vink passion for plastics POM Tekniset tiedot

Transkriptio

1 vink passion for plastics POM Tekniset tiedot

2 POM Tekniset tiedot POM polyasetaali asetaalimuovi. Amerikkalainen DuPont toi POM:n markkinoille 1958 tuotemerkillä DELRIN, joka oli homopolymeerimateriaali (POMH). Muutamia vuosia myöhemmin muutkin yritykset alkoivat markkinoida vastaavia materiaaleja, jotka olivat sekapolymeereja (POMC). Nämä kaksi laatua ovat hyvin samankaltaiset, mutta tietyissä ominaisuuksissa on eroja. POM on osittain kiteinen kestomuovi, joka valmistetaan polymeroimalla formaldehydi polyformaldehydiksi. Tätä kutsutaan myös polyoksimetyleeniksi (POM) tai polyasetaaliksi. Sekapolymeeri koostuu molekyyliketjuista, joissa on formaldehydin lisäksi yksinkertaisia oksialkyleenielementtejä. Nykyään POM:sta on lukemattomia erilaisia muunnoksia, mutta puolivalmisteena näistä on saatavilla muutamia vaihtoehtoja. Käyttöala POM on laajalti käytetty tekninen muovimateriaali. POM:a käytetään hienomekaniikan kohteissa, joissa materiaalilta vaaditaan lujuutta, joustavuutta sekä hyvää muotostabiliteettiä. POM:a käytetään lähes kaikilla teollisuudenaloilla. POM:n ominaisuudet soveltuvat erinomaisesti mm. elintarviketeollisuuden käyttökohteisiin. Sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet, se on helppo puhdistaa eivätkä elintarviketeollisuudessa käytettävät puhdistusaineet vaikuta materiaaliin. Koneteollisuudessa POM:a käytetään hammaspyörinä, liukulaakereina ja kiskoina, ohjauskiskoina, rullina, pyörinä, ruuveina sekä monina muina komponentteina. Hienomekaniikassa POM:a käytetään mm. ohjauslevyinä ja nastoina. Myös autoteollisuus hyödyntää POM:a monissa eri kohteissa, esim. erilaisina moottorin osina, saranoina ja bensatankin korkkeina. POM osia työstetään usein automaattikoneilla. Ominaispiirteitä POM on hyvä valinta materiaaliksi kun vaaditaan seuraavia ominaisuuksia: yhdistettynä kovuus, jäykkyys sekä venyvyys hyvä väsymislujuus vähäinen kylmäviruminen hyvät kitka ja liukuominaisuudet hyvä muotostabiliteetti laaja käyttölämpötilaalue hyvä ja laaja kemiallinen kestävyys POM:a ei suositella käytettäväksi: vahvojen, epäorgaanisten happojen ja hapettavien kemikaalien kanssa UVsäteilylle altistuneena (auringonvalo) pitkäaikaisesti kuumassa vedessä liukukappaleiksi karkealla vastinpinnalla jäykkyys ja joustavuus. Suuressa kuormituksessa materiaalin joustavuus kärsii. Ominaisuuksiensa ansiosta POM soveltuu hyvin liukumateriaaliksi kitkakerroin on alhainen ja kulutuskestävyys hyvä, kun vastapinta on sileä. POMH on kiteisempi kuin POMC, ja näin ollen se on POMC:a kovempi sekä jäykempi ja sen kulutuskestävyys on parempi. Veden imeytyminen on korkeintaan 1% eikä se normaalisti vaikuta materiaalin ominaisuuksiin. Lämpöominaisuudet POM:n jäykkyys heikkenee lämpötilan noustessa. Muutos on äkillinen 15 C 166 C:ssa. POMC:n kidesulamispiste on 166 C, POMH:n 175 C. Lasittumislämpötila on n. 6 C. Alle 5 C:ssa POM:n iskulujuus on suhteellisen huono. Jatkuva käyttölämpötila ei saa nousta yli 1 C:n. Hetkellisesti lämpötila voi nousta 15 C:n materiaalin vahingoittumatta. Sähköiset ominaisuudet POM:n eristyskyky on hyvä ja läpilyöntilujuus suuri. POM:n eristehäviökerroin on pieni. POMH:n ja POMC:n sähköisissä ominaisuuksissa ei ole suurta eroa. Kosteus ei vaikuta materiaalin sähköisiin ominaisuuksiin merkittävästi, mutta lämpötilan vaikutus on huomioitava. Optiset ominaisuudet POM ei läpäise näkyvää valoa. Fysiologiset ominaisuudet POM täyttää FDA:n (USA) ja BGA:n (Saksa) asettamat vaatimukset. Materiaalia voidaan käyttää mm. elintarvikkeiden valmistukseen käytettävien koneiden osina. Huomioitavaa on kuitenkin, että POM saattaa sisältää vapaita formaldehydejä. Kemiallinen kestävyys POM kestää useimpia hiilivetyjä, kuten alkoholi, eetteri, bensiini, öljy sekä emäksiä. Materiaali ei kestä estereitä eikä yleensä happoja. Sään ja UVsäteilyn kestävyys Musta POM soveltuu myös ulkokäyttöön. Palaminen Molekyylien happipitoisuuden takia POM on suhteellisen helposti syttyvä. Liekki on sininen, lähes näkymätön eikä savuta. Haju on pistävä. POM:n syttymislämpötila on 375 C. Mekaaniset ominaisuudet POM on tiivis, kova sekä joustava materiaali. Kovuudesta huolimatta sen iskulujuus on hyvä. Alhaisissa lämpötiloissa iskulujuus ei heikkene niin kuin monilla muilla muoveilla (esim. PA). PA:n verrattuna POM:n etuna on

