Polyoxymethyleen, beter bekend als POM of acetaal kunststof, is een hoogwaardige thermoplast die bekend staat om zijn uitzonderlijke mechanische eigenschappen, maatvastheid en eenvoudige productie. Met eigenschappen als hoge sterkte, stijfheid en duurzaamheid wordt POM-kunststof veel gebruikt voor met precisie bewerkte onderdelen en componenten in verschillende industrieën.
Deze gids geeft een uitgebreid overzicht van POM en bespreekt de eigenschappen, toepassingen en verwerkingsmogelijkheden om ontwerpers en fabrikanten te helpen dit materiaal effectief te gebruiken.
Wat is POM-kunststof?
Technische definitie
POM, of polyoxymethyleen, is een kristallijn thermoplastisch polymeer dat ontstaat uit de polymerisatie van formaldehyde. De ASTM D1600 standaard definieert POM als een polymeer met een hoge kristalliniteit, vorm- en extrudeereigenschappen, hoge mechanische sterkte, dimensionale stabiliteit en slijtage- en vermoeidheidsweerstand.
Bij de productie van POM-kunststof worden formaldehyde-moleculen gepolymeriseerd tot polymeren met lange ketens, wat resulteert in een materiaal met uitzonderlijke prestatie-eigenschappen.
Soorten POM
POM bestaat in twee hoofdvormen:
- Homopolymeer POM: Uitsluitend gemaakt van de polymerisatie van formaldehyde monomeren, biedt deze vorm uitstekende mechanische eigenschappen, hoge stijfheid en uitzonderlijke dimensionale stabiliteit.
- Copolymeer POM: Geproduceerd door formaldehyde te copolymeriseren met een kleine hoeveelheid comonomeer, meestal een acetaldehyderivaat. Deze vorm heeft een betere weerstand tegen thermische degradatie, een betere chemische weerstand en een betere weerstand tegen hydrolyse in vergelijking met homopolymeer POM.
Belangrijkste kenmerken en eigenschappen van POM
Fysische eigenschappen van polyoxymethyleen (POM)
| Fysiek eigendom | Details |
| Dichtheid | De dichtheid is 1400 kg/m³, wat bijdraagt aan de sterkte en duurzaamheid terwijl het toch licht is. |
Chemische eigenschappen van polyoxymethyleen (POM)
| Chemisch eigendom | Details |
| Categorie | Thermoplastisch, veelzijdig in verschillende toepassingen. |
| Waterabsorptie | Absorbeert 0,2% water per gewicht per dag, wat zorgt voor dimensionale stabiliteit in vochtige omgevingen. |
Thermische eigenschappen van polyoxymethyleen (POM)
| Thermische eigenschappen | Details |
| Smeltpunt | Smelt bij 175°C, waardoor het geschikt is voor toepassingen met gematigde hitte. |
| Thermische geleidbaarheid | Geleidt warmte met 0,37 W/m-K, wat duidt op een matige warmtegeleiding. |
| Specifieke warmtecapaciteit (Cp) | De specifieke warmtecapaciteit is 1464 J/kg-K, handig in toepassingen voor thermisch beheer. |
| Thermische uitzettingscoëfficiënt (αL) | Heeft een thermische uitzettingscoëfficiënt van 8,5×10^-5 1/°C, wat aangeeft hoe het uitzet met de temperatuur. |
Elektrische eigenschappen van polyoxymethyleen (POM)
| Elektrisch eigendom | Details |
| Relatief permittiviteit (@1 MHz) | Vertoont een relatieve permittiviteit van 3,8, wat wijst op goede isolerende eigenschappen. |
| Elektrische weerstand | Vertoont een hoge elektrische weerstand van 10^15 Ω-cm, waardoor het een uitstekende isolator is. |
| Diëlektrische veldsterkte (Ed) | Heeft een diëlektrische veldsterkte van 200 kV/cm, wat zorgt voor sterke elektrische isolatie. |
Mechanische eigenschappen van polyoxymethyleen (POM)
| Mechanisch eigendom | Details |
| Uiteindelijke treksterkte | Bestand tegen trekspanningen tussen 69 en 83 MPa, geschikt voor toepassingen met hoge spanning. |
| Opbrengst treksterkte | De vloeigrens varieert van 65 tot 69 MPa, wat aangeeft wanneer de plastische vervorming begint. |
| Uiteindelijke druksterkte | Verdraagt drukspanning tot 110 MPa, ideaal voor structurele toepassingen. |
| Young's Modulus (E) | De elasticiteitsmodulus varieert van 2,9 tot 3,2 GPa, wat stijfheid en stijfheid aantoont. |
| Flexural Modulus | De buigmodulus ligt tussen 2,41 en 3,10 GPa, wat wijst op buigweerstand. |
| Rek bij breuk | Vertoont rek bij breuk van 40% tot 75%, wat flexibiliteit aantoont voor het breken. |
| Rockwell hardheid (R) | Rockwell-hardheid van 120, een maat voor de weerstand van het oppervlak tegen indrukken. |
Voordelen en beperkingen van polyoxymethyleen (POM)
Voordelen van polyoxymethyleen (POM)
Polyoxymethyleen (POM) biedt een reeks voordelen die het tot een geliefd materiaal maken in tal van industrieën. Hier zijn de belangrijkste voordelen:
- POM heeft een hoge sterkte, stijfheid en taaiheid, waardoor het ideaal is voor lastdragende toepassingen.
