聚甲醛(Polyoxymethylene,简称POM)是一种重要的工程塑料,广泛应用于汽车、电子、电器、机械等领域。它由甲醛单体聚合而成,具有优异的机械强度、耐磨性、刚性和尺寸稳定性。本文将重点介绍POM的物理性质,而不涉及其功效。
1. 分子结构与化学组成
POM的分子式为(CH2O)n,是由重复的—CH2O—单元组成的线性高分子。其分子链的刚性和高度的结晶性赋予了POM独特的物理性质。由于聚甲醛的分子链排列紧密,它表现出高强度和良好的耐热性。
2. 外观与颜色
POM通常为白色或微黄色颗粒或粉末,具有良好的透明性。其外观较为均匀,表面光滑,在不同的加工过程中可能表现出略微的光泽。在一些应用中,也可以根据需要添加颜料或着色剂来改变其颜色。
3. 密度
POM的密度通常在1.41至1.43 g/cm3之间。与其他工程塑料相比,POM的密度较高,这与其高度结晶的分子结构密切相关。较高的密度使得POM在高强度要求的应用中表现出优异的稳定性。
4. 熔点与热稳定性
POM的熔点通常在170°C至175°C之间,属于热塑性塑料的一种,具有较高的热稳定性。在加热至其熔点以上时,POM能够在模具中进行成型加工,成为所需的形状。POM在高温下具有良好的尺寸稳定性,且熔化时流动性较好,便于加工。
然而,POM在高温下可能会逐渐降解,因此通常不适合长时间暴露于超过其热稳定性极限的高温环境。其热稳定性较强,但仍需避免过度加热或长时间暴露在极高的温度下。
5. 机械强度与硬度
POM是一种高强度的工程塑料,具有较好的刚性和高抗拉强度。其拉伸强度通常在60至70 MPa之间,具有优异的抗张力和抗压能力。POM的硬度较高,且在一定温度范围内维持良好的力学性能,能够承受较大的压力和摩擦力。
POM的抗冲击性相对较好,特别是在低温环境下,仍能保持较强的韧性和不易断裂的特点。由于其结晶性结构,POM具有较高的抗弯曲强度和耐冲击性。
6. 玻璃化温度(Tg)
POM的玻璃化温度(Tg)通常在-60°C到-50°C之间,较低的玻璃化温度使其在低温下仍能保持良好的柔韧性。随着温度的升高,POM逐渐变得更加刚硬,因此其使用范围在温度上存在一定限制,尤其在高温环境中使用时需要考虑其热稳定性。
7. 溶解性与化学稳定性
POM在水中的溶解度非常低,因此具有极好的抗水性。在大多数有机溶剂中,POM表现出很强的耐化学性,能够抵抗多种溶剂、酸、碱以及油类的侵蚀。POM的化学稳定性使其在要求高耐腐蚀性的工业环境中得到了广泛应用。
然而,POM对强氧化剂(如浓硝酸、浓氯酸)较为敏感,长时间暴露在这些化学物质中可能会引起降解或腐蚀反应。
8. 透明性与光学性能
尽管POM通常呈白色或乳白色,但在薄膜或薄壁制品中,其具有一定的透明性。这使得POM在一些应用中可以提供较好的视觉效果。在一些特殊加工中,通过改变聚合条件或加入适当的添加剂,可以调整POM的透明性。
9. 电学性质
POM具有较好的电绝缘性,其电阻率较高,使其适用于电气和电子产品的绝缘部件。POM的低电导率使得它成为一种优秀的绝缘材料,广泛应用于电气、电子设备中。然而,在某些条件下,如湿气较高的环境下,POM的电绝缘性能可能会有所下降。
10. 吸湿性
POM是一种低吸湿性的材料,能够有效地抵抗水分的吸收。这一性质使得它在长期使用中能够保持较好的尺寸稳定性,尤其是在湿润环境下,不容易发生膨胀或形变。
11. 自润滑性与耐磨性
POM的自润滑性较好,摩擦系数较低,因此在许多机械零件中广泛使用。由于其较低的摩擦系数,POM在应用中能够有效减少磨损,提高机械零件的使用寿命。它的耐磨性使得其在高摩擦、低润滑的环境中表现出色,常见于滑动部件、齿轮和轴承等应用中。