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Technische Kunststoffe - Polyoxymethylen (POM)

Polyoxymethylen (POM)

Auszug aus
Wolfgang Kaiser

Kunststoffchemie für Ingenieure

11/2015, 636 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44774-5
S. 404-405

POM ist ein teilkristalliner, weitgehend linearer, durch Kettenpolymerisation bzw. Kettencopolymerisation herzustellender Thermoplast. Er zählt zu den typischen technischen Thermoplasten mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Dimensionsstabilität sowie hervorragendem Gleit- und Verschleißverhalten.

POM gehört daher zu den bevorzugten Konstruktionswerkstoffen, z. B. für Präzisionsteile der Feinwerktechnik. Wichtigste Einsatzgebiete sind die Automobilindustrie und die Elektrotechnik, gefolgt vom allgemeinen Geräte- und Maschinenbau sowie Anwendungen im Konsumgüterbereich.

Wegen ihrer chemischen Struktur (wiederkehrender Baustein ist die Acetalgruppe –CHR––O––) werden die Polyoxymethylene auch als Polyacetale bezeichnet. Man unterscheidet POM-Homo- und -Copolymere mit eingebauten C2- oder C4-Einheiten zur Erhöhung der Stabilität.

Eigenschaften

Diese zur Gruppe der technischen Thermoplaste gehörenden Kunststoffe besitzen mittlere bis hohe Festigkeit (besonders Wechselfestigkeit) und Steifigkeit, mittlere bis hohe Schlagzähigkeit, Härte und ausgezeichnetes Gleit- und Abriebverhalten. Die hohe Rückstellelastizität findet insbesondere viele Anwendungen im Bereich der Schnappverbindungen.

Die Einsatzgrenzen liegen von etwa -40 bis 85 bzw. 100 °C Dauertemperatur, kurzfristig bis 120 °C. Die Wärmeausdehnung ist bei POM im mittleren Bereich. Durch die teilkristalline Struktur sind Teile aus POM mit einer Dicke >2 mm lichtundurchlässig weiß. POM lässt sich daher meist nur gedeckt, aber in allen Farben sehr gut einfärben. POM hat gute elektrische Isoliereigenschaften. Durch Zugabe von Glasfasern können Festigkeit, E-Modul und Formbeständigkeit in der Wärme erhöht werden.

POM-Thermoplaste weisen aufgrund ihrer hohen Kristallinität eine gute Beständigkeit gegen zahlreiche Chemikalien auf. Sie sind beständig gegen verdünnte Säuren (pH > 4) sowie verdünnte Laugen, aliphatische, aromatische und halogenierte Kohlenwasserstoffe, Öle und Alkohole. Sie sind unbeständig gegen konzentrierte Säuren und Flusssäure sowie Oxidationsmittel. POM weist geringe Feuchteaufnahme und hohe Gasdichte auf. Ohne Zusatz von UV-Stabilisatoren (u. a. Ruß) ist die Witterungsbeständigkeit nicht gut. Durch Tempern und Zugabe von Nukleierungsmitteln lässt sich der Gefügeaufbau beeinflussen. POM brennt infolge des spezifischen Abbaumechanismus, nämlich der Abspaltung gasförmigen Formaldehyds bei hinreichender Temperatureinwirkung.

Polyacetale sind linear aufgebaute, hochteilkristalline Thermoplaste mit einem Kristallinitätsgrad bis etwa 80% (Homopolymerisat). Die zwischenmolekularen Kräfte sind hoch.

Kristallitschmelzpunkt: 164 bis 172 °C (Copolymerisate); 175 °C (Homopolymerisate).

Glasübergangstemperatur etwa -60 °C (Copolymerisate), etwa -85 °C (Homopolymerisate).

Verarbeitung (Beispiele)

Das wichtigste Verarbeitungsverfahren ist das Spritzgießen, besonders auch das „Mikropräzisions-Spritzgießen“, das für die Herstellung eng tolerierter maßhaltiger Kleinteile (unter 2 g) mit Toleranzen von etwa 0,3 bis 0,6% auch für Maße unter 2 mm geeignet ist. Weitere Verarbeitungsmöglichkeiten: Extrudieren, Blasformen, Schweißen (außer HF-Schweißen). Auch lässt es sich hervorragend Spanen. Das Kleben ist nur nach Vorbehandlung möglich.

Aufgrund der hohen Schwindung besteht die Gefahr von Lunker- und Porenbildung, der jedoch durch entsprechende Verarbeitungsbedingungen begegnet werden kann. Dagegen besteht trotz der hohen Schwindung nur eine kleine Verzugsgefahr, da bei POM die Schwindungsdifferenzen längs und quer zur Fließrichtung gering sind. Bei zu hohen Verarbeitungstemperaturen tritt eine Zersetzung unter Abspaltung von gasförmigem Formaldehyd auf.

Anwendungsbeispiele

  • Maschinenbau, Fahrzeugindustrie: Zahnräder, Kleinstgetriebe, Schaltwerke, Kugellagerkäfige; Teile von Tankverschlüssen, Kraftstoffpumpen und Vergasern, Lautsprechergitter (Auto); Schnapp- und Federelemente; Teile und Gehäuse für Wasserpumpen, Ventile, Armaturen; Schrauben, Muttern, Lager für Uhrwerke, Bauelemente in „Outsert-Technik“.
  • Elektrotechnik: Präzisionsteile für Telefonapparate, Radio-, Fernseh- Tonwiedergabe- und Fax- Geräte, Kopierer, leitfähige Formteile bei entsprechender Füllung.
  • Verpackung: Sprühdosen, Gasfeuerzeugtanks, Gasampullen.
  • Bau- und Möbelindustrie: Beschläge, Scharniere, Schlossteile, Tür- und Fenstergriffe, Kupplungsteile für Gartenschläuche.
  • Sonstiges: Haken, Reißverschlüsse, Skibindungsteile, Dry Powder Inhaler, Insulin-Pen, Aufsteckzahnbürsten, Spielzeug.
Auszug aus
Wolfgang Kaiser

Kunststoffchemie für Ingenieure

11/2015, 636 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44774-5
S. 404-405
Weiterführende Information
  • Polyoxymethylen (POM)
    Kunststoffe 10/2017, Seite 82 - 87

    Polyoxymethylen (POM)

    Mechanische sowie Gleitreib-Eigenschaften in technischen Branchen gefragt

    Die Automobilindustrie, die Medizintechnik sowie Elektro- und Elektronikgeräte sind weiterhin wachsende Anwendungsfelder für den...   mehr

  • Polyoxymethylen (POM)
    Kunststoffe 10/2016, Seite 102 - 105

    Polyoxymethylen (POM)

    Große Nachfrage in China, Westeuropa stabil und Wachstum in Osteuropa

    Die POM-Nachfrage in einzelnen Ländern bzw. Regionen lässt sich detailliert abschätzen, indem neben den produzierten POM-Mengen auch die...   mehr

  • Bild: Polyoxymethylen (POM)
    Kunststoffe 10/2013, Seite 86 - 94

    Polyoxymethylen (POM)

    Vom Markt zum Produkt

    Polyoxymethylen (POM) schlägt dank seiner besonderen mechanischen, chemischen und tribologischen Eigenschaften eine Brücke zwischen den...   mehr

  • Bild: Polyoxymethylen (POM)
    Kunststoffe 10/2011, Seite 64 - 69

    Ungebrochener Aufwärtstrend: Polyoxymethylen (POM)

    POM hat sich in mehr als 50 Jahren als gefragter technischer Kunststoff weltweit am Markt positioniert. Neben der stetig wachsenden...   mehr

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