1. 소개
폴리 옥시 메틸렌 (포엠), 흔히 불리는 아세탈 또는 Delrin®과 같은 상표명으로, 높은 강성을 지닌 반결정성 엔지니어링 열가소성 수지입니다., 우수한 내마모성 및 피로 저항성, 낮은 마찰, 뛰어난 치수 안정성.
POM은 정밀 기계 부품에 가장 먼저 선택되는 폴리머입니다. (기어, 부싱, 슬라이더) 공차가 엄격한 곳, 낮은 마찰과 긴 수명이 요구됩니다.
이 기사에서는 기술적인 내용을 제공합니다., POM 화학에 대한 데이터 기반 검토, 속성, 처리, 응용 프로그램, 한계와 앞으로의 방향.
2. POM이란??
폴리 옥시 메틸렌 (포엠) — 자주 호출 아세탈, 폴리아세탈 또는 다음과 같은 상업 이름으로 델린®, 호스타폼®, 그리고 울트라폼® — -CH2-O-가 반복되는 것을 특징으로 하는 반결정성 엔지니어링 열가소성 물질입니다. (메틸렌옥시) 등뼈.
높은 결정성과 에테르형 결합을 결합한 제품입니다., 딱딱한 재료를 생산, 차원 적으로 안정, 마찰이 적고 마모 및 피로에 대한 저항력이 뛰어남.
이러한 특성으로 인해 POM은 반복 가능한 형상과 긴 서비스 수명이 필요한 정밀 기계 부품에 가장 먼저 선택되는 폴리머입니다..
두 개의 상업 가족
POM은 공정과 성능을 결정하는 두 가지 주요 화학 물질로 제조 및 공급됩니다.:
- POM-동종중합체 (POM-H) - 포름알데히드를 중합하여 생산됨. 단일중합체 등급은 일반적으로 더 높은 결정성을 나타냅니다., 약간 더 높은 강성과 더 나은 크리프 저항성.
최대의 기계적 성능을 제공합니다., 특히 실온에서, 그러나 가공 중 열 산화에 다소 더 민감합니다.. - POM-공중합체 (POM-C) - 트리옥산 또는 포름알데히드를 소량의 안정화 공단량체와 공중합하여 제조됨.
공중 합체 등급은 열 분해 및 가공 변색이 덜 발생합니다., 더 넓은 성형 범위를 가지며 종종 까다로운 성형 조건에서 더 나은 치수 제어를 제공합니다..
3. POM의 물리적 특성 (일반적인 값)
값은 일반적인 공급업체 범위이며 등급에 따라 달라집니다., 충전재 함량 및 시험방법. 설계에 중요한 사양에 대해서는 공급업체 데이터시트를 사용하세요..
| 재산 | 일반적인 값 |
| 밀도 | ≈ 1.41 g · cm⁻³ |
| 녹는점 (TM) | ~165~175°C |
| 유리전이 (Tg) | ≒ −60°C (서비스 온도보다 훨씬 낮음) |
| 수분 흡수 (평형) | ~0.2~0.3중량% (매우 낮습니다) |
| 열전도율 | ~0.25–0.35 W·m⁻¹·K⁻¹ |
| 열 팽창 계수 (선의) | ~110–130 ×10⁻⁶ K⁻¹ (비정질 방향 의존적) |
| 비열 | ~1.6–1.8 kJ·kg⁻¹·K⁻¹ |
4. POM의 주요 특성: 기계적, 열의, 및 화학
기계적 특성 (실온, 23 °C — 일반적인 엔지니어링 범위)
| 재산 | 일반적인 범위 (깔끔한 POM) | 실용주의 사항 |
| 인장 강도 (생산하다) | 50-75MPa | 상단의 단일 중합체 등급; 약간 낮은 공중 합체 |
| 인장 탄성률 (영) | ≒ 2.8–3.5GPa | 많은 엔지니어링 플라스틱에 비해 단단함 |
| 굴곡 계수 | ≒ 2.6–3.2GPa | 좋은 굽힘 강성 |
| 휴식시 신장 | 20–60 % | 연성 파괴 모드; 학년과 시험속도에 따라 다름 |
| 노치 임팩트 (Charpy) | ~ 2-8 kj · mkoinfo (등급 종속) | POM은 우수한 인성을 나타냅니다.; 필러는 행동을 변화시킵니다 |
| 경도 (록웰 R) | ~70~100R | 내마모성을 위한 우수한 표면 경도 |
| 피로의 힘 | 높음 - POM은 주기적 굽힘 및 롤링 접촉에서 우수한 성능을 발휘합니다. | 기어에 선호됨, 부싱 |
POM의 열적 특성
- 서비스 온도: 연속 사용은 일반적으로 최대 ≒ 80~100°C 장기간 동안; 짧은 여행까지 120–130°C 등급 및 환경에 따라 가능합니다..
