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硬度堪比金属,聚甲醛在多领域展现应用潜力

创作时间:
2025-01-21 23:08:40
作者:
@小白创作中心

硬度堪比金属,聚甲醛在多领域展现应用潜力

聚甲醛(POM)是一种被誉为“塑料中的金属”的高性能工程塑料,其硬度可媲美某些金属材料,同时兼具优异的机械性能和加工性能。从汽车零部件到精密仪器,POM正在逐步替代传统金属材料,引领一场材料革命。

01

硬度与机械性能

POM的硬度在塑料中堪称佼佼者,其邵氏硬度可达D60至D85,远高于普通塑料。这种高硬度源于其独特的分子结构——聚甲醛为线性结构聚合物,主链为—CH2O—,具有分子链结构规整、内聚能大、结晶度高等特点。同时,POM还展现出卓越的机械性能:

  • 拉伸强度:均聚甲醛可达70MPa,共聚甲醛也能达到60MPa以上
  • 抗蠕变性:即使在长时间负荷作用下也能保持尺寸稳定
  • 耐磨性:摩擦系数低,适合制造齿轮等传动部件
  • 耐疲劳性:能在反复载荷作用下保持较长使用寿命

02

自润滑性与耐磨性

POM具有出色的自润滑性,摩擦系数仅为0.04-0.06,远低于大多数金属材料。这种特性使其在制造齿轮、轴承等传动部件时表现出色。同时,POM的耐磨性也十分优异,能够在频繁的摩擦和磨损中保持稳定性能。

03

耐化学腐蚀性

POM在苛刻环境下展现出良好的尺寸稳定性,对多种常见溶剂、润滑剂、热水和蒸汽、酮类、酯类以及酸和碱的水溶液都具有良好的耐受性。这种优异的耐化学腐蚀性使其在化工领域大显身手。

04

均聚与共聚的差异

聚甲醛分为均聚甲醛和共聚甲醛两种:

  • 均聚甲醛:结晶度高,硬度、刚度、抗拉强度和抗压强度比共聚甲醛高出约15%,但热稳定性较差,加工温度范围窄
  • 共聚甲醛:结晶度较低,延展性更好,热稳定性、耐化学性和耐溶剂性更佳,加工性能优越

05

应用领域

POM凭借其卓越性能,在多个领域大展身手:

汽车行业

在汽车行业,POM主要用于制造汽化器部件、输油管、阀门、挡板、后视镜支架等。例如,大众汽车的某款发动机油底壳就采用了POM材料,不仅减轻了重量,还降低了制造成本。

电子电气领域

在电子电气领域,POM常用于制造各种接插件、线圈绕线轴、继电器、碱性电池衬、高频发电机端罩等零部件。其良好的电绝缘性和耐候性使其成为理想选择。

工业机械领域

在工业机械领域,POM主要用于制造齿轮、轴承、泵阀等传动设备。这些设备需要具备较高的耐磨性和耐化学性,POM的特性使其在这些应用中表现优异。

其他领域

POM还广泛应用于化工、轻工、医疗器械等多个领域。在医疗器械领域,POM用于制造人工关节、医疗器械零部件等;在航空航天领域,POM用于制造飞机零部件、卫星零部件等。

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与金属材料的对比

POM在许多方面展现出替代金属材料的优势:

  • 性能对比:力学性能接近金属,但重量更轻
  • 成本与加工性:POM的加工性能优于金属,且成本更低
  • 耐腐蚀性:POM具有更好的耐腐蚀性,适用于苛刻环境
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发展前景

随着技术进步和应用拓展,POM的应用前景十分广阔。特别是在汽车轻量化、电子产品小型化等趋势下,POM有望发挥更大作用。目前,全球聚甲醛总产能为178.5万吨/年,其中中国大陆产能59万吨/年,显示出强劲的市场活力。

聚甲醛,这位“塑料界的钢铁侠”,正在以其独特的优势,为现代工业注入新的活力。

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