El polioximetileno, comúnmente conocido como POM o plástico acetal, es un termoplástico de alto rendimiento conocido por sus excepcionales propiedades mecánicas, estabilidad dimensional y facilidad de fabricación. Con características como su alta resistencia, rigidez y durabilidad, el plástico POM se ha convertido en un material muy utilizado para piezas y componentes mecanizados de precisión en todos los sectores industriales.
Esta guía ofrece una visión completa del POM, analizando sus propiedades, aplicaciones y capacidades de procesamiento para ayudar a los diseñadores y fabricantes a utilizar este material de forma eficaz.
¿Qué es el plástico POM?
Definición técnica
El POM, o polioximetileno, es un polímero termoplástico cristalino resultante de la polimerización del formaldehído. La norma ASTM D1600 define el POM como un material de alta cristalinidad, propiedades de moldeo y extrusión, alta resistencia mecánica, estabilidad dimensional y resistencia al desgaste y la fatiga.
Esencialmente, la producción del plástico POM consiste en polimerizar moléculas de formaldehído en polímeros de cadena larga, lo que da como resultado un material con unas propiedades de rendimiento excepcionales.
Tipos de POM
El POM existe en dos formas principales:
- Homopolímero POM: Fabricada únicamente a partir de la polimerización de monómeros de formaldehído, esta forma ofrece unas propiedades mecánicas excelentes, una gran rigidez y una estabilidad dimensional excepcional.
- Copolímero POM: Se produce copolimerizando formaldehído con una pequeña cantidad de comonómero, normalmente un derivado del acetaldehído. Esta forma tiene mayor resistencia a la degradación térmica, mayor resistencia química y mejor resistencia a la hidrólisis en comparación con el POM homopolímero.
Características y propiedades clave del POM
Propiedades físicas del polioximetileno (POM)
| Propiedad física | Detalles |
| Densidad | Su densidad es de 1400 kg/m³, lo que contribuye a su resistencia y durabilidad sin dejar de ser ligero. |
Propiedades químicas del polioximetileno (POM)
| Propiedad química | Detalles |
| Categoría | Termoplástico, ofrece versatilidad en diversas aplicaciones. |
| Absorción de agua | Absorbe 0,2% de agua en peso al día, lo que garantiza la estabilidad dimensional en entornos húmedos. |
Propiedades térmicas del polioximetileno (POM)
| Propiedad térmica | Detalles |
| Punto de fusión | Funde a 175°C, lo que permite aplicaciones con calor moderado. |
| Conductividad térmica | Conduce el calor a 0,37 W/m-K, lo que indica una conducción térmica moderada. |
| Capacidad calorífica específica (Cp) | La capacidad calorífica específica es de 1464 J/kg-K, útil en aplicaciones de gestión térmica. |
| Coeficiente de expansión térmica (αL) | Tiene un coeficiente de dilatación térmica de 8,5×10^-5 1/°C, lo que indica cómo se dilata con la temperatura. |
Propiedades eléctricas del polioximetileno (POM)
| Propiedad eléctrica | Detalles |
| Permitancia relativa (@1 MHz) | Presenta una permitividad relativa de 3,8, lo que indica buenas propiedades aislantes. |
| Resistividad eléctrica | Presenta una elevada resistividad eléctrica de 10^15 Ω-cm, lo que lo convierte en un excelente aislante. |
| Intensidad del campo dieléctrico (Ed) | Tiene una intensidad de campo dieléctrico de 200 kV/cm, lo que proporciona un fuerte aislamiento eléctrico. |
Propiedades mecánicas del polioximetileno (POM)
| Propiedad mecánica | Detalles |
| Resistencia máxima a la tracción | Puede soportar una tensión de tracción de entre 69 y 83 MPa, adecuada para aplicaciones de alta tensión. |
| Resistencia a la tracción | El límite elástico oscila entre 65 y 69 MPa, lo que indica cuándo comienza la deformación plástica. |
| Resistencia última a la compresión | Puede soportar esfuerzos de compresión de hasta 110 MPa, ideal para aplicaciones estructurales. |
| Módulo de Young (E) | El módulo de elasticidad oscila entre 2,9 y 3,2 GPa, mostrando rigidez y rigidez. |
| Módulo de flexión | El módulo de flexión se sitúa entre 2,41 y 3,10 GPa, lo que indica resistencia a la flexión. |
| Alargamiento a la rotura | Presenta una elongación a la rotura de 40% a 75%, lo que demuestra su flexibilidad antes de la rotura. |
| Dureza Rockwell (R) | Dureza Rockwell de 120, que proporciona una medida de la resistencia de la superficie a la indentación. |
Ventajas y limitaciones del polioximetileno (POM)
Ventajas del polioximetileno (POM)
El polioximetileno (POM) ofrece una serie de ventajas que lo convierten en un material preferido en numerosas industrias. He aquí las principales ventajas:
- El POM presenta una gran resistencia, rigidez y tenacidad, lo que lo hace ideal para aplicaciones de soporte de carga.
