Полиоксиметилен — особенности материала, виды, сферы применения

Полиоксиметилен (ПОМ) — это термопластичный инженерный полимер, также известный под названиями полиацеталь, ацеталь или полиформальдегид. Он широко используется благодаря своим выдающимся механическим и химическим свойствам. Тут основные характеристики, плюсы и минусы:

Характеристики:

• механическая прочность: ПОМ обладает высокой жесткостью и прочностью на растяжение, что делает его подходящим для конструктивных элементов.
• устойчивость к истиранию: отлично выдерживает трение и износ, поэтому часто применяется в подвижных механизмах.
• химическая стойкость: устойчив к воздействию масел, растворителей, топлива и щелочей, но неустойчив к сильным кислотам.
• теплостойкость: рабочая температура составляет от −40 °C до +120 °C.
• низкий коэффициент трения: ПОМ часто используется там, где требуется минимальное трение, например, в подшипниках.
• стабильность размеров: материал сохраняет свои размеры и форму при изменении температуры и влажности.
• легкость обработки: ПОМ легко подвергается механической обработке, литью под давлением и экструзии.

Преимущества:

• высокая долговечность.
• устойчивость к механическим нагрузкам.
• хорошие изоляционные свойства.

Недостатки:

• относительно низкая стойкость к ультрафиолету (может деградировать под воздействием солнечного света без специальных добавок).
• плохая адгезия к другим материалам (трудно склеивается).
• не подходит для работы в агрессивных кислотах.

По словам экспертов, полиоксиметилен стал ключевым материалом в инженерной отрасли благодаря балансу механических свойств и универсальности.

Типы полиоксиметилена 

Гомополимер (ПОМ-Г)

Структура: в основе только повторяющиеся звенья формальдегида.

Свойства:

• выше механическая прочность и жёсткость.
• более высокая твёрдость.
• отличная полируемость поверхности.
• более низкая термостойкость (рабочий диапазон температур до +100–110 °C).
• более низкая химическая стойкость: менее устойчив к щелочам и гидролизу.

Применение:

• детали, требующие высокой точности и жёсткости (шестерни, подшипники).
• технические элементы в электронике и машиностроении.

Сополимер (ПОМ-С)

Структура: включает в себя небольшую долю других мономеров (например, триоксан или этиленоксид). Это делает структуру более стабильной.

Свойства:

• лучше устойчив к термоокислению и гидролизу.
• более широкий температурный диапазон (до +120–140 °C).
• лучшая химическая стойкость (противостоит щелочам, кислотам, влаге).
• меньшая хрупкость при низких температурах.

Применение:

• компоненты, работающие в агрессивных средах (топливные системы, клапаны, элементы насосов).
• детали с высокой износостойкостью (втулки, направляющие).

Ключевые различия:

Какой выбрать?

• Если важны максимальная жёсткость и прочность, используйте гомополимер (ПОМ-Г).
• Если материал будет работать в условиях высокой температуры, влажности или агрессивной химической среды, предпочтителен сополимер (ПОМ-С).

Оба вида находят широкое применение в промышленности, но выбор зависит от конкретных требований к изделию.

ПОМ — применение

Здесь отметим: полиоксиметилен является специализированным материалом, и его обычно приобретают у производителей инженерных пластиков, дистрибьюторов или поставщиков полимерных материалов. Компании, занимающиеся продажей ПОМ, как правило, поставляют его в виде гранул для переработки (литьё под давлением или экструзия) или уже готовых полуфабрикатов, таких как листы, стержни и трубы.

Обычно ПОМ покупают предприятия, работающие в машиностроении, автомобилестроении, производстве электроники и медицинских приборов, поскольку он предназначен для изготовления деталей с высокими техническими требованиями. Для небольших объёмов (например, для частных мастерских или экспериментов) материал можно найти через поставщиков, специализирующихся на продаже инженерных пластиков в розницу.

Для приобретения ПОМ важно заранее определить его вид (гомополимер или сополимер) и необходимые свойства, чтобы выбрать подходящий вариант у поставщика.

Что же касается стоимости материала, то полиоксиметилен (ПОМ) не относится к самым дешёвым пластикам, как, например, полиэтилен или полипропилен, но он и не настолько дорог, как, скажем, полимеры с особыми свойствами (PTFE, PEEK). Стоимость ПОМ зависит от нескольких факторов:

Факторы, влияющие на цену

Тип материала:

• гомополимер (ПОМ-Г) обычно дешевле сополимера, так как его производство проще. Однако он менее устойчив к химическим воздействиям и температурам.
• сополимер (ПОМ-С) стоит дороже из-за добавления других мономеров для улучшения характеристик.

Форма поставки:

• гранулы для литья под давлением — более доступный вариант, ориентированный на массовое производство.
• полуфабрикаты (листы, стержни, трубы) стоят дороже из-за дополнительных затрат на обработку.

Примерные цены (на 2024 год):

• гранулы ПОМ: от 250 до 500 рублей за килограмм в зависимости от типа и производителя.
• листы и стержни: 1000–4000 рублей за килограмм, в зависимости от размеров и обработки.
• изделия на заказ: цена зависит от сложности, но готовые детали из ПОМ обычно стоят дороже, чем из стандартных пластиков.

Таким образом, ПОМ можно назвать средним по стоимости материалом среди инженерных пластиков. Он дороже стандартных термопластов, но благодаря своей износостойкости и долговечности часто экономически выгоден, так как служит дольше и требует меньше замены.

Для сравнения: если задачей является высокая механическая прочность или работа в агрессивных средах, то ПОМ станет бюджетным вариантом по сравнению с более дорогими материалами, такими как PEEK. Однако если нет необходимости в специфических свойствах, то его применение может оказаться избыточным.