POM Kunststoffe: POM-C und POM-H
POM (Polyoxymethylen), auch bekannt als Acetal, ist ein technischer Kunststoff, der oft in feuchten Anwendungsgebieten eingesetzt wird. POM nimmt so gut wie keine Feuchtigkeit auf und bietet eine hervorragende Dimensionsstabilität. Daher ist es für Anwendungen, die intensive Bearbeitung, enge Toleranzen und/oder einen hohen Kriech- und Deformationswiderstand erfordern, besonders geeignet.
Während andere Materialien aufgrund von Hydrolyse oder chemischer Korrosion vorzeitig abgebaut oder durch Spannungsfreisetzung bei der Bearbeitung verformt werden können, behält POM seine Leistungsfähigkeit und Formstabilität bei. Als äußerst widerstandsfähige Materialien, die dazu neigen, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren, sind POM-C und POM-H Materialien unverzichtbar in technischen Anwendungen, bei denen es auf die Einhaltung von Toleranzen ankommt.
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Was ist der Unterschied zwischen POM-Copolymer (POM-C) und POM-Homopolymer (POM-H)?
Der Hauptunterschied zwischen POM-C und POM-H liegt in der Molekularstruktur, die sich aus dem Polymerisationsverfahren ergibt.
POM-H wird durch Polymerisation eines einzelnen Monomers hergestellt, wobei eine regelmäßige kristalline Molekularstruktur entsteht. POM-C wird durch Polymerisation zweier verschiedener Monomere hergestellt, wodurch eine eher amorphe Struktur entsteht.
POM-C und POM-H sind beide teilkristalline Kunststoffe, POM-H weist jedoch einen höheren Kristallinitätsgrad auf als POM-C.
Worin unterscheiden sich die Eigenschaften von POM-C und POM-H?
POM-H hat im Allgemeinen bessere mechanische Leistungsmerkmale, während POM-C eine bessere Chemikalienbeständigkeit aufweist.
POM-H übertrifft POM-C um etwa 15 % in Bezug auf Härte, Steifigkeit, Zug- und Druckfestigkeit. Darüber hinaus kann es etwa 10 % höheren Belastungen standhalten, bevor es zu einem sogenannten Kriechen des Materials kommt.
POM-C ist etwas duktiler und weniger steif als POM-H, es weist aber dafür eine deutlich geringere Kernporosität in der Materialmitte auf. POM-C gast deshalb nicht so stark aus und ist beständiger gegenüber einer größeren Anzahl von Chemikalien als POM-H (pH-Wert von 4-13 zu pH-Wert von 4-9). POM-C weist außerdem eine bessere Hydrolysebeständigkeit bei höheren Temperaturen auf (85 °C gegenüber 60 °C) und kann höheren Dauergebrauchstemperaturen in Luft ausgesetzt werden (100 °C gegenüber 90 °C).
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Die folgenden thermischen Eigenschaften beruhen auf Prüfungen, die an unseren Halbzeugen aus ungefüllten Standardtypen von Acetron®/Ertacetal® H POM-H und Acetron® GP/Ertacetal® C POM-C durchgeführt wurden.
Wärmeformbeständigkeitstemperatur von POM
HDT-Prüfung A 1,8 MPa (264 PSI)
POM-C POM-H ISO 75-1/-2 100 °C 110 °C ASTM D648 220 °F 250 °F Minimale und maximale Gebrauchstemperaturen: Temperaturbereich für POM
POM-C POM-H Min. Gebrauchstemp. -50 °C/-58 °F -50 °C/-58 °F Zulässige Dauergebrauchstemp. in Luft (20.000 h) 100 °C/180 °F 110 °C/190 °F Schmelzpunkt von POM
Schmelztemperatur (DSC, 10 °C (50 °F)/min)
POM-C POM-H ISO 11357-1/-3 165 °C 180 °C ASTM D3418 335 °F 347 °F Wärmeleitfähigkeit von POM
Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Kunststoffs, Wärme weiterzuleiten. Im Vergleich zu den meisten anderen technischen Kunststoffen weist POM-H eine geringfügig höhere Wärmeleitfähigkeit auf. Deshalb eignet sich POM-H z. B. hervorragend für Kühlkörper- oder Wärmemanagement-Komponenten in elektronischen Geräten, wo eine effiziente Wärmeübertragung und -ableitung zur Aufrechterhaltung der richtigen Betriebstemperatur wichtig sind.
Wärmeleitfähigkeit bei 23 °C (73 °F)
POM-C POM-H W/(K.m) 0,31 0,31 BTU in./(hr.ft².°F) 1,6 2,5 Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient von POM
Mit dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CLTE) wird die Rate bestimmt, mit der sich ein Material in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnt. POM-H weist normalerweise einen niedrigeren CLTE auf als POM-C, daher ist POM-H für Hochtemperaturanwendungen, die eine hohe Dimensionsstabilität erfordern, besser geeignet als POM-C.
ASTM E-831 TMA - µin./in./°F
POM-C POM-H -40 bis 150 °C/-40 bis 300 °F 54 47 ISO µm/(m.K)
POM-C POM-H 23 bis 60 °C/73 bis 140 °F 110 95 23 bis 100 °C/73 bis 210 °F 125 110 -
Die folgenden mechanischen Eigenschaften von POM beruhen auf Prüfungen, die an unseren Halbzeugen aus ungefüllten Standardtypen von Acetron®/Ertacetal® H POM-H und Acetron® GP/Ertacetal® C POM-C durchgeführt wurden.
