1. Технические характеристики и применение полиоксиметилена 1.1. Свойства и характеристики полиоксиметилена Полиоксиметилен (полиацеталь, полиформальдегид) относится к антифрикционным материалам. Используют Полиацеталь главным образом как конструкционный материал для замены цветных металлов и сплавов в машиностроении, автомобилестроении, приборостроении, бытовой технике и в областях, характеризующихся повышенными требованиями к изделиям.
По антифрикционным и механическим характеристикам полиоксиметилен (полиацеталь, ПОМ) близок к капролону (полиамиду 6 блочному), но выгодно отличается от него повышенной ударопрочностью (особенно при отрицательных температурах), лучшими упругими свойствами, стойкостью к образованию трещин, очень низким влагопоглащением, очень хорошей обрабатываемостью (с возможностью изготовления точных деталей). Полиацеталь (POM, полиоксиметилен) имеет исключительную усталостную стойкость (в 1,5 раза выше, чем у полиамида 6) и является оптимальным материалом для изделий, подверженных повторяющимся механическим воздействиям, ударным нагрузкам и вибрации.
В промышленности используется две группы полиоксиметилена (РОМ-Н и РОМ-С), незначительно отличающиеся между собой способом получения и свойствами.
Таблица 1.1. Сравнительные характеристики РОМ-Н и РОМ-С | Показатели | РОМ-Н | РОМ-С | | Предельная отрицательная температура эксплуатации | -60оС | -60оС | | Предел плотности г/см3 | 1,43 | 1,41 | | Эластичность МПа | 3,600 | 2,800 | | Рабочая toC | 110 | 100 | | Предельная toC | 150 | 140 | | Температура плавления toC | 173-180 | 164-172 | | Степень кристаллизации % | 70-100 | 60-80 | Свойства полиоксиметилена: - Высокая механическая прочность, жёсткость и твёрдость
- Очень высокая эластичность, упругость
- Хорошая стойкость к текучести (ползучести)
- Высокая ударопрочность, даже при низких температурах
- Хорошая стабильность размеров, в том числе при высокой влажности.
- Хорошие свойства скольжения и износостойкость
- Стабильностью свойств в широком диапазоне температур (от -50 до 100 град С)
- Великолепная обрабатываемость
- Незначительное влагопоглощение
- Хорошие электрические изоляционные и диэлектрические свойства
- Физиологическая инертность (допущен для контакта с пищевыми продуктами)
- Несамозатухающий
- Высокая устойчивость черных материалов к ультрафиолетовым лучам
- Допускает лазерную маркировку
- Не стойкий к сильным кислотам и окислителям, стоек к органическим растворителям, топливам всех типов, щелочам
Таблица 1.2 Свойства полиоксиметилена | Свойства | Метод измерения | Единицы измерения | Значение | | Общие | | Цвет | — | — | Белый/Чёрный | | Плотность | ISO1183:1987 | г/см3 | 1.410 | | Влагопоглощение (Равновесное) | ISO62:1999 | % | 0.1 | | Влагопоглощение (24 часа) | ISO62:1999 (изменённые) | % | 0.20 | | Водопоглощение (насыщение) | ISO62:1999 | % | 0.90 | | Механические | | Прочность при растяжении | ISO527-1/2:1993 | МПа | 70 | | Е-модуль | ISO527-1/2:1993 | МПа | 2700 | | Удлинение при разрыве | ISO527-1/2:1993 | % | >15 | | Прочность при сжатии | ISO604:2002 | МПа | 110 | | Модуль при сжатии | ISO604:2002 | МПа | 2600 | | Прочность при изгибе | ISO178:2001 | МПа | 80 | | Модуль при изгибе | ISO178:2001 | МПа | 2600 | | Ударная прочность по Изод | ISO180:2000 | КДж/м2 | 7.20 | | Твёрдость (Шор D) | ISO 868:2003 | — | 85 | | Коэффициент трения (динамика) | | — | 0.25 | | Предел PV | | МПа/м.