Nhựa POM với những đặc tính, lợi ích vượt trội và ứng dụng đa dạng đã trở thành lựa chọn phổ biến trong các ngành công nghiệp. Với những đặc tính: độ bền cơ học, ma sát thấp, ổn định kích thước và kháng hóa chất,... giúp nó trở thành vật liệu được sử dụng cho các ứng dụng kỹ thuật. Với sự phát triển liên tục, POM dự kiến sẽ được tìm thấy trong nhiều các ứng dụng khác trong tương lai, góp phần cải tiến trong nhiều lĩnh vực khác nữa.
Polyoxymethylene (POM) là một loại nhựa kỹ thuật có cấu trúc tinh thể, được biết đến với tên gọi khác như nhựa acetal, polyacetal hay polyformaldehyde. Đây là vật liệu có tính chất cơ học vượt trội, thường được sử dụng thay thế cho các chi tiết kim loại trong những ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, chịu mài mòn và khả năng ổn định kích thước tốt.
Giống như nhiều polyme tổng hợp khác, nó được sản xuất từ nhiều công ty hóa chất khác nhau, đồng thời họ sử dụng các công thức khác nhau và được bán trên thị trường dưới các tên khác nhau như Delrin, Kocetal, Ultraform, Celcon, Ramtal, Duracon, Kepital, Polypenco, Tenac và Hostaform.
Nhờ khả năng chịu lực, ma sát thấp và dễ gia công, nhựa POM được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực, từ cơ khí chính xác, ô tô, điện – điện tử cho đến sản phẩm tiêu dùng.
Nhựa POM lần đầu tiên được phát triển vào những năm 1920, nhưng phải đến năm 1952, một nhóm các nhà hóa học nghiên cứu tại DuPont đã tổng hợp thành công một biến thể của POM. Bốn năm sau, vào năm 1956, họ đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế để bảo vệ dạng homopolyme. Nhóm các nhà hóa học nghiên cứu tại DuPont chính thức công nhận R. N. MacDonald là người phát minh ra POM trọng lượng phân tử cao.
Các bằng sáng chế do MacDonald và các cộng sự của ông trình bản phác thảo quy trình tạo ra POM (~O−CH2OH) phân tử hemiacetal (~O−CH2OH) có trọng lượng phân tử cao. Tuy nhiên, các phiên bản này thiếu độ ổn định nhiệt cần thiết để có thể được thương mại hóa. Stephen Dal Nogare là người có công trong việc phát triển homopolyme POM ổn định nhiệt và có giá trị về mặt thương mại.
Từ đó đến nay, nhựa POM đã trở thành một trong những loại nhựa kỹ thuật phổ biến nhất trên thế giới, đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cơ học cao.
Về mặt hóa học, nhựa POM là một polyme của formaldehyde – có cấu trúc phân tử gồm các nhóm oxymethylene (–CH₂–O–) lặp đi lặp lại. Dựa trên cấu trúc này, POM được chia làm hai loại chính:
- POM homopolymer: có cấu trúc polymer thuần nhất, mật độ cao, tính chất cơ học vượt trội nhưng kém ổn định nhiệt hơn.
- POM copolymer: được trộn thêm nhóm ethylene oxide vào chuỗi phân tử, giúp cải thiện khả năng ổn định nhiệt và kháng hóa chất.
|
Tiêu chí |
POM homopolymer |
POM copolymer |
|
Độ cứng và độ bền |
Cao hơn |
Thấp hơn một chút |
|
Ổn định nhiệt |
Thấp hơn |
Tốt hơn |
|
Kháng hoá chất |
Kém hơn |
Tốt hơn |
|
Ứng dụng phổ biến |
Bánh răng, trục quay |
Van, linh kiện tiếp xúc hoá chất |
.jpg "Nhựa POM là gì?")
Nhựa POM là gì?
Polyoxymethylene (POM), còn được gọi là acetal hoặc polyacetal, là một loại nhựa kỹ thuật hiệu suất cao được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nó sở hữu nhiều đặc tính vượt trội nên được ứng dụng rộng rãi.
Một trong những ưu điểm nổi bật nhất của nhựa POM là khả năng chịu lực vượt trội. Với độ cứng cao và mô đun đàn hồi tương đương kim loại nhẹ, POM có thể giữ hình dạng chính xác trong quá trình hoạt động, ngay cả khi chịu tải trọng cơ học lớn.
