热学,机械及化学性能
甲醛塑料的材料性能
共聚甲醛 (POM-C) 与均聚甲醛 (POM-H) 之间有哪些区别?
共聚甲醛与均聚甲醛之间的主要区别在于不同聚合方法所形成的不同分子结构。
均聚甲醛是由一种单体聚合而成的规则晶体分子结构。 共聚甲醛是由两种不同单体共聚而成的更加无定形的结构。
共聚甲醛 (POM-C) 和均聚甲醛 (POM-H) 均为半结晶塑料,但是 POM-H 的结晶度高于 POM-C。
POM-C 和 POM-H 的性能有何不同?
一般来说,POM-H 具有更好的机械性能,而 POM-C 则具有更好的耐化学性。
均聚甲醛的硬度、刚度、抗拉强度和抗压强度要比共聚甲醛高出约 15%。此外,它在发生蠕变之前所能承受的载荷要比共聚缩醛高出约 10%。
比起均聚甲醛,共聚甲醛的刚性略低,更易延展,但其中心线孔隙率明显更低。因此,与 POM-H 相比,POM-C 更不易发生渗气,可耐的化学品更广 (pH 4-13 vs. pH 4-9)。POM-C 的抗水解温度也高于 POM-H (85°C vs. 60°C),且在空气中可耐受的连续使用温度更高 (100°C vs. 90°C)。
以下热性能值均基于我们的标准纯料级 Acetron™/Ertacetal™ H POM-H 和 Acetron™ GP/Ertacetal™ C POM-C 级甲醛型材的测试数据。
甲醛的热变形温度
HDT 测试 A 1.9 MPa (264 PSI)
POM-C
POM-H
ISO 75-1/-2
100°C
110°C
ASTM D648
220°F
250°F
最低和最高使用温度:甲醛的使用温度范围
POM-C
POM-H
最低使用温度
-50°C/-58°F
-50°C/-58°F
空气中持续允许使用温度(20,000 小时)
100°C/180°F
110°C/190°F
甲醛的熔点
熔化温度(DSC,10°C (50°F)/min)
POM-C
POM-H
ISO 11357-1/-3
165°C
180°C
ASTM D3418
335°F
347°F
POM 的导热性
导热性是用于衡量塑料通过传导方式传递热量的能力。相对于其他大多数的工程塑料,POM-H 的导热性稍高。因此,对于电子设备中的散热件或热量管控部件,均聚甲醛是理想原料,因为此类应用要求能够高效传导和耗散热量,以维持合适的工作温度。
23°C (73°F) 下的导热性
POM-C
POM-H
W/(K.m)
0.31
0.31
BTU in./(hr.ft².°F)
1.6
2.5
甲醛的线性热膨胀系数
线性热膨胀系数 (CLTE) 是用于确定材料随温度变化的膨胀率。均聚甲醛的 CLTE 通常低于共聚甲醛,因此,对于较高温且对尺寸稳定性要求较高的应用,选择 POM-H 要比 POM-C 更合适。
ASTM E-831 TMA - µin./in./°F
POM-C
POM-H
-40 - 150 °C/-40 - 300°F
54
47
ISO µm/(m.K)
POM-C
POM-H
23 - 60°C/73 - 140°F
110
95
23 - 100°C/73 - 210°F
125
110
以下机械性能值均基于我们的标准纯料级 Acetron™/Ertacetal™ H POM-H 和 Acetron™ GP/Ertacetal™ C POM-C 级甲醛型材的测试数据。
甲醛的密度
ISO 1183-1
POM-C
POM-H
密度
1.41g/cm³
1.43g/cm³
甲醛的摩擦系数和磨损率
在干燥环境中,甲醛的耐磨损和耐摩擦性能通常不及尼龙等其他同等价位的工程塑料。但是,在潮湿环境中,甲醛(尤其是共聚甲醛)的耐磨性能胜过许多工程塑料。
摩擦学测试
方法
POM-C 和 POM-H
磨损率
ISO 7148-2
45µm/km
磨损率
QTM 55010
200 In³.min/ft.lbs.hrX10-¹⁰
动摩擦系数
ISO 7148-2
0.3 - 0.45
动摩擦系数
QTM 55007
0.25
POM 的抗拉强度
材料的抗拉强度用于衡量材料在断裂前可以承受的最大应力。均聚甲醛的抗拉强度大大高于共聚甲醛。
ISO 527-1/-2 抗拉强度测试
POM-C
POM-H
抗拉强度
66 MPa
78 MPa
屈服拉伸应变(延伸率)
15%
-
断裂拉伸应变(延伸率)
40%
24%
弹性拉伸模量
3,000 MPa
3,700 MPa
ASTM D638 抗拉强度测试
POM-C
POM-H
抗拉强度
9,500 PSI
11,000 PSI
屈服拉伸应变(延伸率)
11%
-
断裂拉伸应变(延伸率)
40%
30%
弹性拉伸模量
400 KSI
9,000 KSI
甲醛的硬度和冲击强度
硬度和冲击强度测试
方法
POM-C
POM-H
洛氏硬度(M 标尺)
ISO 2039-2
84
88
洛氏硬度(M 标尺)
ASTM D785
88
89
夏比冲击,无切口
ISO 179-1/1eU
未断裂
未断裂
夏比冲击,有切口
ISO 179-1/1eA
8 kJ/m²
10 kJ/m²
悬臂梁式冲击,有切口
ASTM D256
1 ft.lb./in
1 ft.lb./in
POM 的弯曲模量和抗弯强度
抗弯强度测试
方法
POM-C
POM-H
抗弯强度
ISO 178
91 MPa
106 MPa
抗弯强度
ASTM D790
12,000 PSI
13,000 PSI
弯曲弹性模量
ISO 178
2,660 MPa
3,450 MPa
弯曲弹性模量
ASTM D790
400 KSI
450 KSI
得益于低吸湿率和低中心线孔隙率,共聚甲醛对 pH 值范围为 4 至 13 的化学品具有良好的耐受性。
共聚甲醛对多种常见溶剂、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。
不过,共聚甲醛与强酸和强碱、酚类、甲酚类和卤素等化学品的相容性较差。
均聚甲醛因中心线孔隙率较大,对上述所有化学品的耐受能力均不及共聚甲醛。POM-H 仅推荐用于化学品的 pH 值范围介于 4 至 9 之间的应用。
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POM 部件示例
甲醛塑料的应用
流体管理 - 凭借良好的耐化学性和低吸水性,POM-C 材料适用于在具有潜在腐蚀性的潮湿环境中工作的部件,比如阀门和密封件。
电子器件和半导体 - 得益于出色的绝缘强度和低孔隙率,共聚甲醛常用于容易积聚静电的应用。
复杂的轻量化零件 - 在部件轻量化为重要考量因素的应用中,甲醛常用于替代金属材料。凭借出色的尺寸稳定性、易加工性和良好的机械性能,POM-H 可以减轻部件重量并保持同等的功能性。
食品加工和包装 - 食品级甲醛可为食品加工应用提供出色的耐磨性和抗冲击性,此优点在潮湿环境中尤为突出。此类材料还能耐受常见清洁媒介。
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Semitron™ 系列开发用于优化半导体以及电子器件制造设备的性能,它涵盖聚烯烃到酰亚胺化材料,并包含半导体级 POM。
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