POM ist ein Polymer, das aus Formaldehyd und anderen Rohstoffen gewonnen wird. POM-H (Polyoxymethylen-Homopolymer) und POM-C (Polyoxymethylen-Copolymer) sind hochdichte, hochkristalline thermoplastische technische Kunststoffe. Sie besitzen gute physikalische, mechanische und chemische Eigenschaften, insbesondere eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit. POM ist ein kristalliner Kunststoff mit einem ausgeprägten Schmelzpunkt; Sobald sie erreicht ist, nimmt die Schmelzviskosität schnell ab. Überschreitet die Temperatur einen bestimmten Grenzwert oder wird die Schmelze zu lange erhitzt, kommt es zur Zersetzung. Kupfer ist ein Katalysator für den POM-Abbau; Kupfer oder Kupfermaterialien sollten in Kontaktbereichen mit der POM-Schmelze vermieden werden.
Verarbeitungseigenschaften von POM
1. Die rheologischen Eigenschaften der POM-Schmelze sind nicht-newtonsch; seine Viskosität ist temperaturunempfindlich. Beim Spritzgießen können verbesserte Fließeigenschaften durch eine Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit und eine Verringerung der Düsengröße erreicht werden.
2. POM hat eine hohe Kristallinität, einen engen Schmelzbereich und eine erhebliche Formschrumpfung (bis zu 3,5 %). Bei dicken Kunststoffprodukten sind eine sorgfältige Druckhaltung und Materialnachfüllung von entscheidender Bedeutung, um übermäßige Lunkerbildung und Ausschuss zu verhindern.
3. POM hat eine schlechte thermische Stabilität. Zu hohe Temperaturen oder längere Haltezeiten können zur Zersetzung führen; Insbesondere oberhalb von 250 Grad Celsius beschleunigt sich die Zersetzungsgeschwindigkeit und es entsteht Formaldehydgas, das die Augen stark reizt. In schweren Fällen können Blasen oder Verfärbungen auftreten, in extremen Situationen sind Explosionen möglich. Daher ist eine strenge Temperatur- und Haltezeitkontrolle unerlässlich. Zusätzlich müssen Antioxidantien und Formaldehydabsorber zugesetzt werden.
4. POM verfestigt sich schnell und verursacht leicht Oberflächenfehler wie Falten, Flecken und Bindenähte. Dem kann durch eine Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit und der Formtemperatur entgegengewirkt werden.
5. POM-Produkte sind anfällig für innere Spannungen und eine erhebliche Schrumpfung nach dem Formen, was eine Nachbearbeitung erfordert. Die Nachbehandlungsbedingungen sind wie folgt: Dicke unter 6 mm, Temperatur 100 °C, Zeit 0,25–1 Stunde; Härte unter 6 mm, Temperatur 120–130 °C, Zeit 4–6 Stunden.
6. POM weist eine geringe Wasseraufnahme auf, eine Trocknungsbehandlung kann jedoch den Oberflächenglanz des Produkts verbessern. Trocknungsbedingungen sind: Temperatur 110–120 °C, Zeit 3–5 Stunden.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verarbeitung:
Überlegungen zum Formendesign: POM hat eine gute Fließfähigkeit und eignet sich daher für dünnwandige Produkte. Der Anschnitt sollte jedoch relativ groß ausgelegt sein, um beim Einspritzen der Schmelze mit hoher Geschwindigkeit ein Spritzen zu vermeiden. Das Entlüftungssystem sollte ausreichend ausgelegt sein, um Blasen oder Verbrennungen zu verhindern, die durch die Unfähigkeit, Zersetzungsgase auszustoßen, entstehen.
Optimierung des Spritzgussprozesses: Der Einspritzdruck wird typischerweise zwischen 80 und 120 MPa gesteuert, und der Nachdruck beträgt 60 bis 80 % des Einspritzdrucks. Es wird empfohlen, die Formtemperatur zwischen 80 und 100 °C zu kontrollieren. Eine zu niedrige Formtemperatur führt zu einer rauen Oberfläche des Produkts, während eine zu hohe Formtemperatur den Formzyklus verlängert.
Materialauswahl: POM gibt es in zwei Typen: Homopolymer und Copolymer. Homopolymer POM hat eine höhere Kristallinität und bessere mechanische Eigenschaften, aber eine etwas geringere thermische Stabilität; Copolymer-POM verfügt über eine bessere thermische Stabilität und ein breiteres Verarbeitungsfenster, wodurch es für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die thermische Stabilität geeignet ist.
Empfehlungen zur Nachbehandlung: Zusätzlich zu der von Ihnen erwähnten Glühbehandlung wird für Produkte mit hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit empfohlen, sie 24–48 Stunden lang auf natürliche Weise bei Raumtemperatur altern zu lassen, um innere Spannungen vollständig abzubauen.
