На вяршыні «піраміды прадукцыйнасці» ў свеце пластмас, UHMWPE (поліэтылен са звышвысокай малекулярнай масай) і POM (полиоксиметилен) часта класіфікуюцца непрафесіяналамі як адзін і той жа тып — «цвёрдыя інжынерныя пластыкі». Нягледзячы на тое, што іх механічная трываласць перавышае трываласць звычайных пластмас, яны ўтрымліваюць рэзка розныя «коды асобы»: адзін падобны да пругкага, але гнуткага «зносаўстойлівага героя», які вытрымлівае незлічоныя трэнні дзякуючы надзвычайнай расцяжымасці сваіх малекулярных ланцугоў; іншы падобны на "цвёрдага майстра" з вострымі бакамі, які падтрымлівае стабільнасць дакладнага абсталявання на міліметровым узроўні з яго высокакрышталічнай структурай. Чаму гэтыя аднолькава "цвёрдыя" матэрыялы вядуць такія розныя шляхі ў канвеерных стужках і механізмах для гадзіннікаў? Першы з яго каэфіцыентам трэння 0,05 пануе як "кароль безмасляных падшыпнікаў", а другі дамінуе ў прэцызійных машынах з дакладнасцю памераў ±0,01 мм. Што яшчэ больш дзіўна, ударатрываласць ліста UHMWPE у 30 разоў вышэй, чым у ліста POM, але ён імгненна размягчаецца пры 110°C; POM (Поліацэтальны ліст) вытрымлівае 120°C, але становіцца далікатным, як шкло, пры -10°C. За гэтым хаваецца матэрыялазнаўчы "парадокс прадукцыйнасці": цвёрдасць ≠ прыдатнасць. Як спосаб перапляцення малекулярных ланцугоў (звышдоўгія ланцугі СВМПЭ супраць цыклічнай крышталізацыі РОМ) перапісвае іх лёс? Калі "зносаўстойлівасць" і "цвёрдасць", "цвёрдасць" і "дакладнасць" узаемавыключальныя, як інжынеры могуць выйсці з тупіка? Далей мы разбяром пласт за пластом, каб выявіць сапраўдную прыроду поліэтыленавага ліста са звышвысокай малекулярнай масай і полиоксиметиленового ліста. На малюнку ніжэй паказаны ліст AHD UHMWPE.
UHMWPE супраць POM: не думайце, што яны падобныя!
Агляд: Асноўныя адрозненні паміж UHMWPE і POM UHMWPE (поліэтылен са звышвысокай малекулярнай масай) і POM (полиоксиметилен) з'яўляюцца высокаэфектыўнымі інжынернымі пластмасамі, але іх малекулярная структура і ўласцівасці ядра кардынальна адрозніваюцца. UHMWPE вядомы сваёй «звышзносаўстойлівасцю, высокай трываласцю і самазмазкай», што прынесла яму званне «Караля зносаўстойлівасці сярод пластмас». POM характарызуецца сваёй «высокай цвёрдасцю, высокай цвёрдасцю і стабільнасцю памераў», што робіць яго «Майстрам цвёрдасці ў прэцызійнай вытворчасці». Непрафесіяналы ўспрымаюць іх як "цвёрдыя", таму што іх механічныя ўласцівасці значна пераўзыходзяць звычайныя пластыкі (напрыклад, PP і PE), але іх рэальныя характарыстыкі значна адрозніваюцца: POM больш "цвёрды", а UHMWPE больш "цвёрды, але не далікатны". На малюнку ніжэй паказаны ліст і стрыжань AHD POM.