- 용해/가공: 주위의 용융 범위 165–175°C. 처리 창은 상대적으로 좁습니다.; 성형 시 열 제어가 중요합니다.
- 열분해: 위의 장기간 노출 ~200°C 해중합을 일으키고 낮은 수준의 포름알데히드가 방출될 수 있습니다.; 처리 또는 멸균 중 과열을 방지하십시오..
POM의 내화학성
- 훌륭한: 탄화수소, 지방족 용매, 연료, 유화, 그리스, 많은 세제와 약알칼리성 물질.
- 좋은: 적당한 온도에서 많은 유기용매.
- 가난한 / 피하다: 강한 산화제 (질산, 크롬산), 농축산, 강한 할로겐화 탄화수소 (온도에서) 고온에서 가수분해를 촉진하는 조건.
- 메모: POM은 연료 및 오일에 대한 저항성으로 인해 연료 및 유압 시스템에 자주 사용됩니다..
POM의 치수 안정성
- 낮은 수분 흡수 (~0.2%) 나일론보다 훨씬 우수한 치수 안정성을 제공합니다. (아빠).
- 높은 결정화도는 실온에서 낮은 크리프를 제공합니다.; 하지만, 온도가 서비스 한계에 접근하면 크리프가 증가합니다..
베어링 및 하중 지지 응용 분야의 크리프를 위한 설계, 특히 고온에서.
5. 가공 및 제조방법
- 주입 성형 — 정밀 부품에 대한 지배적인 방법.
일반적인 지침: 건조 펠렛 (802~4시간 동안 °C), 배럴/용융 온도 등급에 따라 ~190~230°C, 결정화를 촉진하고 변형을 줄이기 위해 금형 온도 60~100°C. - 압출 막대용, 시트 및 프로파일 (스톡 가공에 일반적으로 사용되는 압출 막대).
- 압축 성형 대형 플레이트 또는 특수 부품용.
- 가공 막대/막대에서 — POM 기계가 아주 잘 작동합니다.: 깨끗한 칩, 약간의 도구 마모, 엄격한 공차 가능; 프로토타입 및 소량 부품에 널리 사용됩니다..
- 합류: 표면 처리로 접착 접착 가능; 기계적 고정 및 초음파 용접은 일반적인 조립 방법입니다..
실제 처리 참고 사항: POM은 습기에 민감합니다. (표면 결함) 그리고 열에 민감하다 (해중합). 제어된 건조와 정확한 용융 온도는 필수적입니다..
6. POM의 장점과 한계
주요 장점
- 우수한 기계적 균형: 고강도를 겸비한 (60-75MPa) 그리고 연성 (10-50% 신장), 대부분의 엔지니어링 플라스틱보다 성능이 뛰어남
- 탁월한 치수 안정성: 낮은 수분 흡수 및 엄격한 열팽창으로 습하고 온도가 변하는 환경에서 일관된 성능을 보장합니다.
- 자기 윤활 특성: 낮은 마찰 계수 (0.15–0.20) 많은 응용 분야에서 마모를 줄이고 윤활이 필요하지 않습니다.
- 우수한 가공 가능성: 공구 마모를 최소화하면서 맞춤형 부품의 정밀 가공이 가능합니다.
- 화학 저항: 대부분의 용매에 불활성, 산, 및 베이스 - 유체 취급 부품에 적합
- 경량: 밀도 (1.41 g/cm³) ~이다 1/3 황동과 1/5 강철의 것, 부품 무게 감소
제한
- 낮은 고온 저항: 연속사용온도 (<110° C) 고열 환경에서 애플리케이션 제한 (예를 들어, 엔진 배기 시스템)
- 가연성: 수정되지 않은 POM은 가연성입니다. (UL 94 HB 등급); 난연성 등급 (UL 94 다섯-0) 첨가물이 필요하다 (예를 들어, 수산화마그네슘)
- 열악한 UV 저항: 장시간 햇빛에 분해됨 (황변, 힘의 상실)—실외 사용에는 UV 안정제가 필요합니다.
