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聚甲醛(POM)
一、 简介
聚甲醛是指大分子链中含有氧化亚甲基重复结构单元的一类聚合物,学名为聚氧化亚甲基,英文名称Polyacetal或Polyoxymethylene ,简称POM 。 POM为第三大通用工程塑料。POM依据结构不同可分为均聚POM和共聚POM两种。均聚POM以甲醛或三聚甲醛为原料合成,大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基,并用酯基或醚基封端,以提高其耐热性;共聚POM以三聚甲醛和2%~5%的二氧五环两种原料合成,大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基和二氧五环基两种,并加入1%的2,6-二叔丁基甲酚抗氧剂和0.5%的双氰胺吸收剂。
均聚POM最早于1959年由美国的Du Pont公司首先实现工业化,目前它仍然是最大的均POM生产厂(年产9万t/a),此外还有日本的旭化成和我国重庆合成化工厂生产。
均聚POM、共聚POM由于结构不同,在具体性能上也存在一定的差异,如均聚POM的密度、结晶度和力学性能稍高一些,而共聚POM的热稳定性、化学稳定性及加工性较好,共聚POM的用途较均聚POM广泛。
POM的突出性能为:力学性能和刚性好兵接近金属材料,是替代铜、铸锌、钢、铝等金属材料的理想材料;耐疲劳性和耐蠕变性极好;耐磨损、自润性和摩擦性好,与UHMWPE、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料;热稳性和化学稳定性高,电绝缘性优良。
POM的缺点为密度大,耐酸及耐热性不好,后收缩大且不稳定,尺寸稳定性差,耐后性不高。
POM广泛用于电子/电器、机械、汽车、仪器/仪表、建筑和日用品等领域。不同地区的侧重点不同,日本40%用于电子/电器、27%用于汽车、14%用于机械,美国45%、电子/电器17.5%、汽车14.2%,西欧39%用于汽车、16%用于电子/电器。
二、 结构性能
1. 结构
POM为线型聚合物,分子主链由—C—O—键组成,结构规整、对称、分子间力大,是一种没有恻链、堆砌紧密、高密度的结晶性聚合物。
均聚POM有纯—C—O—键构成,而共聚POM在若干个—C—O—键中分布着少量的—C—C—键,由于—C—C—键较—C—O—键稳定性好,故共聚POM的耐热稳定性和耐化学稳定性都好;又由于POM上的—C—O—键较—C—C—键距离近,而均聚POM的—C—O—键含量大,所以均聚POM的规整性比共聚POM好,均聚POM的结晶度可达75%~85%,而共聚POM的结晶度可达70%~75%、并且其密度、力学性能均好于共聚POM。
2.性能
POM的具体性能见表3-7所示。
表3-7 均聚POM和共聚POM的性能
性能指标 均聚POM 共聚POM 25%GF共POM
相对密度
吸水率/ %
成型收缩率/ %
拉伸强度/ Mpa
断裂伸长率/ %
拉伸模量/Mpa
弯曲强度/Mpa
弯曲模量/Mpa
压缩强度/Mpa
剪切强度/Mpa
缺口冲击强度/(J/m)
洛氏硬度
摩擦因数
疲劳极限/Mpa
热变形温度(1.82Mpa)/℃
长期使用温度/℃
线膨胀系数(x 10-5K-1)
热导率/[W/(m▪K)]
体积电阻率/(Ω▪cm)
介电常数(106Hz)
介电损耗角正切值(106Hz)
介电强度/(kV/mm)
耐电弧/s
1.43
0.25
1.5~3
70
40
3160
90
2880
127
67
76
M94
―
35
124
80
7.5
0.23
1015
3.8
0.005
20
220
1.41
0.21
1.5~3.5
62
60
2830
98
2600
110
54
65
M80
0.15
31
110
100
8.5
0.23
1015
2.7
0.007
20
240
1.61
―
―
130
―
8300
182
7600
―
―
86
―
―
―
163
―
2.6
―
3.8x1014
―
―
―
―
(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3.9MPa▪m/s(纯POM为0.213 MPa▪m/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
聚碳酸酯(PC)
一、 简介
聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物,英文名称Polycarbonate, 简称PC。
依具体组成不同,PC可分成脂肪族、脂环族和芳香族脂肪-芳香族三类,工程上具有实际应用价值的为芳香族PC,并以产量最大、用途最广的双酚A型PC为主。
PC的突出性能是优异的冲击性和透明性,优良的力学性能和电绝缘材料性,使用温度范围广(-130~100ºC),尺寸稳定性高,耐蠕变性高,是一种集刚、硬、韧与一体材料的典型代表。
PC的主要缺点为吸湿性能大、加工易产生气泡及银丝,制件易产生残余内应力、并对缺口敏感性大,耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好。
二、 结构性能
1. PC的结构
PC的分子链中含有多种基团,它所表现的性能为各种基团的综合反映。
亚苯基,提供刚性、力学性能和耐化学稳定性能;湠基,增加刚性;酯基,易吸水、电性差、耐化学稳定差;氧基,赋予韧性。
由于PC大分子主链的刚性和体积效应,使其结晶能力差,基本属于无定性聚合物,具有优异的透明性。
2. PC的性能
PC的性能如表1所示。
表1 PC及玻璃纤维PC的性能
性能 PC 30%玻璃纤维PC
相对密度 1.2 1.45
吸水率/% 0.15 0.1
成型收缩率/% 0.5 0.2
拉伸强度/Mpa 56~66 132
拉伸模量/Mpa 2100~2400 10000
断裂伸长率/% 60~120 <5
弯曲强度/Mpa 80~85 170
弯曲模量/Mpa 2100~2400 --
压缩强度/Mpa 75~80 120~130
剪切强度/Mpa 35 --
缺口冲击强度/(KJ/m2) 17~24 8
洛氏硬度 M80 M90
疲劳极限106次/Mpa 10.5 --
热变形温度(1.82Mpa)/℃ 130~135 146
长期使用温度/℃ 110 130
线膨胀系数/(x10-5k-1) 7.2 2.7
热导率[W/(M•K)] 0.2 0.13
体积电阻率/(Ω•cm) 2.1×1016 1.5×1016
介电常数(106Hz) 2.9 3.45
介电损耗角正切值(106Hz) 0.0083 0.0070
介电强度/(kV/mm) 18 19
耐电弧/s 120 120
(1) 一般性能 PC为透明、呈微黄色或白色硬而韧的树脂,燃烧时发出花果臭味、离火自熄、火焰呈黄色、熔融起泡。
(2) 机械强度 PC的力学性能十分优良,具有刚而韧的优点。其冲击性能是热塑性塑料中好的一种,比PA,POM高三倍之多,接近PF和UP玻璃钢的水平。PC的拉伸强度和弯曲强度都好,并受温度影响小。PC的耐蠕变性优于PA和POM,尺寸稳定性好。
PC的耐应力开裂性差,缺口敏感性高;耐磨性一般,比PA、POM及F4等差,但比PSF、ABS、PMMA等高;疲劳强度低,与其他品种塑料比较如表2所示
表2 106旋转次数时PC同其他塑料耐疲劳强度比较
材料 POM 布基PF PA6 PA66 PC 氯化聚醚
疲劳强度/MPa 35 27 22 21 10~14 7~7.5
(3) 热学性能 PC的耐高低温性好,可在-130~130℃温度范围内使用;热变形温度可达130~140℃,并受载荷的作用小;热导率和线膨胀系数都较小,阻燃性好,属于自熄性能材料。
(4) 电学性能 PC因属于弱极性聚合物,其绝缘性能一般。但可贵之处在于其电性能在很宽的温度及湿度范围内变化较小,如介电常数和介电损耗角正切值在23~125℃范围内几乎不变。但需注意的是,随PC制品结晶度的提高,其体积电阻率增大。
(5) 环境性能 PC可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类,但不耐氯烃、稀碱、溴水、浓酸、胺类、酮及酯等,可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中。
PC不耐60℃以上的热水,长期接触会导致应力开裂并失去韧性。PC的耐紫外线性不好,需加入紫外线吸收剂;但PC的耐空气、臭氧性较好。
(6) 光学性能 PC为最优异的光学塑料品种之一,其透光率可达93%之多,折射率为1.587,适于透镜材料PC作为高档光学材料的不足之处为硬度低、耐磨性差;二为双折射高,不易于光学仪器等高精度制品中。
三、 成型加工
1.加工特性
PC的熔体粘度很高,可达103~104Pa•s;其熔体的流变性在低剪切速率下接近牛顿流体,应主要通过温度调节流动性,成型时的冷却、凝固和定型时间短。
