碳纤增强POM材料的优点
碳纤增强 POM 具有以下优点:
力学性能显著提高:
高强度:碳纤维具有极高的强度,加入到 POM 中后,能够显著提升材料的拉伸强度、弯曲强度等,使制品能够承受更大的外力和负荷,例如在制造汽车发动机周边零部件时,可更好地抵御发动机运转时产生的振动和冲击。
高刚性:增强后的 POM 刚性得到大幅增强,在受力时不易发生变形,能保持良好的形状稳定性,这对于一些对尺寸精度要求较高的零件,如精密电子设备的结构件、机械传动中的齿轮等,具有重要意义,可确保其在长期使用过程中维持准确的尺寸和形状,保证设备的正常运行。
高韧性:碳纤维的加入在提高强度和刚性的同时,还能使 POM 保持较好的韧性,使其具有良好的抗冲击性能,不易因突然的外力冲击而断裂,可用于制造一些需要承受动态载荷的部件,如运动器材中的球拍、自行车零部件等。
耐磨性能增强:碳纤维的加入可以进一步提高 POM 的耐磨性能,使其表面更加坚硬光滑,在与其他物体接触摩擦时,能够减少磨损和刮擦,延长制品的使用寿命,适用于制造频繁接触摩擦的零部件,如轴承、滑块、齿轮等,能有效降低因磨损而导致的设备故障和维修成本。
热稳定性提高:碳纤增强 POM 的热稳定性得到改善,能够在较宽的温度范围内保持稳定的性能,其热变形温度升高,在高温环境下不易发生软化、变形等现象,可满足一些在高温条件下使用的部件需求,如汽车发动机舱内的零部件、高温烘箱中的夹具等,确保在高温环境中仍能可靠地工作。
导电性和电磁屏蔽性良好:碳纤维本身具有一定的导电性,使得碳纤增强 POM 具备了良好的导电性能,能够有效地传导电流,可用于制造一些需要导电功能的电子零部件,如电磁屏蔽罩、导电按键等,防止静电积累对电子设备造成损害,同时还能起到电磁屏蔽的作用,减少外界电磁干扰对设备内部电路的影响,提高设备的稳定性和可靠性。
尺寸稳定性好:碳纤维的加入能够降低 POM 的线膨胀系数,使其在温度变化时的尺寸变化较小,具有更好的尺寸稳定性,对于制造精密零件和要求尺寸精度高的部件尤为重要,如光学仪器中的镜片座、精密模具等,可保证在不同温度环境下部件的尺寸精度和配合精度。
耐化学腐蚀性佳:POM 本身就具有较好的耐化学腐蚀性,而碳纤维的加入并不会降低其耐化学腐蚀性能,因此碳纤增强 POM 能够耐受多种化学物质的侵蚀,包括酸、碱、盐溶液以及一些有机溶剂等,可在较为恶劣的化学环境中使用,如化工设备中的阀门、管道配件等,拓宽了材料的应用范围。
碳纤增强 POM 与其他工程塑料相比 优点: 力学性能更优:与聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)等工程塑料相比,碳纤增强 POM 的强度、刚性和韧性更为平衡。例如在制造汽车发动机周边零部件时,碳纤增强 POM 能够更好地抵御发动机运转时产生的振动和冲击,而 PC 的刚性相对较低,PA 的吸水性会影响其尺寸稳定性和力学性能。 耐磨性能突出:相比聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等工程塑料,碳纤增强 POM 的耐磨性能更好,表面更加坚硬光滑,在与其他物体接触摩擦时,能够减少磨损和刮擦,延长制品的使用寿命,适用于制造频繁接触摩擦的零部件,如轴承、滑块、齿轮等,而 PBT 的磨耗相对较大。 热稳定性良好:相较于一些通用工程塑料,碳纤增强 POM 的热稳定性有显著提高,能够在较宽的温度范围内保持稳定的性能,热变形温度升高,在高温环境下不易发生软化、变形等现象,可满足一些在高温条件下使用的部件需求,如汽车发动机舱内的零部件等,而像聚苯醚(PPO)等工程塑料虽然热稳定性也较好,但成本相对较高。 导电性和电磁屏蔽性独特:与多数传统工程塑料不同,碳纤维本身具有一定的导电性,使得碳纤增强 POM 具备了良好的导电性能和电磁屏蔽性能,能够有效地传导电流,防止静电积累对电子设备造成损害,同时还能起到电磁屏蔽的作用,减少外界电磁干扰对设备内部电路的影响,提高设备的稳定性和可靠性,可用于制造一些需要导电功能的电子零部件,如电磁屏蔽罩、导电按键等,而其他工程塑料如 PC、PA 等一般不具备此性能。 尺寸稳定性佳:碳纤增强 POM 的尺寸稳定性优于许多工程塑料,其线膨胀系数较低,在温度变化时的尺寸变化较小,对于制造精密零件和要求尺寸精度高的部件尤为重要,如光学仪器中的镜片座、精密模具等,可保证在不同温度环境下部件的尺寸精度和配合精度,相比之下,POM 在未增强时的尺寸稳定性虽较好,但不如碳纤增强后的效果显著。 缺点 成本较高:碳纤增强 POM 的制备需要添加碳纤维等高性能材料,且生产工艺相对复杂,导致其成本较普通 POM 及一些通用工程塑料如 PA、PBT 等明显增加,这在一定程度上限制了其在一些对成本敏感的大规模应用领域的推广。 加工难度大:由于碳纤维的加入,碳纤增强 POM 的熔体粘度增大,流动性变差,加工难度相应提高,对加工设备和工艺要求更为严格,例如在注塑成型时,需要更高的注射压力和温度,才能保证制品的成型质量,容易出现成型缺陷,如缺料、气泡、翘曲等,而普通工程塑料的加工相对较为容易。 外观质量受限:碳纤维的颜色一般为黑色,这使得碳纤增强 POM 制品的颜色选择受到限制,难以获得鲜艳、透明或浅色的外观效果,对于一些对外观有特殊要求的应用场景,如外观装饰件等,其应用可能会受到影响,而像 PC 等工程塑料具有良好的透明度和可着色性,能够满足多样化的外观设计需求。 耐腐蚀性不如部分工程塑料:尽管 POM 本身具有较好的耐化学腐蚀性,但在一些特定的化学环境中,如强氧化性酸、强碱等,碳纤增强 POM 的耐腐蚀性可能不如聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)等具有优异耐腐蚀性的工程塑料,从而限制了其在某些化工领域的应用。