全名為聚氧化亞甲基,又稱聚甲醛、聚縮醛、塑膠鋼(Polyoxymethylene, POM),為結晶性塑膠(Semi-crystalline)的一種,具有強韌且具備剛性、高機械強度,低摩擦和優異的尺寸穩定性,因此成為一款經常性被使用的工程性材料。

目錄
1. 聚甲醛(POM)的性能如何?
2. POM的情形加工性能如何?
3. POM的尺寸與控制問題
☆ 案例討論

1. 聚甲醛(POM)的性能如何?

  • 1.物理性能

聚甲醛(POM)原料的外觀呈淡黃色或白色,為粉狀或顆粒狀固物體,密度為1.42g/cm^3,吸水率小於0.25%。POM易燃,燃燒時,火焰上端呈黃色,下端呈藍色,有熔融滴落現象,並且伴有刺激性甲醛味和魚腥臭味。

  • 2.力學性能

 POM 的硬度大、 模量高,而且衝擊強度、彎曲強度均較優異, 是堅而韌的塑膠。 POM 具有良好的耐磨性,動態摩擦時具有自潤滑作用,無噪音。 POM 的耐蠕變性較好, 在25℃、 21MPa負荷下, 經過3000h後,其蠕變值僅為2.3%; POM 的耐疲勞強度也很高,在反復的衝擊負荷下, 保持較高的衝擊強度, 環境溫度對 POM 力學性能的影響比較平緩,衝擊強度隨溫度的變化不大, 在-40℃仍能保持23℃時衝擊強度的5/6; 拉伸強度、 彎曲強度、 彈性模量、 耐蠕變性隨溫度上升下降得比較緩慢。

  • 3.熱性能

POM是結晶性聚合物,均聚甲醛熔點為175℃,共聚甲醛熔點為165℃。POM具有較高的熱變形溫度,在0.46Mpa負荷下,均聚甲醛和共聚甲醛的熱變形溫度分別為170℃和158℃。但POM的使用溫度不宜過高,通常,長期使用溫度不超過100℃。若在受力較小的形況下,短時間使用溫度可達140℃。
POM屬於熱敏性聚合物,在成型溫度下的熱穩定性差,易分解,一般在造粒時加入0.1%的雙氰胺和0.5%的抗氧化劑2246作為穩定劑。

  • 4.化學性能

POM有良好的耐溶劑性,特別是能耐非極性有機溶劑(如烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱鹼等),對油脂類(如汽油、潤滑油)也有較好的穩定性。尤其是均聚甲醛奈有機溶劑的性能更為突出,在溫度高於70℃以後,能被某些酚類(如鹵代酚)、酰胺(如甲酰胺)等有效溶劑。
均聚甲醛只能耐弱鹼,共聚甲醛耐強鹼及鹼性洗滌劑,但它們都不耐強酸和強氧化劑;POM 的吸水性比 PA、 ABS要低, 一般為0.2%~0.25%。 即使在潮濕的環境中,仍能保持較好的尺寸穩定性。
 POM 的耐候性不理想,經大氣環境和日光暴曬會使分子鏈降解, 表面粉化, 變脆、 變色。 由此可見,POM 如用於室外,一般需加入適當紫外線吸收劑或抗氧劑,以提高它的耐候性。

 

2. POM的情形加工性能如何?
POM的成型加工性能有以下幾方面。

  • POM的結晶度高,熔融溫度範圍窄,有明顯的熔點。其融體的流變行為屬於非牛頓型,融體黏度對剪切塑料較敏感。
  • POM的熱穩定性差,加工溫度不宜高於250℃,若溫度過高,受熱時間長,會引起物料分解,逸出具有強烈刺激性的甲醛氣體,再進一步氧化成甲酸,使製品產生變色和氣泡,因此再加工POM製品時,再保證物料充分塑化條件下,應盡量降低溫度,縮短物料在高溫下的停留時間。
  • POM的吸水率低,一般為0.2%~0.25,因此,成型前可不進行乾燥處理。但對於成型大面積的薄壁製品及製品要求較高的表面質量或樹脂表面吸附水分時,必須進行乾燥處理。乾燥溫度控制在90~100℃,時間約為5h。
  • POM的結晶度高,成型收縮率較大,為1.8%~3.5%,因此在加工POM製品時,應是當延長保壓時間,防止收縮,以保證製品尺寸和形狀的穩定性。一般來說,成型後POM製品的尺寸穩定性好,受溫度和濕度的影響較小。但若製品的使用環境溫度較高,可對於製品進行熱處理,以提高製品的尺寸穩定性。
  • POM的結晶能力強,凝固速率快,固體表面硬度和剛性大,摩擦係數小,故可快速脫模。但控制不當會造成充模困難,製品表面出現皺褶、斑紋、熔接痕等,因而成型時,應加大充模速度,控制模具溫度在80℃以上。
  • 如上面所述,POM會產生具有強烈刺激性的甲醛氣體,因此模具排氣的設計要特別注意。

參考文章:

3. POM的尺寸與控制問題
POM的收縮率非常大,最高可達2.5%以上。因此射出件的尺寸受射出壓力和射出時間的影響也非常大。
盪射出壓力升高或射出時間加長時,射出件的尺寸都會增長。反之,當射出壓力降低或射出壓力時間縮短時,尺寸就會變短。通常升降10%的壓力或是增減2~4s的射出時間,射出件的尺寸已有了很大的變化。
也就是說,POM的收縮率可隨著射出的壓力和時間的不同而發生很大的變化,所以很容易通過射出壓力和時間的調整,令POM的收縮率在0.3%~2.5%的範圍內變化。
一個100mm長的型腔,通過調教壓力和時間,可以得到約97.5~99.7不同尺寸的射出件。因此,射出件尺寸一經確定,壓力和時間就不能隨便調整。由於機器的質量問題,一定會出現不同程度的壓力波動,因而對射出件的尺寸肯定會造成不穩定影響。如果尺寸要求比較穩定,就必須經常定時定批檢查塑件的尺寸。如果尺寸精度要求得很高,比如公差要求在正負0.02mm以下,一台較穩定和精確的高質量射出機就不可缺少。
需要特別注意的是,射出件脫模後在很長的時間內,尺寸還會不斷收縮變化。通常需要6h以後,尺寸才會相對穩定。當尺寸精度要求高時,就要等足24h。
至於射出壓力和時間對於其他料的尺寸也有類似的影響,但只是尺寸變化的程度各有不同。總而言之,材料可達的最大收縮率越大,影響就越大,尺寸的變化就越大,而且也越難控制。除了POM料之外,PP料的收縮率也是很大的。


案例討論

  • 案例討論01

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  • 案例討論02

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  • 案例討論03

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  • 案例討論04

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  • 案例討論05

 

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  • 案例討論06

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  • 案例討論07

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