Vì vậy, vật liệu này thường được sử dụng trong các chi tiết truyền động như bánh răng, puly, trục xoay... đặc biệt trong các hệ thống cần hoạt động liên tục và chính xác.
Nhựa POM có hệ số ma sát rất thấp (~0.2), đồng thời có khả năng tự bôi trơn nhẹ. Điều này giúp giảm hao mòn bề mặt, kéo dài tuổi thọ sản phẩm và giảm nhu cầu bảo trì định kỳ.
So với các loại nhựa khác như ABS hoặc PP, POM bền hơn nhiều khi hoạt động trong môi trường có ma sát – một lý do khiến nó rất được ưa chuộng trong ngành cơ khí và ô tô.
POM có độ giãn nở nhiệt thấp và hấp thụ ẩm cực kỳ ít (dưới 0.2%), giúp sản phẩm giữ nguyên kích thước ngay cả khi tiếp xúc với môi trường ẩm hoặc nhiệt độ biến thiên. Điều này đặc biệt quan trọng trong các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao.
Vật liệu này có thể hoạt động ổn định ở dải nhiệt độ từ -40°C đến +100°C, một số loại đặc biệt có thể chịu được tới 120°C trong thời gian ngắn.
Nhựa POM thể hiện khả năng chống chịu vượt trội đối với các loại hóa chất, dung môi và nhiên liệu khác nhau. Nó có thể chịu được việc tiếp xúc với dầu, mỡ, rượu và nhiều hợp chất hữu cơ mà không bị suy giảm đáng kể. Đặc tính này làm cho POM phù hợp với các ứng dụng thường xuyên phải tiếp xúc với hóa chất, chẳng hạn như các bộ phận của hệ thống nhiên liệu, bộ phận máy bơm và vòng đệm.
.jpg)
Tính chất của nhựa POM
Nhựa POM được biết đến với khả năng gia công dễ dàng, cho phép các quy trình sản xuất hiệu quả và chính xác. Nó có thể dễ dàng tạo hình, phay, tiện và khoan, phù hợp đối với việc sản xuất các thiết kế và bộ phận phức tạp. Đặc tính này làm cho POM trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng yêu cầu hình học phức tạp và độ chính xác cao, giảm thời gian và chi phí sản xuất.
Một trong những ưu điểm chính của nhựa POM là tính ổn định nhiệt vượt trội, có thể ứng dụng trong nhiều môi trường nhiệt độ khác nhau mà không bị thay đổi đáng kể so với tính chất ban đầu. Nó có điểm nóng chảy cao vì thế nhựa POM phù hợp để sử dụng ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
Nhựa POM có đặc tính hút nước thấp nên có khả năng chống lại các vấn đề liên quan đến độ ẩm như trương nở, cong vênh hoặc thay đổi kích thước. Tính chất này đảm bảo rằng các sản phẩm làm từ POM giữ được hình dạng và kích thước ngay cả trong điều kiện ẩm ướt.
Nhựa POM có tính ổn định hóa học đặc biệt, duy trì tính toàn vẹn khi tiếp xúc với các hóa chất và dung môi khác nhau. Nó có khả năng chống lại sự mài mòn và không bị ảnh hưởng bởi nhiều hóa chất phổ biến như axit, bazơ và dung môi hữu cơ.
Nhựa POM thể hiện khả năng chống biến dạng dưới áp lực cơ học kéo dài. Đặc tính này cho phép các thành phần POM duy trì hình dạng và hiệu suất của chúng trong thời gian dài, ngay cả khi chịu tải trọng hoặc ứng suất liên tục.
.jpg "Tính chất của nhựa POM")
Tính chất của nhựa POM
Nhựa POM được đánh giá cao trong nhiều ngành công nghiệp nhờ vào các đặc điểm sau:
- Hiệu suất cơ học cao: Cứng, bền, chịu lực và chịu mài mòn tốt.
- Tính ổn định kích thước: Không bị biến dạng trong môi trường ẩm hoặc nhiệt độ thay đổi.
- Gia công dễ dàng: Dễ cắt gọt, tiện, phay bằng máy CNC hoặc ép phun.
- Bề mặt mịn, đẹp: Thích hợp cho các chi tiết yêu cầu độ thẩm mỹ cao.