PC的刚性大,在加工过程中易产生内应力,因此对成型工艺条件要严格控制。并要进行后处理,处理条件为110~120℃,处理时间视厚度而定,厚度20mm以下8h、厚度20mm以上24h。
PC在成型中对水极为敏感,高温下微量水也会引起分解。因此,加工前一定要干燥处理,使含水量在0.02%以下。具体干燥条件为:温度110~120℃,时间10~12 h,料层厚度30mm以下。
PC属于无定型聚合物,成型收缩率低。PC制品不易带金属嵌件,如必须加入,应将嵌件预热导200℃或更高。
2.加工方法
PC的加工比较容易,可用注塑、挤出及吸塑等方法加工。
(1) 注塑 选用相对分子质量为2.7~3.4万中低粘度PC树脂,料筒温度为前段250~300℃、中段230~270℃、后段220~250℃,喷嘴温度240~290℃,注塑压力40~100Mpa,模具温度为80~120℃。
(2) 挤出 选用相对分子质量为3.4万以上高低粘度的PC树脂,挤出温度为230~300℃。
(3) 吹塑 型坯的成型条件同挤出。吹塑的模聚温度为100~120℃,吹塑压力为0.4~0.8Mpa。
四、 改性品种
聚碳酸酯塑料的改性品种主要为增强PC和PC合金两类。
1.增强PC
增强材料为玻璃纤维、碳纤维和硼纤维等,增强后可明显提高疲劳强度、拉伸强度、弯曲强度及压缩强度等,改善耐应力开裂性和耐热性,降低吸水性、线膨胀系数和成型收缩率。但冲击强度会有所下降。具体可参看表1所示。
以疲劳强度为例,加入20%的玻璃纤维可使疲劳强度从10Mpa增大到40Mpa,加入40%玻璃纤维会提高到50 Mpa。增强PC的加工性能与PC相差不大。
2.PC合金
PC合金的种类狠多,并已获得广泛应用。
①PC/ABS。目的降低内应力,改善加工流动性。此合金已用于机械、电器、帽盔及汽车车身等制品。
②PC/HDPE。降低熔体粘度,改善加工性能,提高冲击强度,改善耐应力开裂性。
③PC/POM。两者可以任意比例混合,在POM为25%以下时,PC的力学性能变化不大,但可显著提高耐溶剂性和耐应力开裂性,耐热性也有明显提高。
④PC/F4。可提高耐磨性5倍,如在其中加入玻璃纤维,PV值可大幅度提高。
⑤PC/PBT(PET)。合金的耐热性好,耐化学腐蚀性、耐应力开裂性、耐磨损性好,耐低温冲击性好,成型加工性好。此合金可用于汽车保险杠及车身护板等。
⑥PC/PMMA。合金具有耐溶剂性好、缺口冲击性高、耐热好、易加工、耐紫外线等优点,制品具有珍珠般光泽。可用于装饰品的生产。
⑦PC/PA。合金耐化学腐蚀性好、冲击强度高,可用于汽车、家电和光盘等。
五、 应用范围
(1)光学材料 主要为照明、建筑采光板、窗玻璃、光学仪器、光盘及通信等。照明材料有大型灯罩、防护玻璃、窗玻璃、建筑采光板等。通信材料有光盘及光导纤维等近年来开发的具有潜力的用途。PC可用作光学透镜材料和光学仪器材料
(2)电子/电器 PC属E级绝缘材料,注塑件可用于接插件及线圈框架等,薄膜可用于电容器、录像带、录音带及磁带等。
(3)机械零件 PC可用于齿轮、齿条、蜗轮、凸轮、拉杆、曲轴及壳体等。
(4)包装材料 利用透明和耐热等性能,用于纯净水、矿泉水的周转桶,旅行用热水杯、奶瓶及餐具等。
(5)医疗器材 用于医疗器械如杯、瓶、筒、牙科器材、药品容器及手术器械等,医用材料如人工肾、人工肺及人工脏器等
聚甲醛(POM)
一、 简介
聚甲醛是指大分子链中含有氧化亚甲基重复结构单元的一类聚合物,学名为聚氧化亚甲基,英文名称Polyacetal或Polyoxymethylene ,简称POM 。 POM为第三大通用工程塑料。POM依据结构不同可分为均聚POM和共聚POM两种。均聚POM以甲醛或三聚甲醛为原料合成,大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基,并用酯基或醚基封端,以提高其耐热性;共聚POM以三聚甲醛和2%~5%的二氧五环两种原料合成,大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基和二氧五环基两种,并加入1%的2,6-二叔丁基甲酚抗氧剂和0.5%的双氰胺吸收剂。
均聚POM最早于1959年由美国的Du Pont公司首先实现工业化,目前它仍然是最大的均POM生产厂(年产9万t/a),此外还有日本的旭化成和我国重庆合成化工厂生产。