- Con un bajo coeficiente de fricción y una gran resistencia al desgaste, el POM es perfecto para piezas que intervienen en movimientos de deslizamiento o rotación.
- Conserva la forma y el tamaño a través de diversas temperaturas y niveles de humedad, garantizando un rendimiento constante.
- El POM soporta la exposición a muchos disolventes, combustibles y productos químicos sin degradarse.
- Mantiene las propiedades mecánicas en una amplia gama de temperaturas.
- POM da forma fácilmente, taladra, molinoso giros, lo que permite fabricar piezas precisas y complejas.
- Absorbe una humedad mínima, manteniendo sus propiedades incluso en ambientes húmedos o mojados.
- Ofrece una elevada resistencia dieléctrica y un bajo factor de disipación, lo que lo convierte en un excelente aislante eléctrico.
- La autolubricación inherente al POM reduce la fricción y las necesidades de mantenimiento.
- Algunos grados cumplen las normas de la FDA para aplicaciones en contacto con alimentos.
Limitaciones del polioximetileno (POM)
A pesar de sus numerosas ventajas, el polioximetileno (POM) tiene algunas limitaciones a tener en cuenta:
- El POM puede absorber pequeñas cantidades de agua con el tiempo, lo que puede afectar a su estabilidad y propiedades.
- La exposición prolongada a altas temperaturas puede degradar el POM, afectando a sus propiedades mecánicas.
- Es susceptible de agrietarse cuando se expone a ciertos productos químicos o disolventes, lo que requiere una cuidadosa selección del material.
- Aunque resistente, el POM puede no ser ideal para escenarios de cargas extremadamente altas o fuertes impactos.
- El POM puede inflamarse bajo un calor elevado o una llama, y su combustión libera gases tóxicos, por lo que es necesario tomar precauciones de seguridad contra incendios.
- La exposición prolongada a la luz solar puede degradar y decolorar el POM, haciéndolo menos adecuado para su uso en exteriores sin protección UV.
- La exposición prolongada a ácidos o bases fuertes puede degradar el POM, lo que limita su uso en determinados entornos químicos.
- El POM puede ser más caro que otros plásticos técnicos, especialmente en grados especializados.
Aplicaciones del plástico POM
Industria del automóvil
La industria del automóvil utiliza ampliamente el POM para componentes como engranajes, cojinetes, piezas del sistema de combustible, tiradores de puertas, piezas de cinturones de seguridad y piezas de revestimiento interior.
El material resiste altas temperaturas y presiones al tiempo que mantiene la precisión dimensional. En comparación con los componentes metálicos, los engranajes de POM y otras piezas móviles también minimizan el ruido y las vibraciones.
Electricidad y electrónica
Las industrias eléctrica y electrónica utilizan el POM por sus excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Los usos más comunes incluyen conectores, interruptores, relés, disyuntores, casquillos aislantes y formas de bobinas. Estos componentes se benefician de la resistencia mecánica y la estabilidad del POM.
