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.

Производство полиацеталя и его рынок в России

Российский рынок полиацеталя испытывает стремительный рост. За последние несколько лет потребление полиоксиметилена в России значительно выросло. В 2011 году был зафиксирован скачок спроса на целых 56%, после чего объем его закупок закрепился на новом уровне. Эксперты прогнозируют среднегодовой рост потребления полиацеталей в странах Европы на отметке в 5%, а в мире - на 6-7% (особенно высокий рост спроса ожидается на Китайском рынке). Этот процесс затронет и российский рынок. Специалисты прогнозируют дальнейший рост потребления полимера за счет расширения возможностей его применения в автомобилестроении, медицине и санитарии.

Общий объем отечественного рынка полиацеталя составляет около 4 тысяч тонн ежегодно. Около 60-70% от этих объемов составляет продукция отечественных производителей. Лидером среди импортеров является Южная Корея, которая поставляет 58% зарубежного полиформальдегида. Ведущим иностранным поставщиком является KOREA Engineering Plastics Co. Ltd., который поставляет 32,5% импортных закупок. В настоящее время одним из крупных игроков на отечественном рынке является компания "МетПромStar". Востребованием у отечественных переработчиков пользуются стержни и пластины из полиацеталя.

Заготовки из полиформальдегида: цена и характеристики

Цена на полиформальдегид зависит от нескольких факторов, среди которых - тип и марка проката, компания изготовителя, условия продажи и поставки, размер покупаемой партии и другие параметры. Оптовая стоимость пластины толщиной 20 мм и размером 1000х1000 мм начинается от 17 300 рублей. Лист такой же толщины, но размером 1000х2000 мм будет стоить от 35 000 рублей. Пластины размером 10х1000х1000 или 5х1000х2000 мм можно купить за 11 000 рублей.

Если нужны стержни полиформальдегида, то они обойдутся немного дешевле. Стержни с весом 0,3 кг (15х1000 мм) продаются по цене от 93 до 221 рубля у разных поставщиков. Стержень весом 2,5 кг (45х1000 мм) можно приобрести как за 665, так и за 1644 рублей. Цена стержня весом 11,7 кг (100х1000 мм) составляет от 3113 до 8118 рублей. Розничная цена зачастую выше оптовой на 10-15%, иногда больше, в зависимости от условий закупки.

Причина широкого распространения полиформальдегида - это сочетание доступной цены и высокой вязкости, а также устойчивости к внешней среде. Материал наиболее востребован для производства автомобилей и электроники благодаря превосходным эксплуатационным характеристикам.

Фото: freepik.com