polyacetal что за материал
Полиацеталь
Полиацеталь относится к разряду антифрикционных материалов, обладающих термопластичными свойствами. Этот уникальный материал обладает отличными эксплуатационными качествами и практически не имеет недостатков. Изделия из полиацеталя устойчивы к изнашиванию, выдерживают большие нагрузки и характеризуются высокой степенью упругости. Благодаря этому полимер активно используется во многих областях промышленности, где помимо основного имеет такие названия, как полиформальдегид, полиметиленоксид и полиоксиметилен ПОМ С.
Технические характеристики и свойства
Полиацеталь, одно из немногих химических соединений, способное заменить цветные металлы в промышленном масштабе. Причем его использование не снижает качества получаемых изделий, а, напротив, повышает эксплуатационные характеристики.
Обширную популярность полиацеталь приобрел за счет своих уникальных свойств, в числе которых:
Все перечисленные параметры позволяют применять в работе с полимером самые разные технологии. Например, лазерная маркировка или ультразвуковая сварка. Впрочем, неуклонно растущая популярность полиацеталей объясняется не только техническим аспектом. Высоко ценится эстетическая составляющая. Изделия из этого материала имеют глянцевую поверхность и привлекательный внешний вид.
Главным минусом является неустойчивость к воздействию сильной кислоты. Также тот материал не препятствует проникновению радиационного фона.
Виды и марки полиацеталя
Учитывая особенности производства и методику получения соединений различают порядка 17 марок полиоксиметилена. Но к основным и наиболее востребованным относятся гомополимер (POM HO) и сополимер (POM CO). При этом оба вещества имеют сходные эксплуатационные характеристики и одинаковую степень востребованности.
По видам полиацеталь также можно разделить на несколько основных групп:
При этом самые прочные соединения получаются при добавлении в полиацеталь волокон монокристалического калийтитаната. Детали, произведенные из таких материалов имеют длительный срок службы и высокое качество.
В последнее время рынок полимеров все больше завоевывает модификация, изготовленная с применением каучука. Это так называемый Hostaform (не путать с маркой POM-HI, в состав которой входит нетермопластичный каучук). Каучуковый полиацеталь отличает высокая вязкость и надежность при использовании на стыках.
Применение
Уникальные свойства, позволяют использовать полиацеталь в различных отраслях промышленности. В России основная масса материала задействована в автопроме. На долю этой отрасли приходится до 40% от всего производимого в стране полимера. На втором месте стоит приборостроение. Электронные аппараты и бытовая техника потребляют около 25%.
Мировая практика не слишком отличается от российской. Главными потребителями полимерных соединений также остаются две отрасли: электронная техника и автомобилестроительная отрасль.
Кроме того, полиацеталь используется в механике (особенно гранулированная форма выпуска). Колеса с зазубринами, подшипники, ролики для конвейерных лент, эксцентрики, передачи и многие другие детали, которые в обиходе принято назвать пластиковыми, изготавливаются именно их этого высокопрочного полимера.
Инертность, устойчивость к высоким температурам позволяют использовать полиацеталь в качестве пищевого пластика и для изготовления пищевой полиэтиленовой пленки. Низкая гигроскопичность и изоляционные свойства делают его незаменимым в электротехнической отрасли. Химическая промышленность применяет полимер при изготовлении деталей, контактирующих с щелочами и не агрессивными кислотами.
Без этого материала невозможно представить себе жизнь современного человека. Он входит в счетчики коммунальных благ, с его использованием производят медицинские шприцы, распылители на аэрозольные баллоны и даже водопроводные трубы и смесители. Полиацеталь используют в бумажной и текстильной промышленности. В каждом автомобиле полимер встречается на протяжении всего цикла работы от топливного насоса и бензобака до ремня безопасности и рулевой передачи.
Форма выпуска материала имеет три разновидности:
Все изделия присутствуют на рынке в двух основных цветах: черный и белый. При этом полимер легко окрашивается в любой колер. Независимо от формы выпуска полимер должен соответствовать нормативам ПОМ С ТУ СТО-002-17152852-2011, который не регламентирует точные размеры пластин и стержней. Поэтому у каждого производителя этот показатель может быть индивидуальным.
Полиацеталь по праву можно назвать материалом третьего тысячелетия. Материал незаменим как в быту, так и в промышленности. Его первоклассные качественные характеристики и длительность эксплуатационного периода в сочетании с приемлемой ценой делаю материал незаменимым в процессе производства самых востребованных предметов.