Ўсебаковая разбіўка ад малекулярнай да прадукцыйнасці
Малекулярная структура UHMWPE: Лінейны поліэтылен, малекулярная маса 1 мільён-6 мільёнаў POM: Поліаксіметылен (цыклічны/лінейны), крышталічнасць 70%-85% Рэзюмэ асноўных адрозненняў: UHMWPE ўзмацняецца за кошт яго «звышдоўгіх малекулярных ланцугоў»; POM умацоўваецца сваёй "высокай крышталічнасцю". Шчыльнасць (г/см³) UHMWPE: 0,92-0,94 (крыху лягчэй вады) POM: 1,41-1,43 (прыкладна ў 1,5 разы больш, чым у UHMWPE) Рэзюмэ асноўных адрозненняў: POM больш цяжкі Цвёрдасць (клас Rockwell R) UHMWPE: 60-70 POM: 115-120 Ключ Рэзюмэ адрозненняў: цвёрдасць POM удвая большая, чым у UHMWPE; "цвёрдасць", якую ўспрымаюць непрафесіяналы, бліжэй да POM. Устойлівасць да ізаляцыі (страта на ізаляцыю, мг/1000 цыклаў) UHMWPE: 20-50 (Адзін з найбольш устойлівых да ізаляцыі пластмас у свеце) POM: 100-200 Рэзюмэ асноўных адрозненняў: Устойлівасць да ізаляцыі UHMWPE у 3-5 разоў вышэйшая, чым у POM, і падыходзіць для сцэнарыяў экстрэмальнага трэння. Самазмазвальныя ўласцівасці (каэфіцыент трэння): UHMWPE: 0,05-0,1 (блізка да PTFE/Teflon) POM: 0,1-0,2 Рэзюмэ асноўных адрозненняў: UHMWPE не патрабуе дадатковай змазкі, што робіць яго пераважным выбарам для «безмасляных падшыпнікаў». Ударная ўстойлівасць (ударная трываласць з надрэзам, кДж/м²) UHMWPE: 100-300 (захоўвае трываласць нават пры -40 ℃) POM: 6-10 (адносна далікатны) Рэзюмэ асноўных адрозненняў: ударатрываласць UHMWPE у 10-30 разоў вышэйшая за POM; ён менш схільны да паломак пры падзенні або ўдарах. Тэрмаўстойлівасць (HDT@1,8 МПа, °C) UHMWPE: 80-100 POM: 110-130 Рэзюмэ асноўных адрозненняў: POM больш тэрмаўстойлівы і можа вытрымліваць тэмпературу навакольнага асяроддзя вышэй за 120 °C на працягу кароткіх перыядаў. Хімічная ўстойлівасць UHMWPE: устойлівы да большасці кіслот і шчолачаў (за выключэннем моцных акісляльных кіслот), устойлівы да арганічных растваральнікаў POM: устойлівы да арганічных растваральнікаў, але адчувальны да моцных кіслот і шчолачаў Рэзюмэ асноўных адрозненняў: UHMWPE больш падыходзіць для хімічных/марскіх асяроддзяў Стабільнасць памераў (водапаглынанне, %) UHMWPE: <0,01 (практычна адсутнічае водапаглынанне) POM: 0,2-0,3 (нязначнае водапаглынанне) Рэзюмэ асноўных адрозненняў: ПЭСВМПЭ не дэфармуецца пасля фармавання, падыходзіць для высокадакладных дэталяў. Электрычныя ўласцівасці (электрычная трываласць, кВ/мм) UHMWPE: 45-60 POM: 18-22 Рэзюмэ асноўных адрозненняў: UHMWPE мае выдатныя ізаляцыйныя ўласцівасці. На малюнку ніжэй паказаны ліст AHD UHMWPE.
Адпаведныя перавагі: Дакладнае вылучэнне асноўных кампетэнцый
(I) Перавагі UHMWPE: вядучая ў свеце ўстойлівасць да ізаляцыі: страты ад ізаляцыі складаюць толькі 1/5 страт ад ізаляцыі нейлону і 1/3 страт ад POM, што робіць яго ідэальнай альтэрнатывай металу для прымянення з высокім трэннем, такіх як горназдабыўная прамысловасць і лагістыка; Выключныя ўласцівасці самазмазкі: каэфіцыент трэння, блізкі да тэфлону (PTFE), што дазваляе доўгатэрміновую працу без змазкі, што зніжае выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне; Дзіўная ўдаратрываласць: ударная трываласць з насечкамі больш чым у 10 разоў вышэйшая за POM, захоўваючы трываласць нават пры -40 ℃; Найвышэйшая ўстойлівасць да ўздзеяння навакольнага асяроддзя: устойлівы да марской вады, кіслот, шчолачаў і ультрафіялетавага выпраменьвання, прыдатны для вонкавых або хімічных асяроддзяў больш за 10 гадоў; Біясумяшчальнасць: не таксічны і не выклікае алергіі, ужо выкарыстоўваецца ў штучных тазасцегнавых/каленных суставах. (II) Перавагі POM: Высокая цвёрдасць і калянасць: цвёрдасць па Роквеллу дасягае 118R (блізкая да алюмініевага сплаву), трываласць на разрыў 60-70MPa (у 2-3 разы больш, чым у UHMWPE), падыходзіць для нясучых канструкцыйных кампанентаў; Выдатная стабільнасць памераў: Каэфіцыент водапаглынання <0,3%, амаль без дэфармацыі пасля ліцця пад ціскам; Выдатная ўстойлівасць да стомленасці: нялёгка ламаецца пры паўторных нагрузках (напрыклад, пры кручэнні шасцярні), з больш працяглым тэрмінам службы, чым звычайны пластык; Лёгкая апрацоўка: добрая цякучасць расплаву, можа быць зроблена ў складаныя формы (напрыклад, зашпількі-маланкі, дзвярныя замкі аўтамабіля) шляхам ліцця пад ціскам і экструзіі; Перавага ў кошце: цана складае ўсяго 1/2-2/3 UHMWPE, падыходзіць для шырокамаштабнай папулярызацыі. На малюнку ніжэй паказаны каляровы ліст AHD POM. AHD прапануе ліст POM таўшчынёй ад 1 да 250 мм з колерамі, даступнымі ў белым, чорным, зялёным, жоўтым, сінім і чырвоным і г. д. Запрашаем звязацца з Kawan Lai: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593 для атрымання больш падрабязнай інфармацыі.
