聚缩醛,也称为缩醛或聚甲醛(POM),是一种甲醛基半结晶工程热塑性塑料,含有与两个-OR基团相连的碳的官能团。POM的其他名称是聚甲醛,聚亚甲基二醇,聚甲醛。它是100%可回收的。
聚甲醛的分子结构
(化学式:(CH 2 O)n)
POM树脂被广泛用于要求有良好尺寸稳定性和滑动性能的精密零件的生产中。其中一些包括:
该聚合物具有低摩擦和磨损特性以及出色的机械和化学性能平衡,因此可以替代金属。
您需要的缩醛:均聚物还是共聚物?
缩醛树脂是通过纯化甲醛[CH 2 O] 的聚合反应制得的。然而,使用不同的制造工艺来生产POM的均聚物和共聚物形式。在碱性环境中,共聚物比均聚物更稳定。另一方面,均聚物比共聚物具有更好的机械性能。这是多年来聚甲醛的发展过程:
POM以均聚物的形式在市场上有售,其中一些包括:
而且,共聚物形式的商品名:
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塞拉尼斯语-Celcon®
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宝- Duracon®
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巴斯夫–Ultraform®
比较均聚物与共聚物
乙缩醛均聚物由无水单体甲醛生产,该单体甲醛在有机液体反应介质中通过阴离子催化聚合。通过与乙酸酐反应来稳定所得的聚合物。POM
的共聚物要求将甲醛转化为三恶烷,这可以通过酸催化和阳离子聚合来完成。反应之后,通过蒸馏或萃取纯化三恶烷以除去水和其他含氢的活性杂质。
缩醛共聚物
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缩醛均聚物
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加工更容易/加工窗口更宽
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出色的长期性能(抗蠕变性,疲劳性,耐久性,强度保持性)
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减少发气和异味
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不含重金属的颜色,例如镉和铅(对工人/环境更安全)
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更好地保持色彩
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在紫外线下
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更快的成型周期
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减少模具沉积
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在碱性环境中稳定
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提供多种粘度范围
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其结构的规律性更高
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更高的抗拉强度
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未填充的均聚物更硬,更坚固
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反复冲击下的中等韧性
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允许更薄更轻的零件设计
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成型周期更短
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降低成本的潜力
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提供更好的机械性能
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聚甲醛树脂提供的好处
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在高达140°C至-40°C的温度范围内具有出色的机械性能:
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高拉伸强度,刚度和韧性(短期)
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低蠕变(与尼龙相比)和疲劳(长期)的趋势。不易受到环境应力的影响
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高结晶度和出色的尺寸稳定性
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极好的耐磨性
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低摩擦系数
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在室温下对有机溶剂和化学品具有良好的耐受性(酚类除外)
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低烟排放
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高光泽度表面
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吸湿率低
POM牌号通常以不同的聚合度生产,从而产生不同的性能以满足苛刻的应用:
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标准/非增强等级
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增强等级: 玻璃纤维,碳纤维或玻璃球填充等级显示出高拉伸强度或刚度,具体取决于所用聚合物增强的类型和数量
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高冲击/增韧等级: POM与橡胶,TPU等的共混物导致更高的冲击强度
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具有高防滑/磨损性能的牌号:通过添加添加剂(例如石墨,PTFE,矿物填料等)进行改性,可增强耐磨性和防滑性能
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紫外线稳定级:为了提高紫外线稳定性,通常在混合物中添加受阻胺类光稳定剂和紫外线吸收剂。
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具有CNT,POSS,ZnO等的纳米复合材料。
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其他等级:
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添加铝或青铜粉可提高电导率 或热变形点。
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氟碳化合物具有良好的表面润滑性,可防止开裂
寻找适合您应用的树脂?比较几种POM牌号的性能(未增强,改性,低摩擦,矿物填充),并根据您的需求进行正确选择!
缩醛树脂比金属和其他热塑性塑料的优势
乙缩醛树脂的使用有哪些限制?