Sicherheitsvorkehrungen: Das bei der Zersetzung von POM entstehende Formaldehydgas ist reizend. Die Verarbeitungswerkstatt sollte gut belüftet sein und die Bediener sollten Schutzmasken und Schutzbrillen tragen.
AHD Company verfügt über 31 Jahre Erfahrung in der Kunststoffplatten- und -stangenindustrie. Wir verfügen über umfassende Kenntnisse der Verarbeitungseigenschaften von POM und anderen technischen Kunststoffen und gewährleisten so eine hervorragende Produktqualität, stabile Leistung und äußerst wettbewerbsfähige Preise. Mit unserer professionellen Technologie und zuverlässigen Produkten freuen wir uns über Anfragen aller Kunden.
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Formprozess
1. Einspritztemperatur
Polyoxymethylen (POM) ist ein wärmeempfindliches, kristallines Polymer mit einem ausgeprägten Schmelzpunkt. Die Einspritztemperatur muss höher als sein Schmelzpunkt sein, damit das Material seine Fließfähigkeit behält und zum Formen geeignet ist. Die optimale Einspritztemperatur liegt zwischen 190°C und 200°C. Eine Erhöhung der Einspritztemperatur hat unterschiedlich starke Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von POM: Im Allgemeinen führt eine Einspritztemperatur von 20 °C bis 30 °C über dem Schmelzpunkt nicht nur zu insgesamt besseren physikalischen und mechanischen Eigenschaften, sondern führt auch zu Produkten mit einer glatten, flachen und blasenfreien Oberfläche. Bei dünnwandigen Produkten kann die Temperatur auf 210°C erhöht werden. Eine Überschreitung dieser Temperatur verbessert die Fließfähigkeit des geschmolzenen Materials nicht und kann sogar zur Materialzersetzung führen.
Da POM ein Kunststoff mit geringer thermischer Stabilität ist, ist das Verhältnis zwischen der Temperatur und der Zeit, der das Material ausgesetzt ist, umgekehrt proportional; Das heißt, je höher die Temperatur, desto kürzer ist die Zeit, die das Material aushalten muss. Dieser Punkt muss beim Formen sorgfältig berücksichtigt werden.
2. Einspritzdruck
Eine Erhöhung des Einspritzdrucks hat kaum Auswirkungen auf die Zugfestigkeit von POM (Polyoxymethylen), nur eine geringfügige Erhöhung der relativen Dehnung, während die Fallkugelschlagzähigkeit deutlich verbessert wird. Daher führt eine entsprechende Erhöhung des Einspritzdrucks nicht nur zu keiner Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Produkts, sondern verbessert auch die Fließfähigkeit und das Aussehen des Materials. Ein zu hoher Einspritzdruck kann jedoch zu Formverformungen und Graten am Produkt führen.
3. Haltezeit
POM erfährt aufgrund der Kristallisation eine erhebliche Volumenschrumpfung und die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze übersteigt die Schmelzgeschwindigkeit. Daher ist die Haltezeit entscheidend, um Schrumpfbeulen und Hohlräume im Produkt zu verhindern. Eine längere Haltezeit wirkt sich positiv auf die Abmessungen und das Aussehen des Produkts aus. Allerdings muss die Haltezeit mit der Angussversiegelungszeit kompatibel sein, um eine Verzögerung der Produktionseffizienz zu vermeiden.
4. Einspritzgeschwindigkeit
Durch die Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit wird die optische Qualität von POM-Produkten deutlich verbessert. Denn mit zunehmender Einspritzgeschwindigkeit nimmt auch die Scherrate zu, was zur Verringerung der Schmelzviskosität und damit zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Schmelze beiträgt. Gleichzeitig ist die Materialtemperatur aufgrund des geringeren Wärmeverlusts im Produkt und der durch Reibung erzeugten Wärme höher als beim Einspritzen mit niedriger Geschwindigkeit, was zu einer relativ langsameren Abkühlgeschwindigkeit und einer glatteren, flacheren Produktoberfläche führt. Daher wird, außer bei besonders dicken Produkten, im Allgemeinen eine schnellere Einspritzgeschwindigkeit verwendet. Besonders bei dünnwandigen Produkten ist die Schnellabfüllung ideal, da sie ein vorzeitiges Erstarren der Schmelze und Faltenbildung verhindert.
5. Formtemperatur Die Auswirkungen der Formtemperatur auf Polyoxymethylen (POM)-Produkte sind ungefähr wie folgt:
A. Kristallinität Bei höheren Formtemperaturen kühlt die Schmelze im Formhohlraum langsam ab, was sich positiv auf die Erhöhung der Kristallinität auswirkt. Dies ist ein gemeinsames Merkmal der meisten kristallinen Polymere beim Formen.