Полиацеталь свойства и характеристики
Основные зарубежные аналоги полиацеталя: POM C (сополимер), POM H (гомополимер), POM-HI (содержит нетермопластичный каучук), ACETAL, Sustarin C (сустарин С), Derlin (дельрин), Celkon (селкон), Ultraform (ультраформ), Hostaform (хостаформ), Tecaform AH, Ertasetal C (эртасетал), Kocetal, Kepital, СФД и СТД (производился в СССР по ТУ 6-06-14-90), Ацеталь.
ООО «Фирма «ЦИН» (Центр Инженерных Направлений) ведет продажу полиацеталя марки ПОМ-С – это сополимер с оптимальным сочетанием прочности, твердости и сопротивления к износу, обладает очень небольшим влагопоглащением, не содержит пор, легко обрабатывается. Эти свойства и характеристики полиацеталя идеально подходят для применения во всех сферах промышленности.
Сравнение полиацеталя ПОМ-С и ПОМ-Н
Различают два основных типа модификации полиформальдегида – ПОМ-Н / POM-H (гомополимер) и ПОМ-С / POM-C (сополимер).
✔ ПОМ-Н / POM-H (гомополимер) имеет более высокую температуру плавления и более высокую прочность, но чувствителен к гидролизу (воздействию влаги) с непрерывным воздействием горячей воды более 60°C и к пару.
✔ ПОМ-С / POM-C (сополимер) немного ниже прочность, но выше ударная вязкость, намного лучше показатели упругости (на растяжение и изгиб), высокая стойкость к щелочам и хорошая стойкость к гидролизу при воздействии горячей воды и пара.
Даже если Вы никогда не видели полиацеталь, его всегда можно определить по внешнему виду и идентифицировать по этим признакам и характеристикам:
Свойства и характеристики полиацеталя ПОМ-С (POM)
Свойства и физико-химические характеристики полиацеталя
✔Плотная кристаллическая структура.
✔Высокая молекулярная масса и плотность.
✔Хорошая степень ударной вязкости, в том числе в диапазоне низких температур, эластичность и упругость.
✔Высокая прочность, твердость и жесткость.
✔Очень хорошие показатели трения/скольжения, устойчивость к истиранию, антиадгезионные свойства.
✔Высокая химическая стойкость, в особенности к щелочам, растворителям и топливу.
✔Хорошая стабильность в диапазоне рабочих температур.
✔Поглощение влаги низкое.
✔Хорошая стабильность размеров, даже при большой влажности и в водной среде.
✔Очень низкая диэлектрическая постоянная.
✔Может контактировать с пищевыми продуктами, человеком; физически инертный материал.
Полиформальдегид благодаря своим свойствам и физико-химическим характеристикам отлично поддается последующей обработке, его рекомендуют для производства высокоточных изделий и деталей, точность обработки полиацеталя составляет 0,01 мм.
Таблица «Физические, механические, электрические характеристики и свойства полиацеталя ПОМ-С»
Физико-механические показатели
Полиацеталь ПОМ-С данные
Температура нагрева кратковременная
Показатель разрушающего напряжения
Относительное удлинение в случае разрыва
Современные предприятия выпускают полиацеталь каждый под своей маркой, и физические, химические и другие характеристики и свойства ПОМ могут немного отличаться, так как ГОСТ не регламентирует состав этого пластика. Ниже приведена таблица усредненных показателей свойств полиацеталя ПОМ для всех брендов.
Свойства
Условия проведения испытаний
Единицы измерений
ПОМ / POM
Прочность при растяжении
Упругость при растяжении
Удлинение относительное до разрыва
Ударный изгиб по Шарпи
Ударный изгиб по Шарпи
Ударный изгиб по Шарпи
Твердость при вдавливании шарика
Температура размягчения по Вика (VST)
Температура изгиба с нагрузкой
Коэффициент линейного теплового расширения
Удельное объемное электрическое сопротивление
Удельное поверхностное электрическое сопротивление
Капролон или полиацеталь, что лучше
Преимущества полиацеталя перед капролоном (полиамид-6)
История и развитие в сфере производства полиацеталей
Полиоксиметилен относится к пластмассам инженерного назначения. Производство полицеталя и других синтетических полимеров растет из года в год. Это обусловлено сравнительно низкими ценами на сырье (в отличие от металлов), а также многообразием полезных свойств и характеристик материала. Полиацеталь ПОМ-С легче металлов и сплавов, но почти равен им по прочности, не подвержен корродированию, устойчив при воздействии агрессивных сред. Этот пластик сегодня используют практически во всех областях промышленности.