- Có thể thay thế kim loại nhẹ: Giảm trọng lượng, chi phí và tiếng ồn vận hành.
Những ưu điểm này giúp nhựa POM trở thành lựa chọn lý tưởng cho cả sản xuất hàng loạt lẫn ứng dụng công nghiệp chuyên biệt.
Dù có nhiều ưu điểm, nhựa POM vẫn tồn tại một số hạn chế:
- Dễ nứt do ứng suất: Nếu chịu lực va đập đột ngột hoặc gia công sai kỹ thuật.
- Không kháng tia UV: POM cần bổ sung chất chống tia cực tím nếu sử dụng ngoài trời.
- Không kháng axit mạnh: Dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với axit nitric, sulfuric, v.v.
- Khó sơn phủ: Bề mặt trơn khiến việc sơn hoặc dán decal khó bám dính.
Do đó, cần cân nhắc kỹ lưỡng khi chọn nhựa POM cho các ứng dụng ngoài trời hoặc môi trường hóa chất mạnh.
Polyoxymethylene (POM), còn được gọi là acetal hoặc Delrin, là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật linh hoạt mang một số đặc tính có lợi, chẳng hạn như độ cứng cao, ma sát thấp, ổn định kích thước và kháng hóa chất tốt. Những đặc điểm này giúp POM phù hợp để ứng dụng trong các ngành khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của vật liệu POM:
- Công nghiệp ô tô: POM được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp ô tô do tính chất cơ học tốt. Nó được sử dụng trong các bộ phận của hệ thống nhiên liệu, bánh răng, ống lót, kẹp, van và các bộ phận yêu cầu tính chính xác khác. Khả năng chống mài mòn và ma sát thấp của POM rất phù hợp với các ứng dụng như bánh răng, nơi hoạt động trơn tru và độ bền được yêu cầu cao.
- Công nghiệp điện: POM được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện nhờ đặc tính cách điện và ổn định kích thước. Nó được sử dụng trong các đầu nối, công tắc, vỏ rơle, các bộ phận cách điện và các bộ phận điện khác đòi hỏi tính chất điện môi tốt và khả năng chống ẩm và hóa chất.
- Hàng tiêu dùng: POM được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng tiêu dùng nhờ độ bền, mà sát thấp và khả năng chịu được việc sử dụng nhiều lần. Nó được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như khóa kéo, khóa, tay cầm, nút bấm, dây buộc và đồ chơi.
- Y tế và chăm sóc sức khỏe: Nhờ khả năng tương thích sinh học, khử trùng và kháng hóa chất, POM phù hợp để ứng dụng trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe. Nó được sử dụng trong các dụng cụ phẫu thuật, thiết bị phân phối thuốc, cấy ghép chỉnh hình, các bộ phận nha khoa và các thiết bị y tế khác.
- Máy móc công nghiệp: Nhờ độ bền cơ học cao và khả năng chống mài mòn nên POM được ứng dụng trong việc sản xuất các máy móc công nghiệp khác nhau. Nó được sử dụng trong bánh răng, vòng bi, các bộ phận của hệ thống băng tải, bộ phận van và các bộ phận cơ khí khác đòi hỏi độ bền cao, ma sát thấp và ổn định kích thước.
- Hệ thống xử lý chất lỏng: Khả năng kháng hóa chất, hấp thụ độ ẩm thấp và ổn định kích thước giúp POM phù hợp để ứng dụng trong các hệ thống xử lý chất lỏng. Nó được sử dụng trong máy bơm, van, cánh quạt, phụ kiện và các bộ phận khác tiếp xúc với hóa chất, nhiên liệu hoặc chất lỏng ăn mòn.
- Ngành đóng gói: POM được sử dụng trong ngành đóng gói để sản xuất nắp chai, nắp đậy nhờ độ bền, độ ổn định kích thước và khả năng kháng hóa chất cao.
- Thể thao và Giải trí: POM được sử dụng trong các thiết bị thể thao và giải trí như dây buộc trượt tuyết, bộ phận cung tên, bánh răng và cam trong xe đạp, và các thiết bị ngoài trời khác nhau nhờ có tính dẻo dai, ma sát thấp và khả năng chống va đập.
.jpg "Các ứng dụng phổ biến của vật liệu POM")
Các ứng dụng phổ biến của vật liệu POM
