ما هي الاختلافات بين Homopolymer POM (على سبيل المثال، DuPont's 100P) وCopolymer POM (على سبيل المثال، Polyplastics' M90-44)؟ - الأخبار

يُعرف POM (بولي أوكسي ميثيلين) أيضًا باسم "أسيتال" أو "ديلرين". نشأت هذه الألقاب من الشركات التي اخترعتها-"الأصل" لهذه المادة.

هناك فئتان رئيسيتان من البولي أوكسي ميثيلين: أحدهما يسمى البوليمر المشترك POM، والآخر يسمى البوليمر المتجانس POM. قامت الشركة التي طورت البوليمر المشترك POM (سيلانيز، الولايات المتحدة الأمريكية) بتسجيل العلامة التجارية "Celcon"، والتي تُترجم صوتيًا في بعض المناطق باسم "Acetal". سجلت الشركة التي طورت البوليمر المتجانس POM (دوبونت، الولايات المتحدة الأمريكية) العلامة التجارية "Delrin".

بولي أوكسي ميثيلين هو بوليمر خطي بدون سلاسل جانبية، يتميز بالكثافة العالية والبلورية العالية. بناءً على الاختلافات في التركيب الكيميائي لسلاسلها الجزيئية، يمكن تقسيمها إلى نوعين: البوليمر المتجانس POM والبوليمر المشترك POM.

يكمن الاختلاف الأساسي بين البوليمر المشترك POM والبوليمر المتجانس POM في بنيتهما الكيميائية، والتي بدورها تحدد اختلافاتهما في الاستقرار الحراري والسلوك الميكانيكي وخصائص المعالجة:

1. التركيب الكيميائي والاستقرار: يتم إنتاج البوليمر المتجانس POM عن طريق بلمرة مونومرات الفورمالديهايد. سلاسلها الجزيئية منتظمة للغاية، ولكنها تظهر ضعف الاستقرار الحراري وتميل إلى التحلل عند تسخينها، مما يؤدي إلى إطلاق غاز الفورمالديهايد. يقدم كوبوليمر POM مونومرات مثل أكسيد الإيثيلين في السلسلة الرئيسية، مما يقطع استمرارية السلسلة عن طريق تكوين روابط الكربون -الكربون. وهذا يعزز الاستقرار الحراري بشكل كبير ويوفر مقاومة أقوى للأحماض والقلويات والتحلل المائي بالماء الساخن.

2. الخصائص الميكانيكية والفيزيائية: بالمقارنة مع البوليمر المشترك POM، يمتلك البوليمر المتجانس POM درجة تبلور أعلى، مما يؤدي إلى مزيد من الصلابة والصلابة ومقاومة الزحف. إن قوة الشد وعمر الكلال في درجة حرارة الغرفة تتفوق عمومًا على قوة البوليمر المشترك. يتمتع كوبوليمر POM ببلورة أقل قليلاً وصلابة أقل بشكل هامشي، ولكنه يوفر أداء أفضل للتقادم الحراري على المدى الطويل-، ومعامل تمدد حراري أقل، وثبات أبعاد محسّن في البيئات ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة المتناوبة.

3. المعالجة والتطبيق: يحتوي Homopolymer POM على نافذة معالجة ضيقة ويتطلب تحكمًا صارمًا في درجة الحرارة لمنع التحلل. يتم استخدامه عادةً للتروس والمحامل الدقيقة التي تتطلب قوة أولية عالية جدًا. يتمتع Copolymer POM بنافذة معالجة أوسع، وهو أقل عرضة للتحلل، وهو مناسب تمامًا-لأجزاء قولبة الحقن ذات مسارات التدفق الطويلة أو الأشكال الهندسية المعقدة. كما أن له مزايا في البيئات التي تتطلب تسخينًا أو رطوبة لفترة طويلة، مثل أنظمة وقود السيارات والمكونات التي تتلامس مع الماء.

خصائص البلاستيك الهندسي POM

1. لا يتطلب POM عمومًا التجفيف المسبق- قبل المعالجة، ولكن يوصى بالتسخين المسبق (حوالي 80 درجة) أثناء المعالجة للاستفادة من استقرار أبعاد المنتج.

2. POM لديه نطاق درجة حرارة معالجة ضيق جدًا. سيؤدي البقاء لفترة طويلة جدًا في البرميل أو تجاوز 220 درجة إلى التحلل، مما يؤدي إلى إنتاج غاز الفورمالديهايد المزعج للغاية.

3. عند صب الحقن POM، يجب أن يكون الضغط مرتفعًا نسبيًا (قريبًا من ضغط الحقن) لتقليل انخفاض الضغط. لا ينبغي ضبط سرعة اللولب على مستوى عالٍ جدًا، ويجب إبقاء وسادة الذوبان عند الحد الأدنى.

4. تتميز منتجات POM بمعدلات انكماش عالية وتكون عرضة لعلامات الغرق أو الاعوجاج. يتمتع POM بقدرة حرارية عالية، ودرجة حرارة العفن مرتفعة (80-100 درجة). تكون المنتجات ساخنة جدًا عند تشكيلها وتتطلب معالجة دقيقة.