Вобласць прымянення: дыферэнцыраваныя сцэнарыі, арыентаваныя на характарыстыкі
(I) Тыповыя вобласці прымянення UHMWPE: зносаўстойлівасць, ударатрываласць, лёгкія прамысловыя зносаўстойлівыя дэталі: падшэўкі канвеернай стужкі, лайнеры бункера, паўзункі горнага абсталявання (замена сталёвых пласцін для зніжэння шуму); Кампаненты з самазмазкай: безмасляныя падшыпнікі, утулкі, шківы (напрыклад, накіроўвалыя пласціны для партавых кранаў); Медыцынскія імплантаты: галоўкі сцегнавых костак штучнага тазасцегнавага сустава, накаленнікі (біясумяшчальныя + зносаўстойлівыя); Ахоўнае абсталяванне: устаўкі ў бронекамізэлькі (палімеры са звышвысокай малекулярнай масай для супрацьстаяння кулям), укладышы для шлемаў (паглынанне энергіі і ўдаратрываласць); Спартыўныя тавары: лыжныя мацавання, краю дошкі для серфінгу (ударатрываласць + лёгкі). (II) Тыповыя вобласці прымянення POM: высокая дакладнасць, высокая цвёрдасць, устойлівасць да стомленасці. Дакладнае абсталяванне: шасцярэнькі гадзіннікаў, кулачкі друкарак, злучэнні робатаў (дакладнасць памераў + устойлівасць да стомленасці); Аўтамабільныя запчасткі: шасцярні рухавіка шклоачышчальніка, рычагі дзвярнога замка, кампаненты паліўнага помпы (цвёрдасць + маслаўстойлівасць); Электроніка і электрапрыборы: выключальнікі, карпусы раздымаў, базы рэле (стабільнасць памераў + ізаляцыя); Прадукты штодзённага карыстання: галоўкі на маланкі, аправы для ачкоў, цацачныя механізмы (лёгка фармавацца + устойлівыя да падзення); Прамысловыя інструменты: ручкі гаечных ключоў, заціскі (высокая цвёрдасць + зносаўстойлівасць). На малюнку ніжэй паказаны ліст AHD UHMWPE. AHD прапануе ліст UHMWPE таўшчынёй ад 10 да 150 мм з белымі, чорнымі і каляровымі колерамі. Запрашаем звязацца з Kawan Lai: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593 для атрымання больш падрабязнай інфармацыі.
У той час як UHMWPE і POM адносяцца да катэгорыі высокаэфектыўных інжынерных пластмас, іх малекулярная структура вядзе іх да рэзка розных шляхоў прадукцыйнасці: звышдоўгія малекулярныя ланцугі UHMWPE забяспечваюць беспрэцэдэнтную зносаўстойлівасць (страты на знос складаюць толькі 1/3 страты ад зносу POM, а яго самазмазвальныя ўласцівасці блізкія да тэфлону), што робіць яго ідэальным для прымянення з экстрэмальным трэннем і ўдарамі (напрыклад, здабыча карысных выкапняў). накладкі і штучныя суставы). POM, з іншага боку, можа пахваліцца высокай крышталічнасцю, што прынесла яму званне "майстра цвёрдасці" (цвёрдасць удвая большая, чым у UHMWPE, і высокая дакладнасць памераў), засяродзіўшы ўвагу на дакладнай перадачы і нясучых канструкцыях (напрыклад, шасцярэнькі гадзіннікаў і аўтамабільныя дзвярныя замкі). Абодва ўвасабляюць матэрыяльную філасофію "цвёрдасць, якая перавышае цвёрдасць" і "цвёрдасць, якая вытрымлівае вялікія нагрузкі", адпаведна, і будуць працягваць развівацца ў бок кампазітных і функцыянальных прымянення ў будучыні. Хочаце даведацца больш аб галіновых тэндэнцыях і рашэннях? Звязацца з Kawan Lai: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.