- Met een lage wrijvingscoëfficiënt en hoge slijtvastheid is POM perfect voor onderdelen die betrokken zijn bij glijdende of roterende bewegingen.
- De vorm en grootte blijven behouden bij verschillende temperaturen en vochtigheidsniveaus, wat zorgt voor consistente prestaties.
- POM is bestand tegen blootstelling aan veel oplosmiddelen, brandstoffen en chemicaliën zonder af te breken.
- Het behoudt zijn mechanische eigenschappen over een breed temperatuurbereik.
- POM vormt en boort gemakkelijk, molensof draait, waardoor nauwkeurige en complexe producten kunnen worden gemaakt.
- Het absorbeert minimaal vocht en behoudt zijn eigenschappen zelfs in vochtige of natte omgevingen.
- Het heeft een hoge diëlektrische sterkte en een lage dissipatiefactor, waardoor het een uitstekende elektrische isolator is.
- De inherente zelfsmering van POM vermindert de wrijving en de onderhoudsbehoefte.
- Bepaalde kwaliteiten voldoen aan de FDA-normen voor toepassingen die in contact komen met voedingsmiddelen.
Beperkingen van polyoxymethyleen (POM)
Ondanks de vele voordelen heeft Polyoxymethyleen (POM) een aantal beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden:
- POM kan na verloop van tijd kleine hoeveelheden water absorberen, wat de stabiliteit en eigenschappen kan beïnvloeden.
- Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen kan POM aantasten, wat de mechanische eigenschappen aantast.
- Het is gevoelig voor barsten wanneer het wordt blootgesteld aan bepaalde chemicaliën of oplosmiddelen, waardoor een zorgvuldige materiaalkeuze nodig is.
- Hoewel sterk, is POM misschien niet ideaal voor scenario's met extreem hoge belasting of zware impact.
- POM kan ontbranden bij hoge hitte of vlammen en bij de verbranding komen giftige gassen vrij, waardoor voorzorgsmaatregelen voor brandveiligheid nodig zijn.
- Langdurige blootstelling aan zonlicht kan POM afbreken en verkleuren, waardoor het zonder UV-bescherming minder geschikt is voor gebruik buitenshuis.
- Langdurige blootstelling aan sterke zuren of basen kan POM afbreken, waardoor het gebruik in bepaalde chemische omgevingen wordt beperkt.
- POM kan duurder zijn dan andere technische kunststoffen, vooral in gespecialiseerde kwaliteiten.
POM Kunststof Toepassingen
Auto-industrie
De auto-industrie gebruikt POM op grote schaal voor onderdelen zoals tandwielen, lagers, onderdelen van het brandstofsysteem, deurgrepen, onderdelen van veiligheidsgordels en interieurbekleding.
Het materiaal is bestand tegen hoge temperaturen en drukken met behoud van de maatnauwkeurigheid. Vergeleken met metalen onderdelen zorgen POM tandwielen en andere bewegende delen ook voor minder geluid en trillingen.
Elektrisch en elektronica
De elektrische en elektronische industrieën maken gebruik van POM vanwege de uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen. Veelgebruikte toepassingen zijn onder andere connectoren, schakelaars, relais, stroomonderbrekers, isolerende bussen en spoelvormen. Deze componenten profiteren van de mechanische sterkte en stabiliteit van POM.