- 저온에서의 취성: Homo-POM은 –40°C 이하에서 부서지기 쉽습니다. (충격강도가 떨어집니다 50%), 극저온 응용 분야 제한
- 열분해 위험: 과열되면 포름알데히드 방출 (>230° C), 엄격한 처리 관리가 필요한
7. POM의 응용
POM의 속성 세트는 많은 기계적 요구 사항에 적합합니다.. 대표적인 응용:
- 정밀 기어 및 랙 (가전제품, 프린터, 로봇공학)
- 부싱, 베어링과 슬라이드 — 낮은 마찰, 건조하거나 윤활된 조건에서 긴 수명
- 펌프 및 밸브 부품 — 내화학성 및 연료 저항성
- 패스너 및 클립 치수 안정성과 인성이 중요한 경우
- 커넥터 하우징 및 전기 절연체
- 자동차 트림 및 기능 부품 (도어 하드웨어, 잠금 시스템)
- 의료 기기 (비임플란트) — POM은 세척/살균 및 치수관리가 필요한 곳에 사용됩니다.
필러 포함 (유리, 탄소, ptfe) 애플리케이션 변경: 더 높은 강성을 위한 유리 충전 POM, 마찰을 낮추고 마모를 개선하기 위해 PTFE가 충전됨.
8. 성능 최적화 및 설계 고려 사항
수정을 통한 성능 최적화
- 강화 POM: 유리섬유 첨가 (10-30중량%) 강성을 증가시킨다 (굴곡 탄성률 최대 5 GPA) 및 열변형 온도 (최대 140°C)- 자동차 구조 부품에 사용
- 내마모성 POM: PTFE의 통합 (5-15중량%), 석묵 (2-5중량%), 또는 이황화 몰리브덴 (MoS2, 1–3중량%) 마찰 계수를 0.05–0.10으로 줄여 고속 슬라이딩 부품에 이상적
- 난연성 POM: 할로겐 프리 난연제 (예를 들어, 수산화마그네슘, 20-30중량%) UL을 만나다 94 다섯-0, 전자 인클로저에서의 사용 확대
- UV 안정화 POM: 힌더드아민 광안정제 첨가 (할스, 0.1-0.5중량%) UV 저하 방지 - 실외 용도에 적합
설계 고려 사항
- 벽 두께: 균일한 두께 유지 (1사출 성형의 경우 –5mm) 변형을 방지하기 위해; 최소 두께 = 0.5 mm (얇은 벽 부분)
- 초안 각도: 1사출 성형의 경우 –2°, 3금형 고착 방지를 위한 압출 –5°
- 필렛 & 반경: 최소 필렛 반경 = 0.5–1.0 mm로 응력 집중을 줄이고 성형 중 흐름을 개선합니다.