均聚POM、共聚POM由于结构不同,在具体性能上也存在一定的差异,如均聚POM的密度、结晶度和力学性能稍高一些,而共聚POM的热稳定性、化学稳定性及加工性较好,共聚POM的用途较均聚POM广泛。
POM的突出性能为:力学性能和刚性好兵接近金属材料,是替代铜、铸锌、钢、铝等金属材料的理想材料;耐疲劳性和耐蠕变性极好;耐磨损、自润性和摩擦性好,与UHMWPE、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料;热稳性和化学稳定性高,电绝缘性优良。
POM的缺点为密度大,耐酸及耐热性不好,后收缩大且不稳定,尺寸稳定性差,耐后性不高。
POM广泛用于电子/电器、机械、汽车、仪器/仪表、建筑和日用品等领域。不同地区的侧重点不同,日本40%用于电子/电器、27%用于汽车、14%用于机械,美国45%、电子/电器17.5%、汽车14.2%,西欧39%用于汽车、16%用于电子/电器。
二、 结构性能
1. 结构
POM为线型聚合物,分子主链由—C—O—键组成,结构规整、对称、分子间力大,是一种没有恻链、堆砌紧密、高密度的结晶性聚合物。
均聚POM有纯—C—O—键构成,而共聚POM在若干个—C—O—键中分布着少量的—C—C—键,由于—C—C—键较—C—O—键稳定性好,故共聚POM的耐热稳定性和耐化学稳定性都好;又由于POM上的—C—O—键较—C—C—键距离近,而均聚POM的—C—O—键含量大,所以均聚POM的规整性比共聚POM好,均聚POM的结晶度可达75%~85%,而共聚POM的结晶度可达70%~75%、并且其密度、力学性能均好于共聚POM。
2.性能
POM的具体性能见表3-7所示。
表3-7 均聚POM和共聚POM的性能
性能指标 均聚POM 共聚POM 25%GF共POM
相对密度
吸水率/ %
成型收缩率/ %
拉伸强度/ Mpa
断裂伸长率/ %
拉伸模量/Mpa
弯曲强度/Mpa
弯曲模量/Mpa
压缩强度/Mpa
剪切强度/Mpa
缺口冲击强度/(J/m)
洛氏硬度
摩擦因数
疲劳极限/Mpa
热变形温度(1.82Mpa)/℃
长期使用温度/℃
线膨胀系数(x 10-5K-1)
热导率/[W/(m▪K)]
体积电阻率/(Ω▪cm)
介电常数(106Hz)
介电损耗角正切值(106Hz)
介电强度/(kV/mm)
耐电弧/s
1.43
0.25
1.5~3
70
40
3160
90
2880
127
67
76
M94
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35
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0.23
1015
3.8
0.005
20
220
1.41
0.21
1.5~3.5
62
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98
2600
110
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M80
0.15
31
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0.007
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8300
182
7600
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86
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163
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2.6
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3.8x1014
―
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(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3.9MPa▪m/s(纯POM为0.213 MPa▪m/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 |
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