мин | 6 | | Термические | | Температура плавления | ISO11359-2:1999 | ⁰С | 170 | | Температура стеклования (Tg) | ISO75 | ⁰С | -60 | | Температура тепловой деформации HDT/A | ISO75 | ⁰С | 110 | | Температура тепловой деформации HDT/B | ISO75 | ⁰С | 160 | | Максимальная температура кратковременной эксплуатации | — | ⁰С | 140 | | Максимальная температура непрерывной эксплуатации | — | ⁰С | 90 | | Минимальная температура кратковременной эксплуатации | — | ⁰С | — | | Минимальная температура непрерывной эксплуатации | — | ⁰С | — | | Коэффициент термического линейного расширения (ТМА) | ISO11359-2:1999 | 1/⁰С | 9.2х(10)5 | | Коэффициент теплопроводности | ISO8301:1991 | Ватт/м.⁰С | 0.31 | | Воспламеняемость | IEC60695-11-10:2003-08 | — | НВ | | Электрические | | Диэлектрическая проницаемость | IEC60250:1969-01 | — | 3.8 | | Диэлектрическая проницаемость (низкая частота) | | — | — | | Фактор рассеяния | IEC60250:1969-01 | Гц | 0.005 | | Диэлектрическая прочность | IEC60243-1:1998-01 | кВ/мм | 16.5 | | Удельное электрическое сопротивление | IEC60093:1980-01 | Ом.м | 1x(10)13 | | Удельное поверхностное электрическое сопротивление | IEC60093:1980-01 | Ом | 1x(10)13 | | Средний индекс трекинга | IEC60112:2003-01 | CTI | 600 |
Таблица 1.3 Поведение полиоксиметилена по отношению к химикатам | Субстанция | 20°С | 60°С | Субстанция | 20°С | 60°С | | азотная кислота(10%) | — | — | нефть | + | + | | аммиак(10%) | + | + | нитроза | — | — | | аммиак концентрированный | + | + | оливковое масло | + | / | | ацетон | + | / | о-фосфат натрия, втор. (10%) | + | + | | бензин автомобильный, нормальный | + | + | о-фосфат натрия, перв. (10%) | + | + | | бензин ( 100-140°С) | + | + | о-фосфат натрия, трет. (10%) | + | + | | бензин с 15-20% метанола | + | + | перекись водорода (30%)* | + | — | | бензин/смесь с бензолом (супер- бензин) | + | + | перманганат калия (10%)* | + | + | | бензол | / | / | перхлорэтилен | + | / | | бикарбонат натрия(10%) | + | + | природный газ | + | + | | болотная вода(рН 3,7) | + | + | раствор проявителя 1:100 (рН 10,4) (Rodinal® Agfa) | + | + | | бутанол | + | + | раствор проявителя 1:50 (рН 10,9) (Rodinal® Agfa) | + | + | | бутилацетат | + | / | раствор фиксажа (рН 5,4) | + | / | | бутиральдегид | / | / | серная кислота (10%)* | + | — | | вода дистиллированная | + | + | серная кислота (50%) | — | — | | гвоздичное масло | + | | сернокислый аммоний Hoechst® (10%) (pH5,8) | + | — | | гидроксид калия(едкий калий,калийная щёлочь) | + | + | сероуглерод | + | + | | гидроксид натрия(едкий натр, натриевая щёлочь) | + | + | соевое масло | + | + | | гидроксицитронелал | + | + | соляная кислота (10%) | — | — | | гипохлорит натрия(отбеливающая щелочь, прим.12,5% активного хлора) | / | — | сульфат меди (10%) | + | + | | гликоль | + | + | сульфат никеля (10%) | + | + | | гликоль/дистилл. вода 48:52 | + | + | тетрабромид ацетилена | / | — | | глицерин | + | + | тетрагидрофуран | / | / | | двуокись серы(газ) | — | — | тетрахлоруглерод | + | / | | дибутилфталат | + | + | тиофен | / | / | | дизельное масло | + | + | толуол | + | + | | диметилфталат | + | / | топливное масло EL | + | + | | диоксан | / | / | топливо JP 1 (Shell) | + | + | | диоктилсебакат | + | + | топливо JP 4 (Shell) | + | + | | известковая селитра Hoechst ® (10%)(pH6,4) | + | + | трансформаторное масло (Univolt® 36, Esso) | + | + | | известково-аммиачная селитра | + | + | трихлорэтилен | / | / | | изопропиловый спирт | + | + | уксусная кислота (10%)* | + | + | | кананговое масло | + | + | уксусная кислота (80%) | / | — | | карбонат натрия (10%) | + | + | фенол | | — | | кофе (Nescafe®) | + | + | формальдегид (40%) | + | + | | ксилол | + | + | фосфат азота Hoechsr® (10%) (рН5,1) | + | + | | лавандовое масло, рафинированное | + | + | фосфорная кислота (25%) | + | — | | ледяная уксусная кислота | / | + | фторхлоруглеводороды (галогенизированные) | + | + | | лимонная кислота (10%)* | + | — | фторхлоруглеводороды (частично галогенизированные) | — | — | | масло