Основными достоинствами ПОМ является высокая удельная прочность, химическая стойкость и сопротивляемость износу, высокие диэлектрические характеристики. К недостаткам относится склонность к старению и деформированию под нагрузкой (ползучесть), зависимость прочностных характеристик от режимов нагружения, низкая теплостойкость.
Полимер полиформальдегид отличается высокоэффективными физико-химическими и эксплуатационными свойствами, которые, как правило, отсутствуют в металлах, высоколегированных сплавах и других природных материалах. Этот пластик рационально сочетает прочностные свойства металлов, легкость дерева, мягкость и эластичность каучуков, светотехнические свойства целлюлозы и стекла, антикоррозионные свойства титана и антифрикционные свойства бронзы и латуни. Кроме того в ПОМ-С сочетаются термостойкость, щелочестойкость, электроизоляционные, звукоизоляционные и другие полезные свойства. Благодаря этим свойствам указанный конструкционный полимер является технически необходимым материалом и в значительной степени определяет ускорение технического прогресса. Полиацеталь выступает как активный элемент развития общественного производства, воздействует и преобразует современную технику и во многом определяет их общественную полезность. При этом ускорение потребления ПОМ способствует развитию технического прогресса в космической, авиационной, автомобильной, медицинской и других отраслях.
Современная техника, технология и эстетика повсюду требуют лучших материалов, в которых сочетается комплекс полезных свойств. Полиацеталь используют в качестве технически необходимых материалов общемашиностроительного назначения, для создания принципиально новых элементов конструкции. В результате чего не только улучшаются качественные показатели, но и достигается значительная экономия трудовых и энергетических затрат, повышается долговечность и надежность конструкций машин и высвобождается большой объем капиталоемких, дорогостоящих цветных и легированных металлов и сплавов.
Полиацеталь ПОМ-С применение
Области применения полиацеталя инженерного назначения и рекомендации.
Полиоксиметилен особенно рекомендуется для:
✔производства точных деталей малых размеров;
✔изготовления деталей, которые требуют сочетание большой эластичности с высокой стабильностью размеров;
✔деталей, использующихся в низкотемпературной и влажной среде;
✔если деталь постоянно работает в воде;
✔деталей медицинских изделий, которые имеют контакт с человеком и постоянно стерилизуются;
✔деталей механизмов пищевого производства и элементов конвейеров;
✔части изоляции в электронике и электротехнике.
Примеры изделий из полиацеталя ПОМ-С
Автопром: части ремней безопасности, механизмы регулировки положения сиденья, электростеклоподъемников, сдвижных крыш, детали систем отопления, вентиляторов и кондиционеров, блокировки дверей, датчиков уровня топлива и топливных насосов, водоотделителей, запасных баков и бензобаков, крышек бензобака, сетки динамиков, экранировок, радиаторных решеток, шестерней, втулки зубчатых передач руля.
Электроприборы: корпуса, шестерни, сцепления, подшипники, захваты, кулачковые шайбы, детали счетчиков газа.
Машиностроение: червячные передачи, валки, оправы, втулки, подшипники скольжения, звенья конвейерных цепей, ролики, зубчатые колеса.
Электроника: клавиатура телефона, основа катушки, переключатели, пружинистые детали, носители микросхем, видеокассеты, печатные и промышленные платы.
Медтехника: части одноразовых шприцев, систем распылителей ингаляторов (астматических), детали индивидуальных инсулиновых шприцов-ручек.
Оборудование сантехнического назначения: части струйных регуляторов в лейках для душа, краны для воды, одно-рычажные смесители, фильтры с рециркуляцией самоочищающиеся.
Потебительские товары: застежки-молнии, части аэрозольных баллончиков, механизмы электрических бритв, миксеров, зубных электрощеток, принтеров, копировальных аппаратов, детали часовых механизмов и стрелки часов, ручки мебели.
Бытовые приборы: детали машин для мойки посуды, стирки, кондиционеров, кофеварок, чайников, насадки-щетки пылесосов.
Инвентарь для спорта: лыжные крепления, втулки и рукоятки ракеток для бадминтона и тенниса, детали досок для серфинга.