Bienes de consumo
El POM se encuentra en una amplia gama de bienes de consumo, como cremalleras, hebillas, asas, pomos y botones. Su durabilidad, estabilidad dimensional y propiedades de baja fricción lo hacen adecuado para aplicaciones textiles, equipajes y muebles.
Maquinaria industrial
En la maquinaria industrial, el POM sirve en componentes como piezas de sistemas transportadores, rodillos, ruedas dentadas, poleas y engranajes. Su resistencia al desgaste, baja fricción y capacidad para soportar cargas pesadas lo hacen ideal para estas aplicaciones. Los componentes de POM garantizan un rendimiento fiable y duradero en entornos exigentes.
Productos sanitarios
El POM se utiliza en aplicaciones médicas como instrumentos quirúrgicos, implantes ortopédicos, sistemas de administración de fármacos y dispositivos dentales. Su biocompatibilidad, resistencia química y estabilidad dimensional lo hacen adecuado para aplicaciones médicas, en las que la precisión y la fiabilidad son fundamentales.
Fontanería y conducción de fluidos
La resistencia del POM a los productos químicos y su baja absorción de humedad lo hacen adecuado para componentes de fontanería y manipulación de fluidos como válvulas, accesorios, acoplamientos e impulsores de bombas. Estos componentes se benefician de la durabilidad y el rendimiento del POM en condiciones ambientales variables.
Deportes y ocio
El POM se utiliza en equipos deportivos y recreativos por su resistencia a los impactos, su tenacidad y sus propiedades de baja fricción. Artículos como las fijaciones de los esquís, los componentes de las bicicletas, los equipos de tiro con arco y los carretes de pesca utilizan a menudo POM, que proporciona durabilidad y fiabilidad en el uso activo.
Procesado de alimentos
Los grados de POM aprobados para aplicaciones en contacto con alimentos se utilizan en la industria de procesamiento de alimentos. Componentes como cintas transportadoras, equipos de manipulación de alimentos y piezas de maquinaria de envasado se benefician de la solidez, la resistencia al impacto y las propiedades antiadherentes del POM, garantizando operaciones higiénicas y eficientes.
Aeroespacial
En la industria aeroespacial, el plástico POM se utiliza para componentes que requieren gran resistencia, rigidez y resistencia al desgaste, como engranajes, cojinetes y piezas estructurales. Estos componentes se benefician de la capacidad del POM para mantener el rendimiento en condiciones de gran tensión.
Aplicaciones varias
El POM también se utiliza en otras aplicaciones, como maquinaria textil, equipos agrícolas, herrajes para la construcción e instrumentos musicales. Su versatilidad y fiabilidad lo convierten en la opción preferida para una amplia gama de usos.
Modificación del polioximetileno
POM modificado por impacto
Este tipo de POM incorpora modificadores de impacto para mejorar su tenacidad y resistencia a los golpes y choques. Los grados de POM modificados por impacto suelen utilizarse en aplicaciones en las que la resistencia al impacto o a las vibraciones es crucial, como los componentes interiores de automóviles o los artículos deportivos.
POM reforzado
Los grados de POM reforzado se formulan con aditivos como fibras de vidrio, fibras de carbono u otros materiales de refuerzo para mejorar sus propiedades mecánicas, como la resistencia, la rigidez y la estabilidad dimensional. Estos grados son adecuados para aplicaciones que requieren un mayor rendimiento mecánico, como los componentes estructurales en aplicaciones industriales o de automoción.
POM de baja fricción
Algunos grados de POM están especialmente formulados para tener coeficientes de fricción más bajos, lo que reduce el desgaste y permite un movimiento suave en aplicaciones de deslizamiento o rotación. El POM de baja fricción se utiliza a menudo en engranajes, cojinetes y sistemas transportadores.