5. يتم تشكيل POM بشكل أفضل تحت ظروف "الضغط المتوسط، السرعة المتوسطة، درجة حرارة الذوبان المنخفضة، ودرجة حرارة القالب المرتفعة نسبيًا". تتطلب الأجزاء الدقيقة التحكم في درجة حرارة القالب.

6. قوة ميكانيكية عالية وصلابة.

7. قوة التعب عالية نسبيا.

8. مقاومة بيئية جيدة ومقاومة للمذيبات العضوية.

9. مقاومة قوية للصدمات المتكررة، وخصائص كهربائية جيدة، ومرونة جيدة، وخصائص تشحيم ذاتي، ومقاومة جيدة للتآكل، واستقرار ممتاز للأبعاد.

التطبيقات النموذجية لبلاستيك POM

يمكن أن يحل محل معظم-المعادن غير الحديدية. تستخدم في السيارات، والأدوات الآلية، والأجزاء الداخلية للأجهزة، والمحامل، والمثبتات، والتروس، وألواح الزنبرك، والأنابيب، ومكونات الحزام الناقل، والغلايات الكهربائية، وأغطية المضخات، ومصافي المياه، والحنفيات، والمنتجات المماثلة.

خصائص بوم البلاستيك

البولي أوكسي ميثيلين عبارة عن مادة ناعمة ولامعة وصلبة وكثيفة، بيضاء اللون، مع-أجزاء رقيقة الجدران تبدو شفافة. خصائص الاحتراق: قابلة للاشتعال بسهولة. يستمر في الاحتراق بعد إزالته من اللهب؛ يظهر اللهب باللون الأصفر في الأعلى والأزرق في الأسفل؛ تنتج قطرات منصهرة. وينبعث منها فورمالديهايد قوي مزعج أو رائحة مريبة. POM معتم مع إمكانية تلوين جيدة. الثقل النوعي: 1.41-1.43 جم/سم³. انكماش القالب: حوالي 2%. درجة حرارة القالب: 170-200 درجة. ظروف التجفيف: 80-90 درجة لمدة ساعتين. إن مقاومة POM للحرارة-على المدى الطويل ليست عالية بشكل استثنائي. إن المقاومة الحرارية قصيرة المدى لـ POM من البوليمر المتجانس أعلى بأكثر من 10 درجات من مقاومة POM من البوليمر المشترك، لكن مقاومة الشيخوخة الحرارية طويلة المدى لـ POM من البوليمر المشترك أعلى بحوالي 10 درجات من مقاومة POM من البوليمر المتجانس. يمكن استخدامه على المدى الطويل ضمن نطاق درجة حرارة من -40 درجة إلى 90 درجة. يتحلل POM بسهولة عند 240 درجة. وينتج عن التحلل غازات مزعجة ومسببة للتآكل، لذلك يجب أن يكون قالب الفولاذ مقاومًا للتآكل.

1. POM عبارة عن بلاستيك شبه بلوري بكثافة تبلغ 1.42 جم/سم مكعب. يتمتع بصلابة ممتازة ويُعرف عمومًا باسم "الأسيتال".

2. إنها تمتلك خصائص ممتازة بما في ذلك مقاومة التعب، مقاومة الزحف، مقاومة التآكل، مقاومة الحرارة، ومقاومة التأثير. كما أنها تتمتع بمعامل احتكاك منخفض وتزييت ذاتي جيد-.

3. POM ليس استرطابيًا، مع معدل امتصاص الماء 0.22-0.25%. إنه يُظهر ثباتًا جيدًا للأبعاد في البيئات الرطبة. يبلغ معدل الانكماش حوالي 2%، مما يجعل التحكم الدقيق في الأبعاد أثناء عملية التشكيل بالحقن أمرًا صعبًا. درجة حرارة انحراف الحرارة هي 172 درجة.

الخواص الميكانيكية للبلاستيك POM

يوفر POM قوة عالية، وصلابة عالية، ومرونة جيدة، وخصائص جيدة لتقليل التآكل والاحتكاك. خواصه الميكانيكية ممتازة، حيث تصل قوته النوعية إلى 50.5 ميجا باسكال وصلابته النوعية تصل إلى 2650 ميجا باسكال، وهي قريبة جدًا من تلك الخاصة بالمعادن. يكون التغير في الخواص الميكانيكية لـ POM مع درجة الحرارة أكبر قليلاً بالنسبة لـ POM من البوليمر المشترك مقارنةً بـ POM من البوليمر المتجانس. يتمتع POM بقوة تأثير عالية، لكن قوة التأثير التقليدية أقل من قوة ABS والكمبيوتر الشخصي. POM حساس للدرجة-؛ يمكن للشق أن يقلل من قوة التأثير بنسبة تزيد عن 90%. قوة الكلال لـ POM رائعة، حيث تصل إلى 35 ميجا باسكال، بينما يصل PA وPC إلى 28 ميجا باسكال فقط. يشبه سلوك زحف POM سلوك PA، فقط 2.3% عند 20 درجة و21 ميجاباسكال على مدار 3000 ساعة، وهو أقل تأثرًا بدرجة الحرارة. يتمتع POM بمعامل احتكاك منخفض، ومقاومة جيدة للتآكل، وقيمة PV حدية عالية، وتزييت ذاتي جيد. عندما تحتك منتجات POM ببعضها البعض، يمكن للأحمال العالية أن تولد بسهولة ضوضاء مشابهة للصراخ.