Da POM jedoch einen hohen Kristallinitätsgrad und eine schnelle Kristallisationsrate aufweist, haben Änderungen der Formtemperatur keinen wesentlichen Einfluss auf die Kristallinität.
B. Molekülorientierung Wenn die Formtemperatur niedrig ist, erfährt die Schmelze in der Nähe der Formwand eine größere Scherkraft, nachdem sie in den Formhohlraum gelangt. Seine Molekülketten verfestigen sich unter hoher Belastung, was zu einer deutlichen molekularen Ausrichtung und einer höheren inneren Spannung im Produkt führt. Eine erhöhte Formtemperatur kann die Spannung in den Molekülketten verringern, die Molekülorientierung verringern und zu einem glatteren Produkt führen.
C. Schrumpfrate: Da eine erhöhte Formtemperatur die Produktschrumpfung erhöht, muss diese während des Formprozesses streng kontrolliert werden, insbesondere bei Produkten, die eine hohe Maßgenauigkeit erfordern.
Aus Sicht der Praxiserfahrung, der Materialsegmentierung und der Betriebssicherheit werden folgende wichtige Punkte hinzugefügt:
Kugeltemperaturkontrolle: Während der POM-Verarbeitung sollte die Trommeltemperatur stufenweise verteilt werden, am Anfang höher und am Ende niedriger. Die Düse und der vordere Teil des Zylinders sollten eine etwas höhere Temperatur haben, um die Plastifizierung und Formfüllung zu erleichtern; Die Temperatur im mittleren und hinteren Bereich (in der Nähe der Auslassöffnung) sollte deutlich niedriger sein (normalerweise 20–30 °C niedriger als im Schmelzbereich), um eine „Wärmebarriere“ zu bilden, um zu verhindern, dass das Material im Zylinder zu früh erhitzt wird und sich aufgrund zu langer Verweilzeit zersetzt.
„Verweilzeit“-Management: Dies ist entscheidend, um Zersetzung zu vermeiden. Vor dem Abschalten muss das Fass mit einem hitzebeständigen Kunststoff (z. B. HDPE) gereinigt werden, um die Zersetzung des im Hochtemperaturfass verbliebenen POM beim Wiederanfahren zu verhindern. Wenn während der Produktion eine Pause von mehr als 15 Minuten erforderlich ist, sollte die Fasstemperatur auf unter 150 °C gesenkt und auf dieser Temperatur gehalten werden.
Formentlüftung: POM-Schmelze hat eine gute Fließfähigkeit, kühlt schnell ab und kann Spuren von Gas freisetzen; Daher muss die Formentlüftung besonders gründlich erfolgen. Eine schlechte Entlüftung kann leicht zu Fehlern wie Anbrennen, unzureichender Füllung und offensichtlichen Bindenähten im fertigen Produkt führen. Die empfohlene Tiefe für Entlüftungsnuten beträgt 0,01–0,02 mm.
Unterschiede beim Materialtyp: POM ist in Homopolymer- und Copolymerform erhältlich. Im Allgemeinen hat Homopolymer-POM einen höheren Schmelzpunkt (~175℃) und eine höhere Festigkeit, aber einen engeren Verarbeitungstemperaturbereich und eine etwas geringere thermische Stabilität. Copolymer POM hat einen etwas niedrigeren Schmelzpunkt (~165℃), aber eine bessere thermische Stabilität, Alkalibeständigkeit und ein breiteres Verarbeitungsfenster. Bei der Entwicklung eines Prozesses muss zunächst der Materialtyp bestätigt werden.
Anschnitt und Anschnitt: Kurze, breite Anschnitte und große Anschnitte (z. B. fächerförmige Anschnitte) sollten so konstruiert sein, dass sie den Strömungswiderstand reduzieren, eine Überhitzung durch Scherung minimieren und das Halten des Drucks und den Schrumpfungsausgleich erleichtern. U-Boot-Tore und Spot-Tore sind aufgrund der hohen Scherkräfte anfällig für Materialzersetzung und sollten mit Vorsicht verwendet werden.
Die Leistung technischer Kunststoffe wie POM hängt in hohem Maße von einem tiefen Verständnis des integrierten Ansatzes von Materialien, Verarbeitung und Formtechnologie ab. AHD engagiert sich seit über dreißig Jahren intensiv im Bereich der technischen Kunststoffe und sammelt einzigartige Prozesskenntnisse über die gesamte Kette hinweg, von der Analyse molekularer Eigenschaften über die rheologische Kontrolle bis hin zum Präzisionsformen. Wir beherrschen nicht nur das präzise Gleichgewicht von Temperatur, Druck und Formdesign, sondern sind auch hervorragend darin, die intrinsische Leistung und das Erscheinungsbild von Produkten durch Prozessinnovationen zu optimieren und so Stabilität und Zuverlässigkeit von Anfang an zu gewährleisten.
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