主要用途:共聚聚甲醛具有机械强度高、高耐疲劳性、高耐蠕变性等良好的力学综合性能,可以部分替代铜、锌、锡、铅等金属材料,可直接用于或经改性后用于汽车配件、电子电器、工业机械、日常用品、运动器械、医疗器具、管道管件、建筑建材等领域。
适用于电动汽车冷却零部件的材料介绍
120℃以上的高温冷却液接触到的零部件,是使用金属或者具有150℃以上耐热性的超级工程塑料PPS等制作。另一方面,如果是在冷却液温度为100℃以下的环境,则可以使用通用工程塑料POM(聚甲醛)等。探讨使用通用树脂PP(聚丙烯)时,为了提高强度和尺寸精度,推荐使用并非以短纤维,而是以长玻璃纤维增强的PP-LGF(LGF: long-glass fiber,长玻纤)。通过把PPS等耐高温树脂替换为POM或PP,不仅能够削减材料成本,还能够减少材料的碳足迹和成型时的能源消耗等,为二氧化碳减排活动做出贡献。
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聚甲醛(POM)主要结构单元为—CH₂O—,是用量仅次于聚酰胺和聚碳酸酯(PC)的第三大通用工程塑料。目前已在电子电器、汽车配件、机械零件、齿轮等领域广泛使用。
POM具有较宽的使用温度范围(-40~120℃),在较苛刻的使用条件下亦可保持抗蠕变、耐疲劳、耐磨和耐化学腐蚀性。这些性能及成本优势使其可替代黄铜、铝、锌等有色金属材料用于齿轮、电器外壳等汽车配件行业及电子电器行业,被称为“塑料中的金属”,有“塑钢”、“超钢”之称。
以甲醇为原料,甲醇经氧化生成甲醛,甲醛经过精制后,通过聚合反应制得POM。根据聚合单体的不同,POM有均聚物和共聚物两种形式。
均聚甲醛是由甲醛作为单体,在惰性溶剂中催化聚合并封端而成,主链由—CH₂O—单一结构单元组成。而共聚甲醛是通过三聚甲醛和二氧戊环开环聚合而成,重复单元为—CH₂O—和—CH₂CH₂O—。
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POM改性的研究进展
POM结构决定性质,原子密集度较大、结晶度高、耐磨性较好。但POM也存在一定缺点,如冲击韧性低、耐热性差、阻燃性差、不耐日光紫外线辐射、成型收缩率高、制品易产生内应力等,这些缺点也限制了其拓展应用领域。因此对POM改性研究是十分必要的。
目前主要通过化学改性和物理改性两种手段对POM进行改性。化学改性主要是在聚合反应过程中,添加其它单体或组分进行共聚,以此改变分子结构,从而获得改性产品的方法。物理改性是指共混改性,根据特定的配方,在POM中加入不同类高分子聚合物或添加剂进行共混,得到不同性能POM产品的方法。相比而言,共混改性方法是目前研究多、易实现、应用广的POM改性方法。
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工程塑料被广泛用于齿轮、轴承、凸轮、门轮、滚子等机构部件,多为具备良好耐磨损、耐疲劳性能的结晶树脂。这其中POM占大部分1),源于其在OA和汽车领域所规定的温度范围60~80℃内的强度和刚性同价格段的PA、PBT等工程塑料,因此非增强等级也可使用。相对而言,非增强等级更易满足低磨损、的要求、因此POM适用于机构部件。
其用途非常广泛、如AV设备、OA设备、家电、汽车部件、精密机械部件、玩具、文具等。
宝理塑料自创业之日起就致力于提供材料和设计技术方面的解决方案、其DURACON® POM占日本POM树脂市场的60%以上。目前、被广泛用于机构部件的DURACON滑动等级约占本公司DURACON总销量的6%。
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一般性能
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,薄壁部分呈半透明。燃烧特性为容易燃烧,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端呈蓝色,发生熔融滴落,有强烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。聚甲醛为白色粉末,一般不透明,着色性好, 比重1.41-1.43克/立方厘米,成型收缩率1.2-3.0%,成型温度170-200℃ ,干燥条件80-90℃ 2小时。POM的长期耐热性能不高,但短期可达到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反而比均聚POM高10℃左右。可在-40℃~100℃温度范围内长期使用。POM极易分解,分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生,故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。
(1)POM是结晶型塑料,密度为1.42g/cm3,它的刚性很好,俗称“赛钢”.
(2)它具有耐疲劳、耐蠕变、耐磨、耐热、耐冲击等优良的性能,且摩擦系数小,自润滑性好.
(3)POM不易吸湿,吸水率为0.22~0.25%,在潮湿的环境中尺寸稳定性好,其收缩率为2.1%(较大),注塑时尺寸较难控制,热变形温度为172℃,聚甲醛有均聚甲醛两种,性能不同(均聚甲醛耐温性好一点).
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塑料中的金属”——聚甲醛(POM)的特点、改性及应用
聚甲醛(POM)主要结构单元为—CH₂O—,是用量仅次于聚酰胺PA和聚碳酸酯PC的第三大通用工程塑料。目前已在电子电器、汽车配件、机械零件、齿轮等领域广泛使用。
在-40°C至100°C的温度范围内可以长期使用,在较苛刻的使用条件下亦可保持抗蠕变、耐疲劳、耐磨和耐化学腐蚀性。这些性能及成本优势使其可替代黄铜、铝、锌等有色金属材料用于齿轮、电器外壳等汽车配件行业及电子电器行业,被称为“塑料中的金属”,有“塑钢”、“超钢”之称。
性能特点
金属近似性
聚甲醛是高结晶性聚合物,具有类似金属的硬度、强度和刚性,是工程塑料中力学性能接近金属的材料之一。
自润滑性和耐疲劳性
聚甲醛在宽温度和湿度范围内具有良好的自润滑性能和耐疲劳性能。它具有低摩擦系数、耐有机溶剂、简单的成型加工等优点。
耐热稳定性
聚甲醛具有小的吸水性和尺寸稳定性,在广泛的温度范围内(-40°C至100°C)可以长期使用。它具有较高的抗热强度、弯曲强度和耐疲劳性能。均聚甲醛的热变形温度为136°C,共聚甲醛为110°C。聚甲醛可以长期在高温环境下使用,且力学性能变化不大。
耐磨性
由于聚甲醛具有高键能和高内聚能,因此具有良好的耐磨性能。未结晶部分会集结在球晶表面,非结晶部分具有润滑剂作用,从而降低摩擦和磨耗。