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对强酸,强碱和氧化剂的耐性差。
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氧气含量高,无需阻燃剂即可轻松燃烧
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没有合适的稳定剂系统,热稳定性差
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加工温度范围有限
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模具收缩率高
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抗紫外线辐射能力差。长时间暴露会导致颜色变化,缠结和强度降低
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表面能低,因此不进行表面处理就很难粘结
缩醛树脂的典型应用
汽车–燃料系统和内饰应用
只有极少数的聚合物能够承受与当今使用的多种多样且日趋激进的汽车燃料以及发动机舱中不断升高的温度的永久接触。这就是为什么缩醛共聚物(POM)是现代燃料系统的首选材料的原因。
燃油系统中的典型应用非常通用。它们包括加油口盖,加油口颈部,燃油发送器单元(例如,法兰或旋流罐),使用寿命过滤器,阀门,燃油泵和燃油轨等部件。
这些产品不仅对汽油,柴油和甲醇或乙醇基燃料具有出色的长期耐受性,而且还能够承受超过100°C(212°F)的温度。
汽车-内部外观
为了满足当前汽车内饰柔软,温暖饰面的趋势,聚甲醛为汽车内饰部件提供了模压低光泽效果。此外,与涂漆的组件(例如涂漆的PC-ABS)相比,它还提供了系统成本优势。其他好处包括:
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耐用的低光泽表面
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耐清洁溶液
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出色的尺寸稳定性
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提供设计灵活性
需要低光泽的汽车内饰潜在应用包括:
安全带调节器
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安全带调节器
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扬声器格栅
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汽车锁
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暖通空调控制面板旋钮
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汽车夹
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医疗保健
建筑材料在新设备的设计中起着核心作用。随着患者群体要求提供者提高安全性和准确性,这些要求最终通过高性能材料得到满足。
在医疗技术中 使用工程塑料可以通过将多个零件合并为一个单元并实施自动化组装过程来帮助降低总制造成本。POM解决了关键任务组件的挑战,并提供了一系列领先的材料,这些材料非常适合用于医疗应用。
乙缩醛共聚物是易于加工的高结晶塑料,可在很宽的温度和化学环境范围内提供高强度,刚度,韧性和润滑性。这些聚合物具有低可萃取性和高纯度,并且符合FDA要求并且对药物友好-无动物和乳胶。
工业用途
泵送,输送和控制液体是灌溉,水暖和加工行业的重要因素。对于水性流体,乙缩醛共聚物在外壳,水龙头和阀门以及联轴器等零件上具有悠久的历史。
这些零件可用于许多流体处理应用中,包括管道,灌溉,软水器,饮料分配器,滤水器,淋浴喷头,洒水器,水表和泵。
乙缩醛共聚物材料具有良好的流动性和可模塑性,其极低的吸湿性允许与水接触时的尺寸稳定性。
消费品
低燃油渗透率,符合CARB和EPA关于蒸发排放的新法规。小型越野发动机(SORE)和其他类型的汽油动力设备最近受到美国EPA和加利福尼亚(CARB)的新法规的限制,以限制整个燃油系统(包括燃油箱,油箱盖和软管。
油箱
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草坪拖拉机
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由于它的极低的透气性汽油和乙醇,具有优异的长期耐化学性和尺寸稳定性缩醛共聚物一起的已在小被评估越野发动机的燃料箱中的草坪和花园等汽油动力设备找到,包括娱乐车辆和船用发动机,以满足最近通过的CARB和US EPA法规。
POM的流行处理技术
聚缩醛树脂以粒状形式提供,并且可以在加热和加压下模制成所需的形状。
它可以通过适用于热塑性塑料的所有方法进行加工:注塑,挤出,压塑,旋转铸造或吹塑。但是,注射成型和挤出是最重要的方法。
它必须在190 – 230°C的温度范围内进行处理,并且由于具有吸湿性,可能需要在成型前进行干燥。
注塑成型:
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熔融温度
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均聚物:180-230°C
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共聚物:190-210°C
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模具温度:50-150℃。使用较高的模具温度进行精密成型,以减少成型后的收缩。
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注射压力:70-120 MPa
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注射速度:中到高
挤压:
挤出用于生产半成品零件,例如板材,棒材,管材,成型件,型材等,然后使用传统方法(例如车削,铣削,钻孔等)进一步加工以形成成品零件。
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熔体温度:180-230°C
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螺杆转速:33-42
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模具温度:175-230°C
轻度交联的牌号用于通过吹塑生产空心模制品。
乙缩醛在风扇叶片,叶轮等某些应用中发现了一些3D打印技术。它的高润滑性表面(平均3%至5%,最高7-10%)使3D打印变得有趣,尤其是对于难以释放零件。另外,乙缩醛聚合物具有高强度,可以确保最高80°C(180°F)的最高连续使用温度下的尺寸稳定性。
如上所述,其局限性之一是与缩醛聚合物有关的粘结问题。但是,可以通过应用特殊的处理工艺(例如表面蚀刻,火焰处理或机械磨蚀)来改善POM粘合。适用于聚合材料的键合溶液。