3 Lastuava työstö Puolivalmisteita on helppo ja nopea työstää yleisimmillä työkaluilla. Sisäiset jännitykset saattavat aiheuttaa muotopoikkeamia. Lämpömuovaus Lämpömuovausta sekä lämpötaivutusta käytetään harvoin POM:n muovaamiseen. Se on mahdollista, mutta työstölämpötilaalue on kapea, 1617 C, joka on hyvin lähellä kidesulamispistettä. Tässä lämpötilassa materiaali on läpikuultavaa. Liitosmenetelmät Mekaaniset liitokset (ruuvit) on yleisin menetelmä. POM:iin voi tehdä kierteitä, mutta vahvempi liitos saadaan käyttämällä esim. kierreholkkeja tai kierteyttäviä ruuveja. Liimaus Hyvän kemiallisen kestävyyden takia liimaus on hankalaa, mutta liimaustulos on useimpiin käyttökohteisiin riittävä. Liimaukseen voidaan käyttää epoksipohjaista kaksikomponenttiliimaa tai polyuretaaniliimaa. Liimattavan pinnan tulee olla karhennettu tai etsattu. Hitsaus POM osia voidaan hitsata mm. teflonpäällysteisellä lämpöpeilillä. Kitka ja ultraäänihitsaus ovat käytetyimpiä menetelmiä POM:n hitsaukseen. Ultraäänihitsaus soveltuu erinomaisesti sarjatuotantoon. Myös kuumakaasuhitsauksella saavutetaan korkea hitsauskerroin. Hapettumisen pienentämiseksi voidaan halutessa käyttää ilman asemesta jotakin neutraalia kaasua, kuten typpi. Pintakäsittely POM:a voidaan metalloida, painaa sekä lakata. Pysyvän jäljen varmistamiseksi tarvitaan kemiallista tai sähköistä esikäsittelyä. Puolivalmisteet POM puolivalmisteet suulakepuristetaan levyiksi, tangoiksi sekä ainesputkiksi. POMH:n sisus saattaa olla hieman huokoinen, POMC:ssä huokoisuutta ei ilmene. Lisäksi saatavilla on lasilujitteisia, antistaattisia ja sähköäjohtavia POM laatuja.

4 POM Fysikaaliset ominaisuudet POM Fysikaaliset ominaisuudet Menetelmä YKS. POMC POMH POMC ESD6 POMC ESD9 POMC GF25 Ominaispaino 1) Veden imeytyminen 1) Palavuus Säänkesto DIN EN ISO DIN EN ISO 62 UL94 (3mm / 6mm) g/cm 3 % 1,41, HB / HB hyvä 1,42, HB / HB hyvä 1,4,25 HB / HB hyvä 1,34, HB / HB hyvä 1,58,15 HB / HB hyvä Mekaaniset ominaisuudet Vetolujuus Murtovenymä Kimmomoduuli (veto) Loviiskulujuus (Charpy) Kovuus, kuulapaine Kovuus, Shore DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 179 DIN EN ISO 391 DIN EN ISO 868 % kj/m 2 D , , , , , Lämpöominaisuudet Kidesulamislämpötila Lämmönjohtavuus Ominaislämpökapasiteetti Lin. lämpölaajenemiskerroin Lämmönkesto, jatkuva Lämmönkesto, lyhytaikainen Kylmänkesto, jatkuva Muodonmuutoslämpötila ISO DIN DIN DIN DIN EN ISO 75 (A) C W/(m K) kj/(kg K) 1 6 K 1 C C C C 165,31 1, ,31 1, , Sähköiset ominaisuudet Dielektrisyysvakio Eristehäviökerroin Ominaisvastus Pintavastus CTIarvo Läpilyöntilujuus IEC 625 IEC 625 IEC 693 IEC 693 IEC 6112 IEC 6243 Ω cm Ω kv/mm 3,8, ,8, Esitteessä annetut tekniset tiedot ovat ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