Mobil® SAE 20 | + | + | хладагент R 134а (System Reclin) | + | + | | масло Mobil HD SAE 20 после 3000 км | + | + | хлорбензол | / | / | | масло лимонника | + | + | хлорид железа (10%) | / | — | | масляная кислота (1%)* | + | + | хлорид кальция (10%) | + | + | | масляная кислота (98%) | / | / | хлорид натрия | + | + | | метанол | + | + | хлорная известь (прим. 10%) | — | — | | метилацетат | / | / | хлороформ | — | — | | метилбромид | — | — | хлорэтил (DAB 6) | + | / | | метилгликоль | / | / | хромовая кислота (3%) | / | / | | метилгликольацетат | / | — | чернила (Pelikan™, черно-синие) | + | / | | метиленбромид | — | — | щёлочь бисульфита натрия (рН 4,5) | — | — | | метиленхлорид, технический | — | — | этанол (96%) | + | + | | метилизолпропилкетон | + | + | этилацетат | / | / | | метилизобутилкетон | + | + | этил гликоль | + | / | | метиловый эфир рапсового масла | + | + | эфир (DAB 6) | + | + | | метилэтилкетон | / | / | Clophen® А 60 (Bayer) | + | + | | минеральное масло | + | + | Complesal® Тур Blau12+12+17+2 (10%,рН5,8) | + | + | | молочная кислота (10%)* | + | / | Complesal® 14 Тур Gelb15+15+15 (10%,рН5,8) | + | + | | молочная кислота (98%)* | + | — | Complesal® Тур NP20+20+0 (10%, рН 5,7) | + | + | | морская вода (Северное море) | + | + | Complesal® Тур Rot13+13+21 (10%,рН5,8) | + | + | | моторное масло SAE 40 (Caltex) | + | + | Genantin® — питьевая вода 1:1 (+l%® DonaxC,Shell) | + | | | моторное масло ВР HP 20 | + | + | Grisiron® GBF 1 (5 г на 100 г воды) | + | + | | мочевина | + | + | Tetralin® (Henkel) | + | / | | муравьиная кислота (10%)* | + | — | Persil® 59 (5%) (Henkel) | + | + | | натриевая селитра Hoechst ® (10%) (pH8,8) | + | + | Galbanum Resin | + | | | н-гексан | + | + | | | | Основные марки полиацеталя характеризуются высокой стойкостью по отношению к многочисленным органическим и неорганическим химикатам. Известно лишь несколько растворителей, которые способны растворить материал ниже точки плавления кристаллитов. К ним относится гексафторацетонсесквигидрат. По отношению к сильным щелочам, даже к 50-процентной NaOH, полимер стоек и при более высоких температурах. Оксидативные химикаты и сильные кислоты (рН<4) оказывают вредное воздействие на полиацеталь.
1.2. Применение полиоксиметилена Используют полиоксиметилен как конструкционный материал для замены цветных металлов и сплавов в машино-, автомобиле-, приборостроении, бытовой технике и в областях, характеризующихся повышенными требованиями к изделиям. По антифрикционным и механическим характеристикам ПОМ близок к ПА-6 блочному, но выгодно отличается от него повышенной ударопрочностью и стойкостью к образованию трещин, лучшими упругими свойствами, низким влагопоглощением, исключительной усталостной стойкостью (в 1,5 раза выше, чем у полиамида 6). Примеры деталей из полиоксиметилена 1) Элементы конвейеров: - Скользящие элементы, допускающие большую нагрузку,
- Ходовые ролики,
- Подшипники скольжения;
- Зубчатые колеса;
- Шестерни с маленьким модулем;
- Кулачки;
- Седла клапанов;
- Пружины,
- Пружинные элементы и защёлкивающие механизмы;
2) Изолирующие детали в электротехнике: - Электрические разъемы,
- Изоляторы;
- Валы;
- Уплотнительные прокладки,
- Втулки балансира вездехода,
- Направляющие и опорные кольца.
Полиоксиметилен особенно рекомендуется для: - Изготовления механических прецизионных деталей
- Эластичных деталей с высокой стабильностью размеров для точных механизмов
- Деталей, работающих при низких температурах и высокой влажности
- Деталей, постоянно работающих в воде при 60-80⁰с
- Деталей медицинской промышленности, контактирующих с человеком и требующих многократной стерилизации
- Деталей машин пищевых производств
|
