Характеристики, применение и производство полиацеталя

Полиацеталь – это термопластичный материал, который применяется в качестве антифрикционного покрытия. Его также называют полиформальдегидом, полиметиленоксидом или полиоксиметиленом. Одной из высоко оцениваемых характеристик этого полимера является его высокий уровень эластичности, а также износостойкость и устойчивость к нагрузкам. Благодаря этим свойствам, материал нашел широкое применение в различных отраслях промышленности.

Полиацетал, также известный как полиформальдегид, включает в себя два основных типа полимеров: гомополимер и сополимер. Хотя эти типы отличаются друг от друга методом производства, они имеют сходные эксплуатационные характеристики. Полиацетал обладает уникальными свойствами, среди которых выделяются:

• Твердость и жесткость, обеспечивающие высокую стойкость к ударным нагрузкам;
• Усталостная прочность при динамических нагрузках;
• Низкая ползучесть в условиях высоких температур;
• Износостойкость;
• Низкий коэффициент трения;
• Нетоксичность, что дает возможность использования полимера в пищевой промышленности;
• Размерная стабильность, делающая материал идеальным решением для производства высокоточных деталей;
• Пружинные свойства;
• Способность к поляризации в электрическом поле;
• Возможность длительного использования при температурах от -60 до +100-135 °С;
• Химическая стойкость к многим органическим веществам, маслам, автомобильному топливу, слабым кислотам и щелочам;
• Превосходная обрабатываемость;
• Стойкость к растрескиванию.

Помимо своих свойств, полиформальдегид также обладает эстетическими качествами, такими как блистающая поверхность, возможность краски, маркировки при помощи лазера и сварки ультразвуком. Его недостатки включают неустойчивость к воздействию радиации и сильных кислот.

Ассортимент полиацеталя включает несколько групп материалов:

1. Основной тип, включающий гомополимеры, сополимеры и некоторые модификации высоко стабилизированных сополимеров и гомополимеров. Эти полимеры имеют усовершенствованные технические свойства, и предназначены для использования в контакте с водой и при высокой температуре.
2. Наполненные и армированные полиацетали. Они обладают повышенной упругостью и прочностью при разрыве, благодаря содержанию в составе стеклянных микросфер, рубленого стекловолокна, мела и талька. Эти материалы наиболее подходят для формованных деталей с устойчивыми размерами. В эту группу также входят материалы с калийтитанатными монокристаллическими волокнами, обладающие высочайшей упругостью и сниженной скоростью износа.
3. Модифицированные марки. Такие полиацетали имеют отличные трибологические характеристики благодаря использованию особых модификаторов, таких как воск, мел, силиконовое масло, дисульфид молибдена (MoS2) и ПТФЭ. Для производства материала повышенной износостойкости используются смеси сверхвысокомолекулярного полиэтилена и сополимеров. Добавление эластомера в такие смеси обеспечивает сохранение повышенной вязкости материала.
4. Полимерные смеси с высокой ударной вязкостью. Эти модифицированные полимеры содержат термопластичные полиуретановые эластомеры. Они обладают повышенной деформируемостью, эластичностью и повышенным уровнем поглощения энергии при ударе, но при этом имеют сниженную твердость, жесткость и теплостойкость, что делает их идеальным решением для изготовления деталей, устанавливаемых на автомобилях и бытовых приборах.

Недавно на рынок вышла новая разработка – хостаформ S9243 и S9244 с каучуком. Эти полимеры обладают высокой вязкостью, в том числе с надрезом, и обеспечивают прочность стыков.

Переработка материала

Изделия, изготовленные из полиацеталя, включают стержни, втулки, трубы, листы и гранулы, которые служат заготовками для последующей переработки. Полиформальдегид широко применяется в машиностроении, медицине, электротехнике, пищевой и текстильной промышленности.

Существует несколько способов получения изделий из полиформальдегида, но наиболее распространенным является метод литья под давлением, который составляет 90% всех изделий. Этим способом можно производить практически все типы изделий. Второй по популярности метод - метод раздувного формования, который использует специальные сополимеры, обладающие повышенной устойчивостью к плавлению. Еще один метод, используемый в настоящее время, - прессование. Кроме того, для производства высокомолекулярных стержней и панелей используется метод экструзии.