5 POMC Tekniset tiedot Veden imeytyminen % 1,25 Terminen muotostabiliteetti 1 6 K 1 Veden imeytyminen paineessa 1,,75,5,25 6 o C 4 o C o C Lämpölaajenemiskerroin päivää POMC:n veden imeytyminen eri lämpötiloissa Lämpötila o C POMC:n lineaarinen lämpölaajenemiskerroin lämpötilan funktiona Viruminen 3 o C Dynaaminen virumismoduuli Taivutusvirumismoduuli o C 8 o C 1 o C Virumismoduuli G G d Hävilkerroin d Kuormitusaika POMC:n taivutusvirumismoduuli E eri lämpötiloissa (taivutusjännitys 1 ) Lämpötila o C Virumismoduuli G vääntökuormituksessa sekä mekaaninen häviö d lämpötilan funktiona, mitattu taajuusalueella 15,3 Hz. 5 Wöhlerkäyrä 8 Jännitystaipumakäyrä 8 7 Jännitys o C o C 23 o C 4 o C 5 o C Kuormituskerrat, N 1 7,5 1, 1,5 2, 2,5 % Wöhlerkäyrä, lämpötila 23 o C, vaihteleva taivutus ja kuormitus 1 Hz. POMC:n jännitystaipumakäyrä DIN mukaisesti, koenopeus 5 mm/min.

6 POMC Tekniset tiedot Isochronkäyriä POMC 23 o C, kuiva Extrapoleroitu 1 1 h 1 2 h 1 3 h 1 4 h 5x1 1 h Dynaaminen kitkakerroin Kitkakerroin 1 6 K 1,6,5,4,3,2,1 5,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 Venyminen % POMC 6 o C, kuiva 15 1 Extrapoleroitu 5,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 Venyminen % h=tuntia h=tuntia 1 1 h 1 2 h 1 3 h 1 4 h 5x1 1 h Vertailu 8 Sallittu jännitys 6 4,4,8 1,2 1,6 2, 2,4 Pintapaine Dynaaminen kitkakerroin pintapaineen funktiona. Pinnat POMC ja teräs (R a =2,5um), liukunopeus 1 m/min. POMH HDPE PA6,4,8 1,2 1,6 2, 2,4 Lämpötila o C POMC PP Vertailu eri muovimateriaalien sallitusta jännityksestä. POMC 8 o C, kuiva h 1 2 h 1 3 h 1 4 h Extrapoleroitu 5,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 Venyminen % h=tuntia Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. Lämpötilan ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue (vakiovenymä).

7 POMH Tekniset tiedot Veden imeytyminen % 1,8 1,6 1 o C Terminen muotostabiliteetti 1 6 K 1 Veden imeytyminen 1,4 1,2 1,,8,6,4 6 o C 25 o C Lämpölaajenemiskerroin , päivää POMH:n veden imeytyminen eri lämpötiloissa Lämpötila o C POMH:n lineaarinen lämpölaajenemiskerroin lämpötilan funktiona. Wöhlerkäyrä 6 5 Jännitystaipumakäyrä Jännitys ,5 1 1,5 2 2,5 3 Kuormituskerrat, N Taipuma Wöhlerkäyrä, vaihteleva taivutus, lämpötila 23 C, 5% RH. POMH:n jännitystaipumakäyrä, koenopeus 5 mm/min.

8 POMH Tekniset tiedot Isochronkäyriä POMH 23 o C, kuiva ,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 POMH 45 o C, kuiva h 1 3 h Venyminen % Extrapoleroitu 1 2 h 1 3 h Extrapoleroitu 5x1 4 h,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 Venyminen % h=tuntia h=tuntia Dynaaminen kitkakerroin Kitkakerroin,6,5,4,3,2,1 Vertailu 8 Sallittu jännitys Pintapaine POMH:n kitkakerroin pintapaineen funktiona. Liukupinnan lämpötila pienempi kuin 1 C. POMH HDPE PA Lämpötila o C POMC PP Vertailu eri muovimateriaalien sallitusta jännityksestä. POMH 85 o C, kuiva h x1 3 h 1 3 h 4 2,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 2,6 Venyminen % h=tuntia Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. Lämpötilan ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue (vakiovenymä).

9 POM Ominaisuusprofiili o C HDT kj/m Loviiskulujuus, Charpy o C Maksimi käyttölämpötila Kimmomoduuli 1 6 K Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin Muotostabiliteetti 23 o C Vetolujuus 23 o C,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, g/ccm Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

10

11

12 9/12