для изготовления компонентов телефонов, магнитофонов, видеомагнитофонов, телевизоров, компьютеров, факсимильных аппаратов, принтеров, CD- и VCD-плееров и т. д., таких как телефонные диски и клавиши, телевизионные реле и катушки катушек, компоненты управления компьютерами, детали таймеров, кассетодержатели для магнитофонов, кулачки микропереключателей и реверсивные слайдеры, переключатели и лотки для CD-чейнджеров, передние шасси принтеров и решётки динамиков. POM также используется для изготовления компонентов различных электроинструментов, таких как корпуса электрических гайковертов, корпуса электрических ножниц для стрижки овец, корпуса угольных буров и рукоятки переключателей.
Строительство и сантехника
В строительстве и сантехнике полиоксиметилен (ПОМ) используется для изготовления оконных рам, умывальников, резервуаров для воды, дверных и оконных роликов, небольших мебельных колесиков, деталей и крышек газовых счетчиков, компонентов водонагревателей для ванных комнат, корпусов водомеров, фитингов для водопроводных труб и смесителей. Смесители из ПОМ стоят на 30% дешевле, чем обычные металлические смесители, и выдерживают 2×10⁶ циклов открытия и закрытия под давлением 0.5–0.6 МПа, что эквивалентно более чем 40 годам эксплуатации. Он также обладает такими характеристиками, как устойчивость к коррозии под воздействием воды, образованию накипи и самосмазывание. Пожарные гидранты и соединительные муфты для пожарных рукавов, изготовленные из ПОМ, выдерживают давление разрыва до 5 МПа.