الخصائص الكهربائية للبلاستيك POM

يتمتع POM بعزل كهربائي جيد، ولا يتأثر تقريبًا بدرجة الحرارة والرطوبة. يختلف ثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي قليلاً جدًا على نطاق واسع من درجات الحرارة والرطوبة والتردد. مقاومة القوس ممتازة ويمكن الحفاظ عليها في درجات حرارة عالية. ترتبط قوة العزل الكهربائي لـ POM بالسمك: 82.7 كيلو فولت / مم عند سمك 0.127 مم، و 23.6 كيلو فولت / مم عند سمك 1.88 مم.

الأداء البيئي لبلاستيك POM

POM ليس مقاومًا للقلويات القوية والمؤكسدات القوية ولكنه يتمتع بثبات معين ضد الأحماض المخففة والضعيفة. يتمتع POM بمقاومة جيدة للمذيبات، ومقاومة الهيدروكربونات والكحوليات والألدهيدات والإثيرات والبنزين وزيوت التشحيم والقلويات الضعيفة، مع الحفاظ على استقرار كيميائي كبير عند درجات الحرارة المرتفعة. يوفر امتصاص الماء المنخفض استقرارًا جيدًا للأبعاد. POM لديه قدرة ضعيفة على تحمل الطقس. يؤدي التعرض طويل الأمد- للأشعة فوق البنفسجية إلى تدهور الخواص الميكانيكية، مما يؤدي إلى ظهور الطباشير والتشقق على السطح.

قابلية معالجة بلاستيك POM

مادة بلورية ذات نطاق انصهار ضيق. يذوب ويتصلب بسرعة. التبريد الطفيف تحت نقطة الانصهار يسبب التبلور. سيولة متوسطة. امتصاص الرطوبة المنخفض يعني أنه يمكن معالجته دون تجفيف.

تعديل بوم

1. POM المقوى: مواد التسليح الرئيسية هي الألياف الزجاجية، الخرز الزجاجي، أو ألياف الكربون، مع كون الألياف الزجاجية هي الأكثر شيوعًا. يمكن أن يتحسن الأداء الميكانيكي المعزز بمقدار 2-3 مرات، ويمكن أن تزيد درجة حرارة انحراف الحرارة (HDT) بأكثر من 50 درجة.

2. ارتداء-POM المعدل: يمكن أن تؤدي إضافة الجرافيت أو PTFE أو ثاني كبريتيد الموليبدينوم أو زيت التشحيم أو الوزن الجزيئي المنخفض PE إلى تحسين التشحيم. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إضافة 5 أجزاء من PTFE إلى POM إلى تقليل معامل الاحتكاك بنسبة 60% وزيادة مقاومة التآكل بمقدار 1-مرتين. يمكن أن تؤدي إضافة زيت التشحيم السائل إلى تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير وزيادة القيمة الكهروضوئية المحددة. لتحسين تشتت الزيت، هناك حاجة إلى ناقلات ممتصة للزيت مثل أسود الكربون، أو هيدروكسيد الألومنيوم، أو كبريتات الباريوم، أو EPR. تعمل إضافة 5% زيت إلى POM على تحسين مقاومة التآكل بنسبة 72%، مع قيمة PV محدودة تصل إلى 3.9 ميجا باسكال م/ث (POM النقي هو 0.213 ميجا باسكال م/ث)، وهو ما يعادل 3-20 مرة من المواد البلاستيكية الهندسية الأخرى.

مخترع البوليمر المتجانس POM – شركة دوبونت (ديلرين)

يتم تصنيف POM الخاص بـ DuPont بشكل أساسي حسب اللزوجة: يمثل الرقم الأول من المنتج تقريبًا معدل تدفق الذوبان. وبالتالي فإن التصنيف يشمل 100، 300، 500، و900 سلسلة. يزداد معدل تدفق الذوبان مع العدد (ارتفاع MFR يعني انخفاض اللزوجة). مثال لمقارنة اللزوجة: POM 100NC010 > POM 300CP BK642 > POM 500AF > POM 900P BK602.

قواعد تسمية Delrin® POM (معاني البادئة/اللاحقة)

• بادئة:

- FG: درجة الطعام

- الكمبيوتر الشخصي: الدرجة الطبية

- SC: الدرجة الطبية

• اللاحقة (أمثلة):

- AF: مشحم بمادة PTFE

- AL: مادة تشحيم جديدة

- CL: مشحم كيميائيًا

- كم: مشحم كيفلار®

- TL: مشحم بالتفلون®

- CP: معالجة محسنة