塑料POM的特性与工艺参数

1、张玉龙，蔡志勇工.程塑料牌号手册.化学工业出版社，北京，20061、基本特征聚甲醛（polycxymethylene,简称POM）是一种没有侧链的 高密度、高结品性的线型聚合物，分均聚型和共聚型两类。具有良好 的综合性能，突出的优良耐疲劳性和蠕变性，良好的电性能等。1.1力学性能聚甲醛分子链主要由CO键构成。C O键的键能 （359.8J/mol）比 CC 键的键能（347.3J/mol）大，C O 键的键 长（0.143mm）比CC键的键长（0.154mm）短，POM沿分子链方向 的原子密集度大，结品度高，而在共聚和均聚两种树脂之中，不含C C键的均聚树脂也就因些具有更高的相对结品度达75%

2、85%。共聚 则为70%75%。由于聚甲醛是一种高结品性聚合物，具有较高的弹性模量，很高 的硬度和刚度，可以在-40100C长期工作。而且耐多次重复冲击，强 度变化很小。不但能在反复的冲击负荷下保持较高的冲击强度，同时 强度值较少受温度和温度变化的影响。键能大，分子的内聚能高，所以POM耐磨性好。未结晶部分集 结在球品的表面，而非结品部分的玻璃化温度为-50c，极为柔软， 且具有润滑作用，从而减低了摩擦和磨耗。聚甲醛不但能长时间工作 于要求低摩擦和耐磨耗的环境，其自滋润特性更为无油环境或容易发 生早期断油的工作环境下摩擦副材料的选择提供了独特的价值。在这 个问题上，它不是作为传统材料的替代材料

3、，而是作为摩擦副材料的一种较新的选择进入各个领域。聚甲醛是热塑性材料中耐疲劳性最为优越的品种。其抗疲劳性主 要取决于温度、负荷改变的频率和加工制品中的应变点，因此特别适 合受外力反复作用的齿轮类制品和持续振动下的部件。蠕变是塑料普遍现象，蠕变小是聚甲醛的特点。在较宽的温度范 围内，它能在负荷下，长时间保持重要的机械强度指标水平一一大致 维持在非铁（有色）金属的强度水平。抗蠕变和抗疲劳同时都比较好，这是聚甲醛十分宝贵的特点。在 同档次工程塑料中间，没有能替代者。同时，回弹性和弹性模量也都 比较好。同时具有这两方面的特性，又是聚甲醛所独有的。这使它可 作为各种结构的弹簧类部件的材料使用。聚甲醛的物

4、理力学性能见表项目均聚甲醛共聚甲醛项目均聚甲醛共聚甲醛密度g/cm31.421.41剪切强度MPa6754拉伸强度MPa7062冲击强度J.m-1缺口7665伸长率%4060无缺口13101140拉伸模量GPa3.162.88洛氏硬度M94M80弯曲模量MPa2.882.64磨耗mg/103次14弯曲强度MPa9098摩擦系数对钢0.15压缩强度MPa127110对相同材料0.351.2热性能聚甲醛具有较高的热变形温度，均聚甲醛为136C，共聚甲 醛为110C。但由于分子结构方面的差异，共聚甲醛反而有较高的连 续使用温度。一般而言聚甲醛的长期使用温度是100C左右。而共聚 甲醛可在114C连续

5、使用2000h，或在138C时连续使用1000h。短时 间可使用的温度可达160C。聚甲醛可以长期在高温环境下使用，且力学性能变化不大。按美 国UL规范，它的长期耐热温度为85105C。尽管聚甲醛品种加工热稳定性差，但由于其在短时热性能（熔点 及热畸变）和长时间耐用性方面表现出众，以及种种改进，它成为了 高温空气和高温水环境下工作部件选材时常被考虑的品种。1.3耐化学药品性能聚甲醛的基本结构决定了它没有常温溶剂。在树脂熔点以下或 附近，也几乎找不到任何溶剂，仅有个别物质如全氟丙酮，能够形成 极稀的溶液，所以在所有工程塑料中聚甲醛耐有机溶剂和耐油性十分 突出。特别是在高温条件下有相当好的耐侵蚀性

6、，且尺寸和机械强度 变化不大。醇类能在聚甲醛熔点以上和熔融的树脂形成溶液。由于共聚树脂不含有均聚树脂那样的酯基，的以能耐强碱。而均 聚树脂只能耐弱酸。聚甲醛与多种颜料有较好的相容性，易于着色，但由于有些颜料 比一般树脂苛刻。工程塑料对水的吸收能力常能导致制品的尺寸变动，而聚甲醛由于水的吸收产生的尺寸变动是极小的，不会给实际应用带来问题。1.4电性能聚甲醛良好的电性能，表现之一在于介电常数不受温度和温度的 影响。不同制造工艺导致的微量杂质含量差异对于体积电阻可带来一 个数量级的影响。2、加工性能聚甲醛可用一般热塑性成型方法加工，如注射、挤出、吹塑、压 制、喷涂等。其中又以注射成型为最常用。挤出成

7、型多用于板材和棒 材的制造，这些型材可进一步经过二次机械加工制造最终制品。2、1成型加工特性（1）流变性POM在熔融状态下呈非牛顿型流体。温度对POM 的熔体黏度影响不大，所以不能用提高温度的方法来增加POM的流 动性。剪切速率对POM熔体的黏度影响较大。对于挤出和吹塑加工， 共聚厂商提供三元共聚的树脂，其流变行为因一定数量的交联点的存 在面有所变化。使高低剪切速率下黏度差异加大，便于吹塑和挤出工 艺的实施。（2）结品性POM 一般结品度为75%80%。聚甲醛熔融时， 有明显的体积变化。因此注射时必须有足够的保压时间，以补偿固化 的体积变化，否则就会出现缩孔。这种保压在浇口固化后就变得没有 意

8、义了。所以，最短保压时间对一般制品，可以用浇口封闭时间的测 定来决定：通过不同保压时间所得制品的称重，可以确定浇口封闭时 间（即增加保压时间不再能使制品质量继续增加的初始时间）这可作 为最小保压时间。（3）热稳定性聚甲醛热稳定性较差。在保证流动性的前提下， 加工温度要尽量低，受热时间要尽量短。（4）吸湿性 聚甲醛的吸湿性小，一般为0.2%0.25%。（5）收缩率 聚甲醛收缩率较大，为1.5%3.5%。（6）其它POM摩擦系数小，为0.3%0.45%。其凝固速率大， 表面硬度高、刚性大，又有自润滑性及回弹性，脱模应力较小，故可 以快速脱模。3、2成型工艺条件（1）注射成型 聚甲醛的注射成型工艺条件见表工艺条件制品厚度在6mm以下制品厚度在6mm以上柱塞式螺杆式柱塞式螺杆式料筒温度C前部175195175185170185170180中部-165175160175后部160175155165160170155160模具温度C80808012080120注射压力MPa80120601306012040100注射时间s106010604530045300保压时间s0505冷却时间s103010303012030120总周期s30