- 날카로운 모서리를 피하십시오: 날카로운 모서리는 응력을 증가시키고 부서지기 쉬운 파손 위험을 증가시킵니다. 둥근 모서리를 사용하십시오. (반경 ≥0.5mm)
- 처리 최적화: 정밀부품용, 금형 온도 제어 사용 (60–80 ° C) 잔류응력을 최소화하기 위해 느린 사출속도와
9. 다른 엔지니어링 플라스틱과의 비교
| 재산 / 표준 | 포엠 (아세탈) | 나일론 (PA6 / PA66) | ptfe (테플론) | 몰래 엿보다 | 으으으으-OR | PBT |
| 밀도 (g · cm⁻³) | ≒ 1.40–1.42 | ≒ 1.13–1.15 | ≒ 2.10–2.16 | ≒ 1.28–1.32 | ≒ 0.93–0.95 | ≒ 1.30–1.33 |
| 인장 강도 (MPA) | ~50~75 | ~60~85 | ~20~35 | ~90–110 | ~20~40 | ~50~70 |
| 영률 (GPA) | ~2.8–3.5 | ~2.5–3.5 | ~0.3~0.6 | ~3.6–4.1 | ~0.8–1.5 | ~2.6–3.2 |
| 녹는 / 서비스 온도 (° C) | TM ~165~175 / 서비스 ~80–100 | Tm ~215–265 / 서비스 ~80–120 | TM ~327 / 서비스 최대 260 (화학/트리보 한계) | TM ~343 / 서비스 ~200~250 | Tm ~130–135 / 서비스 ~80–100 | TM ~220~225 / 서비스 ~ 120 |
| 수분 흡수 (평형) | ~0.2~0.3중량% | ~1~3wt% (RH에 따라 다름) | ≈ 0% | ~0.3~0.5중량% | ~0.01~0.1중량% | ~0.2~0.5중량% |
| 마찰계수 (마른) | ~0.15–0.25 | ~0.15–0.35 | ~0.04–0.15 (매우 낮습니다) | ~0.15–0.4 | ~0.08–0.20 | ~0.25–0.35 |
입다 / 마찰학 |
훌륭한 (슬라이딩 부품, 기어) | 좋은 (채워지면 좋아진다) | 가난한 (채워진 성적에서 향상됩니다.) | 훌륭한 (가장 좋은 성적을 채웠습니다) | 내마모성이 우수함 | 좋은 |
| 내화학성 | 좋은 (연료/오일, 많은 용매) | 좋은 / 선택적; 강산/알칼리에 민감함 | 뛰어난 (거의 보편적) | 훌륭한 (공격적인 언론이 많다) | 매우 좋은 (많은 미디어) | 좋은 (일부 조건에서 가수분해) |
| 가공 가능성 | 훌륭한 (금속 같은 기계) | 좋은 (도구 마모 보통) | 보통 - 빌렛으로 가공 가능; 접착이 어렵다 | 좋은 (가공 가능, 하지만 POM보다 강하다) | 도전 (거미—컨트롤이 필요함) | 좋은 |
| 치수 안정성 | 매우 좋은 (낮은 흡습성) | 보통의 (습기에 민감한) | 훌륭한 (수분 효과가 거의 없음) | 훌륭한 | 매우 좋은 | 좋은 |
일반적인 응용 프로그램 |
기어, 부싱, 패스너, 슬라이딩 부품, 연료 구성 요소 | 기어, 문장, 주택, 케이블 타이 | 물개, 화학 라이닝, 저마찰 베어링, RF 기판 | 밸브 구성 요소, 고온 베어링, 의료 임플란트 | 라이너, 패드를 착용하십시오, 컨베이어 부품 | 커넥터, 주택, 자동차 전기 부품 |
| 메모 / 결정 지도 | 비용 효율적입니다, 중간 T의 정밀 부품용 저마찰 기계적 폴리머 | 변하기 쉬운; 인성이 필요할 때 선택하되 수분에 따른 치수 변화가 예상됨 | 절대적인 화학적 불활성 및 최저 마찰이 필요할 때 사용; 크리프를 조심하다 | 고온용 프리미엄 폴리머, 고부하 사용 (더 높은 비용) | 극심한 마모 및 충격에 가장 적합; 저밀도 | 균형 잡힌 특성을 지닌 우수한 범용 엔지니어링 폴리머 |
10. 지속 가능성 및 재활용
- 재활용: POM은 열가소성이며 기계적 재분쇄로 재활용이 가능합니다.; 재생 재료는 일반적으로 중요하지 않은 부품에 사용됩니다.. 화학적 재활용은 덜 일반적이지만 기술적으로 가능합니다..
- 수명주기: 기계 부품의 긴 서비스 수명은 일회용 플라스틱에 비해 수명 주기 환경 성능을 향상시키는 경우가 많습니다..
- 안전 고려 사항: 열분해로 인해 포름알데히드가 방출될 수 있습니다. 폐기물 처리 및 소각은 현지 환경 규정을 따라야 합니다..
- 재활용 콘텐츠: 산업 현장에서 증가, 그러나 설계자는 중요한 부품의 기계적 특성 유지를 확인해야 합니다..
11. 미래의 트렌드 & POM의 혁신
고급 수정 기술
- 고성능 필러: 그래핀 강화 POM (0.1–0.5wt.% 그래핀) 인장강도를 향상시킨다. 20% 및 열전도도 30%, 항공우주 및 전자 애플리케이션을 목표로
- 생분해성 POM 혼합물: POM과 생분해성 폴리머의 혼합 (예를 들어, PLA, 파) 기계적 특성을 유지하면서 퇴비화 가능성을 향상시켜 일회용 소비재에 적합합니다.