POM – Dichte
ISO 1183-1
POM-C POM-H Dichte 1,41 g/cm³ 1,43 g/cm³ Reibungskoeffizient und Verschleißrate von POM
In trockenen Umgebungen ist POM im Allgemeinen nicht so widerstandsfähig gegen Verschleiß und Reibung wie andere technische Kunststoffe aus dem Preissegment wie beispielsweise Polyamid. In feuchten Umgebungen hingegen übertreffen POM-Materialien (insbesondere POM-C) viele technischer Kunststoffe hinsichtlich Verschleiß.
Tribologische Prüfungen
Methode POM-C und POM-H Verschleißrate ISO 7148-2 45 µm/km Verschleißrate QTM 55010 200 in³.min/ft.lbs.hrX10-¹⁰ Gleitreibungskoeffizient ISO 7148-2 0,3 - 0,45 Gleitreibungskoeffizient QTM 55007 0,25 Zugfestigkeit von POM
Die Zugfestigkeit ist ein Maß für die mechanische Spannung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. POM-H weist eine deutlich höhere Zugfestigkeit auf als POM-C.
Prüfung der Zugfestigkeit nach ISO 527-1/-2
POM-C POM-H Zugfestigkeit 66 MPa 78 MPa Streckdehnung 15 % – Bruchdehnung 40 % 24 % Zugelastizitätsmodul 3.000 MPa 3.700 MPa Prüfung der Zugfestigkeit nach ASTM D638
POM-C POM-H Zugfestigkeit 9.500 PSI 11.000 PSI Streckdehnung 11 % – Bruchdehnung 40 % 30 % Zugelastizitätsmodul 400 KSI 9.000 KSI Härte und Schlagzähigkeit von POM
Prüfung von Härte und Schlagzähigkeit
Methode POM-C POM-H Rockwell-Härte, Skala M ISO 2039-2 84 88 Rockwell-Härte, Skala M ASTM D785 88 89 Charpy-Schlagzähigkeit, ungekerbt ISO 179-1/1eU kein Bruch kein Bruch Charpy-Kerbschlagzähigkeit ISO 179-1/1eA 8 kJ/m² 10 kJ/m² Izod-Kerbschlagzähigkeit ASTM D256 1 ft.lb./in 1 ft.lb./in Biegemodul und -festigkeit von POM
Biegeprüfung
Methode POM-C POM-H Biegefestigkeit ISO 178 91 MPa 106 MPa Biegefestigkeit ASTM D790 12.000 PSI 13.000 PSI Biegeelastizitätsmodul ISO 178 2.660 MPa 3.450 MPa Biegeelastizitätsmodul ASTM D790 400 KSI 450 KSI -
Dank seiner geringen Feuchtigkeitsaufnahme und geringer Kernporosität in der Materialmitte weist POM-C eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien in einem pH-Bereich von 4 bis 13 auf.
POM-C bietet gute Beständigkeit gegenüber vielen gängigen Lösungsmitteln, Schmierstoffen, heißem Wasser und Wasserdampf, Ketonen, Estern sowie wässrigen Lösungen von Säuren und Laugen.
Gegenüber Chemikalien wie starken Säuren und Laugen, Phenolen, Kresolen und Halogenen bietet POM-C dagegen nur bedingte Beständigkeit.
Aufgrund der größeren Kernporosität in der Materialmitte weist POM-H gegenüber all diesen Chemikalien geringere Beständigkeit auf als POM-C. POM-H wird nur für Anwendungen mit Chemikalien im pH-Bereich von 4 bis 9 empfohlen.
- Fluidmanagement – Mit seiner guten Chemikalienbeständigkeit und geringen Feuchtigkeitsaufnahme ist POM-C ein hervorragendes Material für Komponenten in feuchten, potenziell korrosiven Umgebungen, wie z. B. Ventile und Dichtungen.
- Elektronik & Halbleiter – Aufgrund ihrer hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit und geringen Kernporosität wird POM-C häufig in Anwendungen mit hohen elektrostatischen Ladungen eingesetzt.
- Komplexe, leichte Teile – POM Materialien werden oft als Ersatz für Metalle in Anwendungen gewählt, in denen Gewichtsreduktion ein entscheidender Faktor ist. Dank seiner hervorragenden Formbeständigkeit, leichten Bearbeitbarkeit und den guten mechanischen Eigenschaften kann POM-H das Gewicht von Komponenten ohne Einbußen in der Funktionalität verringern.
- Lebensmittelverarbeitung & -verpackung – Insbesondere in feuchten Umgebungen bieten Food Grade POM Materialien hervorragende Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit für Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung. Zudem sind sie gegenüber üblichen Reinigungsmitteln beständig.
MatFind
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Semitron® Produktfamilie
Die Semitron® Produktfamilie dient der Leistungsoptimierung von Produktionsanlagen für Halbleiter- und Elektronikbauelemente. Sie umfasst eine breite Palette von technischen Kunststoffen bis hin zu imidisierten Materialien, wie beispielsweise halbleiterfähiges POM.
Produktfamilie Acetron®/Ertacetal®
Die Mitsubishi Chemical Group bietet POM als Homopolymer- und Copolymer-Typen an. Zu den speziellen Typen gehören Materialien, die sich besonders gut für Lageranwendungen eignen, metall- und röntgen-detektierbare Typen, sowie Food-Grade-konforme Varianten in einer Vielzahl von Farbmöglichkeiten.
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