Consumptiegoederen
POM wordt aangetroffen in een reeks consumentengoederen, zoals ritsen, gespen, handgrepen, knoppen en knopen. De duurzaamheid, dimensionale stabiliteit en lage wrijvingseigenschappen maken het geschikt voor textiel, bagage en meubeltoepassingen.
Industriële machines
In industriële machines wordt POM gebruikt in onderdelen zoals onderdelen van transportsystemen, rollen, tandwielen, riemschijven en tandwielen. De slijtvastheid, lage wrijving en het vermogen om zware lasten te weerstaan, maken het ideaal voor deze toepassingen. POM onderdelen zorgen voor betrouwbare en langdurige prestaties in veeleisende omgevingen.
Medische apparaten
POM wordt gebruikt in medische toepassingen zoals chirurgische instrumenten, orthopedische implantaten, systemen voor het toedienen van medicijnen en tandheelkundige apparatuur. De biocompatibiliteit, chemische weerstand en maatvastheid maken het geschikt voor medische toepassingen, waar precisie en betrouwbaarheid van cruciaal belang zijn.
Sanitair en vloeistofverwerking
De bestendigheid van POM tegen chemicaliën en de lage vochtabsorptie maken het geschikt voor loodgieterswerk en componenten voor vloeistofverwerking, zoals kleppen, fittingen, koppelingen en pompwaaiers. Deze componenten profiteren van de duurzaamheid en prestaties van POM in verschillende omgevingsomstandigheden.
Sport en recreatie
POM wordt gebruikt in sport- en recreatie-uitrusting vanwege de slagvastheid, taaiheid en lage wrijvingseigenschappen. Onderdelen zoals skibindingen, fietsonderdelen, boogschietuitrusting en vishaspels maken vaak gebruik van POM en bieden duurzaamheid en betrouwbaarheid bij actief gebruik.
Voedselverwerking
POM-kwaliteiten die zijn goedgekeurd voor toepassingen waarbij contact met voedingsmiddelen mogelijk is, worden gebruikt in de voedselverwerkende industrie. Componenten zoals transportbanden, voedselverwerkingsapparatuur en onderdelen van verpakkingsmachines profiteren van de sterkte, slagvastheid en antikleefeigenschappen van POM, wat zorgt voor hygiënische en efficiënte werkzaamheden.
Ruimtevaart
In de lucht- en ruimtevaart wordt POM-kunststof gebruikt voor onderdelen die een hoge sterkte, stijfheid en slijtvastheid vereisen, zoals tandwielen, lagers en structurele onderdelen. Deze onderdelen profiteren van het vermogen van POM om te blijven presteren onder zware omstandigheden.
Diverse toepassingen
POM wordt ook gebruikt in verschillende andere toepassingen, zoals textielmachines, landbouwapparatuur, bouwmaterialen en muziekinstrumenten. Door zijn veelzijdigheid en betrouwbaarheid is het een keuze bij uitstek voor een breed scala aan toepassingen.
Polyoxymethyleen wijzigen
Slagvast POM
Dit type POM bevat slagmodificatoren om de taaiheid en schokbestendigheid te verbeteren. POM-kwaliteiten met impactmodificatie worden vaak gebruikt in toepassingen waar bestendigheid tegen schokken of trillingen cruciaal is, zoals onderdelen in het interieur van auto's of sportartikelen.
Versterkt POM
Versterkte POM-kwaliteiten zijn geformuleerd met additieven zoals glasvezels, koolstofvezels of andere versterkende materialen om hun mechanische eigenschappen, zoals sterkte, stijfheid en maatvastheid, te verbeteren. Die kwaliteiten zijn geschikt voor toepassingen die hogere mechanische prestaties vereisen, zoals structurele onderdelen in auto's of industriële toepassingen.
POM met lage wrijving
Sommige POM-kwaliteiten zijn speciaal geformuleerd om lagere wrijvingscoëfficiënten te hebben, waardoor slijtage wordt verminderd en soepele bewegingen in glijdende of roterende toepassingen mogelijk zijn. POM met lage wrijvingscoëfficiënt wordt vaak gebruikt in tandwielen, lagers en transportbandsystemen.
Voedselveilig POM
POM kan worden vervaardigd met materialen en additieven die voldoen aan de regelgeving voor contact met voedingsmiddelen. Food-grade POM is geschikt voor toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, zoals voedselverwerkingsapparatuur, transportbandsystemen of verpakkingsonderdelen.