ЧТО ЛУЧШЕ: КАПРОЛОН ИЛИ ПОЛИАЦЕТАЛЬ
Капролон и полиацеталь являются относительно новыми материалами, но уже обрели достаточно высокий уровень популярности. Для того, чтобы провести сравнение капролона и полиацеталя и узнать, что лучше: капролон или полиацеталь, необходимо более подробно рассмотреть основные свойства и характеристики обоих материалов.
Подробнее о капролоне
Капролон является одной из разновидностей полимеров, поликапромидом. Изначальным цветом является белый, с легким желтоватым оттенком. Цветовая гамма материала может быть изменена в процессе производства при помощи красящих добавок. Исходя из типа используемых добавок могут изменяться технические и физико-химические показатели производных полиамида.
Принято различать около 10 типов материала:
Листовой капролон с успехом проходит обработку на оборудовании для металлообработки при учете некоторых нюансов, характерных для данного материала: возможность растрескивания, низкую температуру плавления. В связи с этим, проводить обработку капролона стоит с учетом обеспечения теплоотводящих устройств в несколько коротких этапов.
Преимущества
Подробнее о полиацетале
По своей сути полиацеталь является техническим пластиком. Другие названия полиацеталя: полифоормальдегид, полиметиленоксид и полиоксиметилен. Материал имеет эстетически привлекательный внешний вид, благодаря блестящей поверхности. В процессе производства материала, допустимы его окрашивание, лазерная маркировка и сварка ультразвуком.
Основные виды полиацеталя
Основными областями использования являются:
Особенно востребован полиацеталь в производстве деталей высокой точности, прочности и высокого уровня скольжения. Помимо этого, свойства материала сделали его популярным в бытовой и медицинской промышленностях, при производстве предметов, подлежащих длительным воздействиям низких и высоких температур (стерилизация, кипячение, замораживание).
Что лучше: полиацеталь, или капролон — вывод
Отличие капролона от полиацеталя заключается прежде всего в устойчивости к механическим воздействиям. Наиболее значимым отличием капролона от полиацеталя является высокая устойчивость последнего к ударным нагрузкам и растрескиванию, особенно под воздействием низких температурных показателей. Полиацеталь обладает большей упругостью и меньшей влаговпитываемостью. В плане возможности к обработке, полиацеталь показывает так же наиболее высокие результаты, необходимые при производстве деталей, требующих высокой точности. Помимо перечисленного, полиацеталь в 1.5 раза превосходит капролон в усталостной стойкости, что делает его практически незаменимым материалом при изготовлении деталей, подвергаемых неоднократным сжатиям, растяжениям, вибрациям и ударным механическим воздействиям.
По всем остальным показателям и основным характеристикам эти материалы практически идентичны.
Исходя из этого, выбирая, что лучше: капролон, или полиацеталь, стоит признать, что полиацеталь является более разносторонним и универсальным материалом, целесообразным при производстве сложных изделий с высокими показателями устойчивости.
Однако, многое зависит от того, какие требования выдвигаются к конечному изделию. Каждый из описанных выше материалов имеет свои неоспоримые достоинства.
Учитывая, что, как указывалось выше, большая часть основных технических показателей у капролона и полиацеталя идентичны, материалы во многих случаях могут быть взаимозаменяемы.
Отсюда следует, что при выборе материала и учете всех нюансов, возникающих при эксплуатации изделия, стоит опираться на основное отличие, заключающееся в устойчивости полиацеталя к растрескиванию и его упругости, при условии сохранения высоких показателей прочности.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИАЦЕТАЛЯ
Эксплуатационные характеристики полиацеталя
Существуют два вида полиацеталя: гомополимер и сополимер. Они отличаются между собой способом производства, но обладают схожими эксплуатационными свойствами:
Область применения полиацеталя
Данный материал подходит для использования в машиностроении, точном приборостроении, автомобильной и медицинской промышленности. Благодаря тому, что полиацеталь обладает важными свойствами и техническими характеристиками, одно из которых — низкий коэффициент трения, из него делают отдельные элементы газовых счетчиков, смесителей для воды. В автомобильной промышленности из полиацеталя изготавливают:
Все вышеперечисленные детали, благодаря высоким техническим характеристикам полиацеталя, способны выдержать кратковременный нагрев до +140 град.
