Полиацеталь: инженерный термопласт для прецизионных узлов трения
Полиацеталь (полиоксиметилен, ПOM) кристаллический термопластичный полимер, получаемый гомополимеризацией формальдегида или сополимеризацией триоксана с циклическими эфирами. Материал характеризуется высокой жёсткостью, стабильностью размеров и низким коэффициентом трения. Выпускается в виде гранул для литья под давлением и экструзии, а также в форме листов, стержней и втулок.
Технические характеристики и модификации
Полиацеталь сохраняет механические свойства в диапазоне температур от 40 до +100 C (кратковременно до +140 C). Предел прочности при растяжении составляет от 60 до 75 МПа, модуль упругости при изгибе от 2600 до 3100 МПа. Твёрдость по Шору D от 80 до 85 единиц. Коэффициент трения по стали без смазки от 0,15 до 0,35.
Основные модификации:
- гомополимер (POM-H) максимальная прочность и жёсткость;
- сополимер (POM-C) повышенная стойкость к горячей воде и щелочам;
- наполненные композиции (стекловолокно, PTFE, MoS) снижение износа и повышение жёсткости;
- антистатические и электропроводящие марки для взрывозащищённого оборудования.
Физико-механические свойства
| Параметр | Метод испытания | Гомополимер | Сополимер | Стеклонаполненный (30%) |
|---|---|---|---|---|
| Плотность, г/см | ISO 1183 | 1,42 | 1,41 | 1,56 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | ISO 527 | 70 | 65 | 90 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | ISO 527 | 25 | 40 | 3 |
| Температура плавления, C | DSC | 178 | 165 | 165 |
| Водопоглощение (24 ч), % | ISO 62 | 0,25 | 0,20 | 0,15 |
Области применения в промышленности
Полиацеталь применяется в узлах трения, где требуется низкий износ и отсутствие смазки. Основные сектора использования:
- автомобилестроение топливные системы, механизмы стеклоподъёмников, замки дверей, втулки педального узла;
- общее машиностроение подшипники скольжения, направляющие, ролики конвейеров, шестерни и кулачки;
- электротехника изоляторы, корпуса реле, детали выключателей и разъёмов;
- пищевое оборудование транспортёры, дозаторы, детали упаковочных машин (при контакте с сухими продуктами);
- медицинская техника инсулиновые шприц-ручки, ингаляторы, детали хирургических инструментов.
Химическая стойкость и эксплуатационные ограничения
Материал устойчив к воздействию углеводородов (бензин, масла, растворители), спиртов, эфиров и разбавленных щелочей. Не рекомендуется эксплуатация в контакте с концентрированными кислотами (серная, азотная), фенолами и хлорированными углеводородами. При длительном воздействии горячей воды (выше +60 C) сополимерные марки предпочтительнее гомополимерных.
Технология переработки
Литьё под давлением основной метод. Рекомендуемая температура расплава: от 190 до 220 C для гомополимера, от 180 до 210 C для сополимера. Температура формы: от 80 до 120 C. Усадка при литье составляет от 1,8 до 2,5 %. Перед переработкой гранулы сушат при +80+100 C в течение 24 часов до остаточной влажности не более 0,15 %. Экструзией получают листы, стержни и профили.
Вопросы и ответы
Чем отличается гомополимер от сополимера полиацеталя?
Гомополимер (POM-H) имеет более высокую прочность и жёсткость, но меньшую стойкость к горячей воде и щелочам. Сополимер (POM-C) лучше сохраняет свойства при контакте с водой и химикатами, а также имеет более широкий температурный диапазон переработки.
Какие наполнители применяют для полиацеталя?
Наиболее распространены стекловолокно (1030 %) для повышения жёсткости, PTFE (520 %) для снижения трения и MoS для улучшения антифрикционных свойств в сухих узлах.
Можно ли использовать полиацеталь в пищевой промышленности?
Да, отдельные марки полиацеталя имеют допуски FDA и EU 10/2011 для контакта с сухими пищевыми продуктами. Для влажных сред требуется проверка миграции.
Какой коэффициент трения у полиацеталя по стали?
Без смазки коэффициент трения составляет от 0,15 до 0,35 в зависимости от нагрузки и скорости скольжения. При добавлении PTFE значение снижается до 0,080,12.