塑料POM的特性与工艺参数

张玉龙，蔡志勇工.程塑料牌号手册. 化学工业出版社，北京，2006 1、基本特征

聚甲醛（polycxymethylene, 简称POM）是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物，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C—O键构成。C—O键的键能（359.8J/mol）比C—C键的键能（347.3J/mol)大，C—O键的键长（0.143mm）比C—C键的键长（0.154mm）短，POM沿分子链方向的原子密集度大，结晶度高，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晶度达75%~85%。共聚则为70%~75%。

由于聚甲醛是一种高结晶性聚合物，具有较高的弹性模量，很高的硬度和刚度，可以在-40~100℃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晶的表面，而非结晶部分的玻璃化温度为-50℃，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，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——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/cm3

拉伸强度MPa 伸长率%

拉伸模量GPa 弯曲模量MPa 弯曲强度MPa 压缩强度MPa 1.42

70

40

3.16

2.88

90

127

1.41

62

60

2.88

2.64

98

110

剪切强度MPa

冲击强度J.m-1 缺口

无缺口

洛氏硬度

磨耗mg/103次

摩擦系数对钢

对相同材料

67

76

1310

M94

--

--

--

54

65

1140

M80

14

0.15

0.35

1.2热性能

聚甲醛具有较高的热变形温度，均聚甲醛为136℃，共聚甲醛为110℃。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100℃左右。而共聚甲醛可在114℃连续使用2000h，或在138℃时连续使用1000h。短时间可使用的温度可达160℃。

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85~105℃。

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，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）结晶性POM一般结晶度为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