美国杜邦(DuPont)的 Delrin® 500AL 是一款高性能聚甲醛(POM)工程塑料,属于均聚物类型,通过添加润滑剂优化了摩擦和磨损性能。以下从物性参数、应用领域及加工特性三个方面进行详细解析:
一、核心物性参数基础物理性能
密度:1.39 g/cm³(ISO 1183),密度高于多数通用塑料,兼具金属般的刚性与塑料的轻量化优势。
熔体流动速率:14 g/10min(ISO 1133,190℃/2.16kg),中等粘度特性平衡了注塑流动性与成型强度。
吸水率:0.30%(23℃,50% RH 平衡),低吸水性确保长期使用中的尺寸稳定性。
机械性能
拉伸强度:屈服强度 66.0 MPa(ISO 527-2),拉伸模量 3000 MPa,适用于高负载传动部件。
弯曲性能:弯曲模量 2800 MPa(ISO 178),刚性优于多数工程塑料,可替代金属齿轮、凸轮等。
冲击韧性:-30℃无缺口冲击强度 130 kJ/m²(ISO 179/1eU),低温环境下仍保持抗脆裂能力。
摩擦与磨损特性
摩擦系数:0.08-0.25(依测试条件而异),添加的 PTFE 润滑剂显著降低摩擦阻力,尤其在金属接触场景中表现优异。
磨损率:相比普通 POM 降低 30% 以上(ISO 17089),适用于需长期运行的滑动部件如轴承、导轨。
热性能
热变形温度:1.8 MPa 负载下 97℃(ISO 75-2/A),短期耐温可达 120℃,满足多数工业环境需求。
熔融温度:178℃(ISO 11357-3),加工窗口较窄,需严格控制注塑温度(210-220℃)以避免降解。
化学兼容性
耐溶剂性:对醇类、醚类、润滑油及弱碱具有优异耐受性(ISO 175),但需避免接触强酸、强氧化剂。
食品接触安全:通过 FDA 认证(需核实具体批次),可用于食品包装机械、输送带等与食品间接接触的场景。
二、典型应用领域汽车工业
传动系统:同步器齿轮、轴承保持架,利用低摩擦特性降低动力损耗。
燃油系统:燃油泵叶轮、喷油嘴部件,耐受汽油、柴油侵蚀。
车身结构:门把手组件、安全带锁扣,高刚性与耐疲劳性确保长期可靠性。
工业机械
精密传动:减速箱齿轮、凸轮机构,替代铜合金实现免润滑运行。
流体控制:阀门阀芯、泵体密封件,耐腐蚀性与耐磨性延长使用寿命。
自动化设备:线性导轨滑块、机器人关节,低噪音设计适配高精度场景。
电子电器
消费电子:打印机齿轮、家电开关触点,电绝缘性(介电强度 23.6 kV/mm)与抗电弧性保障安全运行。
连接器:高速信号接口外壳,尺寸稳定性(收缩率 1.7-1.8%)满足精密装配需求。
食品与医疗
食品加工:食品包装机齿轮、传送带导向件,符合 FDA 21 CFR 177.2470 标准。
医疗器械:注射器推杆、手术器械手柄,生物相容性(需额外认证)与耐消毒性突出。
三、加工与成型建议注塑参数
温度控制:熔体温度 210-220℃,模具温度 80-100℃,避免过热导致甲醛释放。
压力设置:注射压力 80-100 MPa,保压时间 8 s/mm,减少制品缩痕。
干燥处理:80℃除湿干燥 2-4 小时,含水率需低于 0.1% 以防止水解。
后处理
退火工艺:160℃退火 30 min/mm,消除内部应力,提升尺寸稳定性。
表面处理:可通过喷涂 PTFE 涂层降低摩擦系数,或激光雕刻标识。
注意事项
脱模剂选择:优先使用含氟脱模剂,避免硅基脱模剂污染模具。
回收利用:可重复加工 3-5 次,但需逐步降低熔体温度以防止降解。
四、认证与合规性环保认证:符合 RoHS 2011/65/EU、REACH SVHC 标准,部分批次通过 UL 94 HB 阻燃认证。
行业标准:满足汽车行业 VDA 275 挥发物测试(五、替代材料对比
拉伸强度 (MPa) | 66.0 | 180 | 20 |
摩擦系数 | 0.12 | 0.25 | 0.05 |
耐油性 | 优 | 良 | 优 |
成型收缩率 (%) | 1.7-1.8 | 0.8-1.2 | 3.0 |
成本 ($/kg) | 4.5 | 5.2 | 28 |
(数据来源:杜邦技术手册、第三方材料数据库)
六、市场供应与选型建议型号扩展:杜邦提供 FG500AL(食品级)、500AF(20% PTFE 填充)等衍生型号,可根据具体需求选择。
供应商选择:建议通过杜邦授权分销商采购,如上海音塑、东莞市科思德塑胶,确保原料溯源与批次稳定性。
测试验证:批量生产前需进行摩擦磨损测试(ISO 17089)、热老化测试(ISO 2578),确保长期性能达标。
Delrin® 500AL 凭借其均衡的机械性能、优异的摩擦特性及广泛的化学兼容性,成为替代金属的理想工程塑料,尤其在汽车、工业机械及食品加工领域具有性。通过合理的设计与加工优化,可充分发挥其高性价比优势,实现轻量化与长寿命的双重目标。