Полиоксиметилен является идеальным вариантом для производства механических прецизионных деталей, а также деталей, что используются в точных механизмах и должны быть достаточно эластичны. Данный материал можно использовать в условиях высокой влажности и низкой температуры, благодаря высоким водоотталкивающим качествам он подходит для работы в воде при постоянной температуре от +60 град до +80 град. Специалисты рекомендуют применят полиацеталь в медицинской промышленности для производства деталей, которые постоянно соприкасаются с человеком и требуют регулярной стерилизации.
Наполненные и армированные материалы
Изменение соотношения компонентов и использование наполнителей позволяет менять характеристики и свойства любого материала. Аналогичная ситуация с полиацеталем: если добавить наполнитель волокнистого типа, то удастся улучшить упругость и снизить усадку независимо от направления литья. Такой материал подойдет для изготовления формованных жестких деталей со стабильными размерами. В качестве наполнителя подойдут следующие материалы:
Для улучшения прочности при разрыве количество наполнителя варьируется от 10 до 40%. Снизить скорость износа, и повысить упругость можно с помощью калийтитанатного волокна.
Модифицированные типы
Хорошие трибиологические свойства полиацеталя позволяют применять данный материал в разных отраслях человеческой деятельности, но для их улучшения в состав добавляют воск, силиконовое масло, мел. Таким образом улучшается износостойкость и антифрикционные свойства.
Полимерные смеси с высокой ударной вязкостью
Полиацетали и без усовершенствования своего состава обладают высокой ударной вязкостью. Цель модификаций – улучшить стойкость к удару. Первые модификаторы были открыты в 1982 году, они обладают более низкой жесткостью, теплоформоустойчивостью и твердостью. Несмотря на это, материал намного лучше поглощает энергию во время удара или при растяжении.
Все, что вам нужно знать о POM (Полиацетале) для 3D-печати
Полиоксиметилен или ацеталь, более известный под аббревиатурой POM, является термопластом и относится к семейству полиацеталей. Открытый в 1920 году, он в настоящее время является одним из наиболее широко используемых материалов в литье под давлением, после полипропилена (ПП) и полиамида (ПА), но также становится все более популярным в 3D-печати. ПОМ полукристаллический (содержит аморфные и кристаллические участки) и белый на вид.
Даже если Вы никогда не видели полиацеталь, его всегда можно определить по внешнему виду и идентифицировать по этим признакам и характеристикам:
POM выпускается в двух различных формах: как гомополимер (POM-H), который был коммерциализирован DuPont в 1950-х годах, и как сополимер (POM-C), который был разработан Celanese в 1960-х годах (ПОМ от Celanese мы и выдавливаем в филамент для 3д принтера). Они существенно отличаются друг от друга тем, что, хотя POM-H обладает лучшими механическими свойствами, он обладает меньшей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. POM-C обладает лучшими термическими и химическими свойствами и поэтому лучше реагирует на колебания температуры и химические воздействия. В области 3D-печати POM-C используется в первую очередь потому, что он легче поддается экструдированию и обладает теми же химическими свойствами. Кроме того, POM используется в качестве филамента в 3D-печати, поэтому мы остановимся на нем ниже.
POM: Свойства и возможности материала-
Но каковы же особые характеристики ПОМ?
По словам г-на Винджано, 3D-печатная деталь, изготовленная с помощью POM, неотличима от детали, изготовленной методом литья под давлением. Еще одним большим преимуществом является то, что ПОМ не чувствителен к применению химических веществ, что позволяет проводить дезинфекцию без повреждения детали, создавая множество возможностей для различного применения. Широкому спектру возможных применений также благоприятствует цвет материала: он доступен в прозрачном белом цвете, что позволяет легко окрашивать его или использовать “как есть”.
Применение:
Как уже упоминалось, POM подходит для широкого спектра применений. Например, благодаря своей ударопрочности и низкому трению, а также хорошим скользящим свойствам, он подходит для изготовления самых маленьких зубчатых колес и в то же время для производства таких элементов, как пряжки рюкзаков. Также можно использовать POM для таких деталей, как теплонагруженные детали, которые подвергаются воздействию сильного тепла. Белый цвет, в котором выпускается материал, также делает его пригодным для производства эстетически красивых деталей, будь то детали интерьера автомобиля или даже имплантаты. В медицине он убедителен не только своими механическими и химическими свойствами – долговечностью и устойчивостью к дезинфицирующим средствам, – но и цветом.
Успехов в печати любыми полимерами, эксперементируйте и радуйтесь результатам!