聚甲醛(POM)作为工程塑料五虎将之一,是一种没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能,被誉为“超钢”或者“赛钢”。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。
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POM的加工
POM可通过挤出成型生产各种规格的管材、棒材、板材、薄膜或单丝等。但由于其熔体黏度特性、收缩特性等原因,使POM在挤出过程中控制难度很大,因此POM制品大多采用注射成型法生产。POM的注塑成型过程中需注意下列事项。
☞原料预处理
POM吸水性小,一般为0.2%~0.5%。在通常情况下,POM不需干燥就能加工,但对潮湿原料必须进行干燥。干燥温度80℃以上,时间2小时以上,具体应按供应商资料进行。
再生料使用比例一般不超过20%~30%。但要视产品的种类和最终用途而定,有时可达100%。
☞注塑机的选用
POM除了要求螺杆无滞料区外,对注塑机没有特别要求,一般注塑机即可。
☞注射温度
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,因此要严格控制注射温度。
POM的熔点,均聚POM为175℃、共聚POM为165℃。成型时,料筒温度的分布:前段190~200℃,中段180~190℃,后段150~180℃,喷嘴温度为170~180℃。对于薄壁制品,料筒温度可适当提高些,但不能超过210℃。
☞注射速率
当成型薄壁或者采用多型腔成型对尺寸精度要求较高的POM制品时,应采用较快的注射速率,反之,成型壁厚较高的制品时以采用较慢的注射速率为宜。
☞注射压力
注射压力分为充填压力和保压压力两个部分,充填压力要比保压压力大。POM的注射成型中,适当增加保压压力可减少并消除POM制品的翘曲现象和内部产生气泡的现象,但保压压力过大也会使POM制品产生毛刺。
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POM的改性
POM在成形加工过程中极易结晶,生成尺寸较大的球晶,当材料受到冲击时,这些尺寸较大的球晶容易形成应力集中点,造成材料的破坏,所以POM缺口敏感性大,缺口冲击强度低,成型收缩率高, 制品易产生内应力, 难于紧密成型。
这极大地限制了POM的使用范围,在某些方面不能满足工业要求,因此,为了更好地适应高速、高压、高温、高负荷等苛刻的工作环境,进一步扩大POM的应用范围,需进一步提高聚甲醛的冲击韧性,耐热和耐摩擦等性能。
☞POM的填充增强改性
将无机材料如氧化铝、氧化镁、玻璃纤维、碳纤维、玻璃微珠、云母、滑石粉、碳酸钙、白炭黑、钛酸钾等通过熔融共混加入到POM中,从而提高聚甲醛的强度、刚度、硬度、热变形温度以及尺寸稳定性。
填充增强类POM主要应用于制备机械结构复杂、薄形精密零件及工程制品。
☞增韧共混改性
以热塑性聚氨酯(TPU)、丁腈橡胶(NBR)、改性聚烯烃、聚酰胺、木质纤维素等作为弹性增韧体,采用机械共混和接枝共聚的方法制成超韧性POM合金。TPU 增韧POM 的研究较成熟;NBR增韧POM已在国内已能稳定连续的生产。
增韧POM主要用于耐冲击制件或低温下使用的零部件生产。
☞功能化改性
① 提高摩擦磨损性能
a. POM与PTFE、PE、UHMWPE等材料共混;
b. 添加玻纤、碳纤维等材料;
c. 添加硅油、矿物油、油脂等润滑油及润滑脂类;
d. 填充MoS2、石墨等无机粉类润滑材料。
在POM中加入有机油或硅油、聚四氟乙烯(PTFE)或二硫化钼,可以达到降低制品表面摩擦系数及磨损率的作用。润滑聚甲醛最适用于机械、电子电器用零件的传动部位材料,如齿轮、滚轮、凸轮、连杆类制品。
② 提高POM的耐候性
在POM中加入抗氧剂及光稳定剂可以提高聚甲醛的耐候性。改善耐候性已成为POM改性研究的热点。
③ 导电、抗静电POM
采用加入炭黑、碳纤维、不锈钢纤维等导电填充料的方法,可以提高聚甲醛导电性能。在聚甲醛中加入特殊的抗静电剂则可使聚甲醛具有抗静电性,减少其在电子领域应用时因灰尘、碎屑积聚及静电荷产生的干扰。
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POM的应用
☞机械行业
聚甲醛在机械行业大量用于制造齿轮、滚轮、凸轮、轴承、弹簧、螺栓、螺母以及各种泵体、壳体、叶轮等。不漏电,强度高,而且抗震。
☞汽车零部件
POM在汽车中主要用于制造散热器箱盖、燃料油箱盖、加料口、排气控制阀门、水阀体、加热器风扇、空压机阀门、加热器控制杆、组合式开关、洗涤泵、门锁、遮光板托架、速度表壳体、车窗调节手柄、反射镜支持板、刮水器枢轴轴承、刮水器齿轮等。
☞电子电器
用于制造各种电动工具的零部件,如电扳手外壳、开关手柄等,以及家用电器中的零部件。
☞建筑领域
用于制造窗框、盥洗盆、水箱、门窗滑轮等。
作为全球重要的聚甲醛市场,中国对于聚甲醛需求量大、增长速度快。随着禁废方案的实施,工程塑料的回收成为业界关注的焦点,如果您也关注聚甲醛等工程塑料的回收和改性技术,欢迎加入工程塑料、特种工程塑料交流群。
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编辑:茱萸
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