가공 혁신
- 3D 인쇄 발전: 레이어 접착력이 향상된 고성능 POM 필라멘트 (힘 = 95% 대량 POM) 더 빠른 인쇄 속도 (최대 100 mm/s) 맞춤형 부품 대량 생산 가능
- 인몰드 장식 (IMD): 사출 성형 중 장식 필름을 통합하면 POM 소비재의 미적 매력이 향상됩니다. (예를 들어, 스마트 폰 케이스, 가구 하드웨어)
새로운 응용 프로그램
- 전기 자동차 (EV): POM은 EV 배터리 하우징에 점점 더 많이 사용되고 있습니다., 모터 부품, 경량으로 인해 충전 커넥터 및, 화학 저항, 및 치수 안정성—수요는 다음과 같이 증가할 것으로 예상됩니다. 12% 매년 통해 2030
- 항공 우주: 저중량, 고강도 POM 부품 (예를 들어, 내부 브래킷, 센서 하우징) 항공기 연료 소비 감소 - 엄격한 배출 규제로 인해 도입이 가속화됨
- 의료용 임플란트: 생리활성 POM (수산화인회석으로 코팅) 뼈 통합을 촉진합니다, 정형외과용 임플란트의 사용 확대 (예를 들어, 고관절 줄기, 척추 케이지)
12. 결론
포엠 (폴리옥시메틸렌) 성숙하다, 경제적인 상용 플라스틱과 고성능 폴리머 사이의 격차를 해소하는 다용도 엔지니어링 열가소성 수지.
뻣뻣함의 조합, 내마모성, 낮은 마찰, 낮은 수분 흡수, 치수 안정성이 뛰어나 정밀 기계 부품 및 동적 부품에 이상적인 선택입니다..
설계, 처리 및 등급 선택은 작동 환경(온도)에 맞춰야 합니다., 화학적 노출 및 부하를 최소화하여 재료의 긴 사용 수명과 신뢰성을 극대화합니다..
FAQ
POM과 나일론의 차이점은 무엇입니까 (PA6/PA66)?
POM은 더 나은 치수 안정성을 제공합니다. (낮은 수분 흡수 <0.2% 대. PA6 8%), 낮은 마찰 (0.18 대. 0.35), 우수한 내화학성.
PA6/PA66은 연성이 더 높습니다. (최대 신장 200%) 충격에 강하지만 습기에 부풀어 오릅니다., 정밀도 감소.
언제 Homo-POM을 선택해야 할까요?. 코폼?
고강도를 위해서는 Homo-POM을 선택하세요, 뻣뻣한 응용 (예를 들어, 기어, 패스너) 결정성과 강성이 중요한 곳.
충격에 취약한 부품에는 Co-POM을 선택하세요 (예를 들어, 경첩, 클립) 또는 복잡한 성형 프로젝트, 더 나은 인성과 가공성을 제공하므로.
POM을 연료 시스템에 사용할 수 있습니까??
예. POM은 연료에 대한 저항성이 우수합니다., 오일 및 많은 용매에 사용되며 연료 시스템 구성 요소에 널리 사용됩니다.. 특정 연료 혼합 및 온도 범위를 항상 확인하십시오..
POM의 안전한 연속 서비스 온도는 얼마입니까??
~80~100°C 이하에서 장기간 사용하도록 설계. 적절한 등급 선택 및 검증을 통해 ~120°C까지의 짧은 편위가 가능합니다..
POM이 물에서 부풀어오르나요??
아주 조금. 평형 수분 흡수가 낮다 (~ 0.2–0.3%), 나일론에 비해 수분에 의한 치수 변화가 적습니다..
POM 식품 접촉은 안전한가요??
많은 POM 등급이 식품 접촉 규정을 준수합니다.; 필요한 경우 식품 등급 또는 FDA 준수 등급 지정.
POM이 견딜 수 있는 최대 온도는 얼마입니까??
Co-POM의 연속 사용 온도는 90~110°C입니다., Homo-POM은 80~100°C로 제한됩니다..
120~130°C에 단기간 노출 가능, 그러나 이 온도 이상으로 장기간 노출되면 열적 저하가 발생합니다..