UV-gestabiliseerde kwaliteiten
Aan POM-harsen kunnen UV-stabilisatoren en -absorbers worden toegevoegd om hun stabiliteit bij blootstelling aan UV-licht te verbeteren. Deze kwaliteiten zijn geschikt voor buitentoepassingen waarbij langdurige blootstelling aan zonlicht wordt verwacht.
Nanocomposieten
POM kan worden verbeterd met nanomaterialen zoals koolstofnanobuizen (CNT's), polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) en zinkoxide (ZnO) om nanocomposieten met verbeterde eigenschappen te maken. Deze verbeteringen kunnen een betere mechanische sterkte, thermische stabiliteit en elektrische geleiding zijn.
Verwerkingstechnieken voor POM
Spuitgieten
Spuitgieten is een veelgebruikte methode om POM onderdelen te maken. Het materiaal wordt verwarmd tot het gesmolten is en in een matrijs geïnjecteerd waar het afkoelt en stolt tot de gewenste vorm. Deze techniek is ideaal voor de productie van grote volumes en het maken van complexe vormen met nauwe toleranties.
Extrusie
Extrusie wordt gebruikt om halffabrikaten van POM te maken, zoals platen, staven en profielen. Het gesmolten polymeer wordt door een matrijs geperst om een continue vorm te creëren, die vervolgens op lengte wordt gesneden. Deze methode is geschikt voor het maken van onderdelen die nog verder bewerkt moeten worden.
Blaasgieten
Blaasvormen wordt gebruikt voor het produceren van holle onderdelen zoals flessen en containers. Bij dit proces wordt een buis van gesmolten POM geëxtrudeerd, die vervolgens in een matrijs wordt opgeblazen om de gewenste vorm te krijgen.
Samenpersen
Bij persen worden POM-korrels in een verwarmde matrijs geplaatst, die vervolgens wordt samengedrukt om het gewenste onderdeel te vormen. Deze techniek is geschikt voor de productie van grote, vlakke of dikwandige onderdelen.
Rotatiegieten
Bij rotatiegieten of rotomolding wordt een mal rondgedraaid terwijl deze wordt verwarmd om de binnenkant met POM te coaten. Deze methode is ideaal voor het produceren van grote, holle onderdelen met een uniforme wanddikte.
3D afdrukken
POM kan 3D geprint worden met technieken zoals fused filament fabrication (FFF) en selective laser sintering (SLS). Hoewel het minder gebruikelijk is dan andere materialen, kunnen met 3D printen met POM-materialen complexe vormen en prototypes worden gemaakt met een hoge sterkte en duurzaamheid.
Veelvoorkomende problemen bij de verwerking van POM-kunststof en oplossingen
Kromtrekken en krimpen
POM heeft de neiging om krom te trekken en te krimpen tijdens het koelen, wat leidt tot maatonnauwkeurigheden. Om dit te minimaliseren, zorgt u voor een goede bedhechting en gebruikt u een verwarmd bed bij 3D-printen. Voor spuitgieten optimaliseert u de koelsnelheden en gebruikt u de juiste matrijstemperaturen.
Hoge afdruktemperaturen
POM vereist relatief hoge printtemperaturen. Zorg ervoor dat uw 3D printer de benodigde temperaturen voor het verwerken van POM kan bereiken en handhaven. Gebruik compatibele filamenten en pas de printerinstellingen hierop aan.
Nabewerking
Hoewel POM bij het printen een gladde oppervlakteafwerking kan bereiken, kunnen extra nabewerkingsstappen zoals schuren of polijsten nodig zijn om aan specifieke eisen voor oppervlaktekwaliteit te voldoen.
Conclusie
Polyoxymethyleen (POM) is een veelzijdige en hoogwaardige thermoplast die een unieke combinatie van mechanische sterkte, maatvastheid en fabricagegemak biedt. De eigenschappen maken het geschikt voor een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën, waaronder de auto-industrie, consumentenapparatuur, industriële machines, medische apparatuur en voedselverwerkende apparatuur.
Door de eigenschappen, toepassingen en verwerkingstechnieken van POM te begrijpen, kunnen ontwerpers en fabrikanten dit materiaal effectief gebruiken om innovatieve en hoogwaardige producten te maken.
Tips: Meer informatie over de andere kunststoffen
NL 
EN 
ES 
FR 
DE 
IT 
PT 
PL 
AR 
JA 
KO 
ZH