Ученые активно работают над повышением производительности при изготовлении изделий из полиацеталя и снижением себестоимости производства при помощи машин с микропроцессорным управлением. Новые типы продуктов, такие как легкотекучие, также могут быть обработаны эти машинами. Экономически оправданным является повторное использование стружки полимерных заготовок.

Свойства полиацеталя, такие как твердость, эластичность, жесткость, вязкость и устойчивость к смазочным материалам, делают его незаменимым для различных областей техники. В России до 40% данного полимера используется в автомобильной промышленности, а до 25% - в производстве конторских и бытовых приборов. В мире главными отраслями применения полиацеталя являются электротехника и автомобильная промышленность (по 23%), а также производство потребительских товаров (21%).

Полиацеталь в гранулах и других формах широко используется в механике – для производства зубчатых колес и передач, подшипников, эксцентриков, конвейерных роликов и многого другого. Благодаря физиологической инертности и возможности использования в воде при высоких температурах до 80 °C, этот полимер также применяется для производства пищевых упаковок.

Полиформальдегид обладает хорошей устойчивостью к агрессивным соединениям, что делает его идеальным материалом для производства деталей насосов, фланцев и других комплектующих для химического оборудования. Изоляторы для электротехники также изготавливаются из этого материала благодаря его негигроскопичности.

Формальдегид (полиформальдегид) применяется для производства различных товаров бытового назначения, таких как счетчики воды и газа, элементы одноразовых шприцев и топливных насосов, стеклоподъемники и другое. Его устойчивость к химическому воздействию и гидролизу позволяет использовать его в кабельной промышленности для производства труб, фитингов и контейнеров.

Форма заготовок также влияет на особенности применения этого материала. Так, полиацеталь в пластинах, стержнях и плитах отличается высокой прочностью при низких температурах, поэтому широко используется для производства оборудования, используемого в сельском хозяйстве, промышленности и строительстве.

Статья о производстве полиацеталя в России

Для последних нескольких лет спрос на полиоксиметилен значительно увеличился в России. В 2011 году спрос на него вырос на целых 56%. С тех пор уровень его закупок закрепился на новом уровне. Эксперты прогнозируют среднегодовой рост потребления полиацеталей на уровне 5% в Европе и 6–7% в мире (уровень спроса ожидается наиболее существенно увеличиться в Китае). Этот процесс непременно затронет и рынок России. Согласно мнению специалистов, объем потребления этого материала будет расти в связи с расширением возможных применений в медицине, автомобилестроении и санитарии.

Общий объем отечественного рынка полиацеталя оценивается в 4 тысячи тонн в год. 60–70% этого объема составляют производители из России. Южная Корея является одним из лидирующих импортеров, откуда поставляется 58% зарубежного полиформальдегида. Основной иностранный поставщик – KOREA Engineering Plastics Co. Ltd., который составляет 32,5% от общего объема импортируемых закупок. На данный момент компания "МетПромStar" является одним из главных представителей отечественного рынка этого полимера. Наиболее популярным среди отечественных производителей являются стержни и пластины из полиацеталя.

Заготовки из полиацеталя: цены и особенности выбора

При выборе заготовок из полиацеталя стоит учитывать несколько факторов, которые могут повлиять на их стоимость. К таким факторам относятся марка проката, производитель, объем заказа, условия поставки и др. В среднем оптовая цена на пластину толщиной 20 мм и размером 1000х1000 мм начинается от 17 300 рублей. Если выбрать лист той же толщины, но размером 1000х2000 мм, то его стоимость начинается от 35 000 рублей. Также можно купить пласть более мелких размеров, например, 10х1000х1000 мм или 5х1000х2000 мм, которые обойдутся в 11 000 рублей.

Если нужны стержни из полиацеталя, их стоимость может быть немного дешевле. Стержень весом 0,3 кг (15х1000 мм) можно приобрести у различных поставщиков в диапазоне от 93 до 221 рубля. Стержень весом 2,5 кг (45х1000 мм) будет стоить от 665 до 1644 рублей, а стержень весом 11,7 кг (100х1000 мм) – от 3113 до 8118 рублей. Стоит помнить, что розничная цена на заготовки из полиацеталя может отличаться от оптовой на 10-15% и более.

Несмотря на стоимость, полиацеталь пользуется популярностью благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам: высокая вязкость и устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды. Именно поэтому этот материал широко используется в автомобильном производстве и электронике.

Фото: freepik.com