POM de calidad alimentaria
El POM puede fabricarse con materiales y aditivos que cumplen la normativa sobre contacto con alimentos. El POM de grado alimentario es adecuado para aplicaciones en la industria alimentaria y de bebidas, como equipos de procesado de alimentos, sistemas transportadores o componentes de envasado.
Grados estabilizados UV
Pueden añadirse estabilizadores y absorbentes de UV a las resinas de POM para mejorar su estabilidad cuando se exponen a la luz UV. Estos grados son adecuados para aplicaciones exteriores en las que se espera una exposición prolongada a la luz solar.
Nanocompuestos
El POM puede mejorarse con nanomateriales como nanotubos de carbono (CNT), silsesquioxano oligomérico poliédrico (POSS) y óxido de zinc (ZnO) para producir nanocompuestos con propiedades mejoradas. Estas mejoras pueden incluir una mayor resistencia mecánica, estabilidad térmica y conductividad eléctrica.
Técnicas de transformación del POM
Moldeo por inyección
El moldeo por inyección es un método frecuente para producir piezas de POM. El material se calienta hasta que se funde y se inyecta en un molde donde se enfría y solidifica en la forma deseada. Esta técnica es ideal para la producción de grandes volúmenes y para crear formas complejas con tolerancias ajustadas.
Extrusión
La extrusión se utiliza para fabricar productos semiacabados de POM como láminas, varillas y perfiles. El polímero fundido se fuerza a través de una matriz para crear una forma continua, que luego se corta a medida. Este método es adecuado para fabricar piezas que requieren un mecanizado posterior.
Moldeo por soplado
El moldeo por soplado se utiliza para producir piezas huecas como botellas y recipientes. El proceso consiste en extrudir un tubo de POM fundido, que luego se infla dentro de un molde para darle la forma deseada.
Moldeo por compresión
El moldeo por compresión consiste en colocar gránulos de POM en un molde calentado, que luego se comprime para formar la pieza deseada. Esta técnica es adecuada para producir piezas grandes, planas o de paredes gruesas.
Colada rotacional
El moldeo rotacional, o rotomoldeo, consiste en hacer girar un molde mientras se calienta para recubrir el interior con POM. Este método es ideal para producir piezas grandes y huecas con paredes de grosor uniforme.
Impresión 3D
El POM puede imprimirse en 3D mediante técnicas como la fabricación con filamento fundido (FFF) y el sinterizado selectivo por láser (SLS). Aunque es menos común que otros materiales, la impresión 3D con materiales de POM permite crear formas complejas y prototipos de gran resistencia y durabilidad.
Problemas comunes en la transformación del plástico POM y soluciones
Alabeo y contracción
El POM tiende a alabearse y encogerse durante el enfriamiento, lo que provoca imprecisiones dimensionales. Para minimizarlo, garantice una adherencia adecuada del lecho y utilice un lecho calentado en la impresión 3D. Para el moldeo por inyección, optimice las velocidades de enfriamiento y utilice temperaturas de molde adecuadas.
Altas temperaturas de impresión
El POM requiere temperaturas de impresión relativamente altas. Asegúrese de que su impresora 3D puede alcanzar y mantener las temperaturas necesarias para el procesamiento de POM. Utilice filamentos compatibles y ajuste la configuración de la impresora en consecuencia.
Tratamiento posterior
Aunque el POM puede conseguir un acabado superficial liso cuando se imprime, pueden ser necesarios pasos adicionales de postprocesado, como el lijado o el pulido, para cumplir requisitos específicos de calidad superficial.
Conclusión
El polioximetileno (POM) es un termoplástico versátil y de alto rendimiento que ofrece una combinación única de resistencia mecánica, estabilidad dimensional y facilidad de fabricación. Sus propiedades lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores, como la automoción, los electrodomésticos, la maquinaria industrial, los dispositivos médicos y los equipos de procesamiento de alimentos.
Al comprender las propiedades, aplicaciones y técnicas de procesamiento del POM, los diseñadores y fabricantes pueden utilizar eficazmente este material para crear productos innovadores y de alto rendimiento.
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