美国杜邦(DuPont)的 Delrin® 500AF 是一款高性能聚甲醛(POM)工程塑料,通过 20% 聚四氟乙烯(PTFE)纤维增强,兼具低摩擦、高耐磨和优异的机械性能,广泛应用于对润滑性和耐久性要求严苛的场景。以下是其核心物性参数及应用领域的详细解析:
一、核心物性参数基础物理性能
密度:1.53-1.54 g/cm³,显著高于普通 POM(约 1.41 g/cm³),体现了 PTFE 纤维填充的高密度特性。
热稳定性:长期使用温度范围为 - 40°C 至 100°C,短期耐温可达 160°C(0.45MPa 负载下);熔点 178°C,热变形温度(0.45MPa)为 160°C,优于多数工程塑料。
吸水性:24 小时浸渍吸水率仅 0.2%,尺寸稳定性优异,适合高精度零件。
机械性能
强度与刚性:拉伸强度 48 MPa(23°C),弯曲模量 2500-2800 MPa,在中粘度 POM 中属于高刚性等级。
摩擦与磨损:动态摩擦系数低至 0.15-0.25(较普通 POM 降低 40%),磨损率为 3.2×10⁻⁶ mm³/Nm,适合高频率滑动场景。
抗冲击性:悬臂梁缺口冲击强度 3.0 kJ/m²(23°C),略低于未增强 POM,但通过 PTFE 纤维优化了抗疲劳性。
加工特性
成型工艺:推荐注塑温度 190-210°C,模具温度 80-120°C,需预干燥(80°C×2-4 小时)以避免水分导致的表面缺陷。
收缩率:流动方向收缩率 2.0%,需通过保压补偿(保压压力为注射压力的 50%-70%)以确保尺寸精度。
二、核心性能优势自润滑与耐磨性
PTFE 纤维均匀分散于 POM 基体中,形成连续润滑网络,显著降低摩擦阻力并减少磨损。例如,在齿轮传动中,其摩擦系数比普通 POM 低 40%,可延长零件寿命 3-5 倍。
耐化学腐蚀性
耐受汽油、润滑油、弱酸等介质,200°C 以下无溶剂可溶解,适合接触腐蚀性流体的工业部件。
尺寸稳定性
中粘度特性(MVR 5-7 cm³/10min)平衡了流动性与成型精度,可加工壁厚 0.8mm 的精密齿轮,且长期使用下形变量极小。
环保与认证
符合 RoHS 标准,通过 FDA 食品接触认证(21 CFR 177.2470)和 NSF/ANSI/CAN 61 饮用水安全认证,适用于食品医疗领域。
燃油系统:燃油泵齿轮、油箱盖、喷油嘴部件,利用其耐油性和低摩擦特性。
传动与悬挂:门锁机构、安全带扣、车窗升降器齿轮,抗疲劳性可满足 10 万次以上循环测试。
轻量化替代:替代金属轴承和衬套,减重 30% 以上,降低噪音。
2. 工业机械精密传动:纺织机械导丝器、印刷机凸轮,摩擦系数低至 0.15,减少能量损耗。
无油润滑场景:阀门密封件、气动元件,无需外部润滑即可运行,适用于无尘车间。
高负载部件:工业链条导轨、泵体叶轮,PV 极限值 0.3 MPa・m/s,可承受中等速度和压力。
3. 电子电器连接器与开关:耐电弧性优异(漏电起痕指数 600V),适合高频插拔的电子接插件。
精密传动:打印机送纸滚轮、复印机齿轮,耐磨耗性确保长期稳定运行。
绝缘部件:线圈骨架、断路器外壳,体积电阻率 > 1.0×10¹⁵ Ω・cm,满足高绝缘需求。
4. 消费品与医疗日常用品:拉链齿条、喷雾器阀门,低摩擦使操作顺滑,寿命可达 10 万次以上。
医疗设备:关节轴承、药物输送装置部件,符合 FDA 标准,但需额外认证(如 USP Class VI)用于植入场景。
5. 食品与包装食品接触部件:咖啡机阀门、食品加工设备导轨,通过 NSF 认证,无塑化剂迁移风险。
包装机械:灌装设备滑块、标签打印机齿轮,耐洗涤剂腐蚀,可直接接触食品级润滑油。
四、与竞品的差异化对比PTFE 含量 | 20%(纤维) | 15%(颗粒) | 5%-10%(颗粒) |
摩擦系数 | 0.15-0.25 | 0.20-0.30 | 0.18-0.28 |
抗冲击性 | 中等(3.0 kJ/m²) | 较高(4.5 kJ/m²) | 中等(2.8 kJ/m²) |
典型应用 | 高负载齿轮、燃油泵部件 | 低负载轴承、拉链齿条 | 办公设备传动件、家用电器齿轮 |
注塑优化:
采用中高速注射(60-80 cm³/s)以避免熔接痕,保压时间按壁厚 1-1.5 秒 /mm 计算。
模具需镀铬或氮化处理,降低脱模阻力,避免 PTFE 纤维磨损模具表面。
表面处理:
可通过化学蚀刻或等离子体处理增强涂层附着力,用于需要表面粘接的场景。
替代方案:
若需更高抗冲击性,可选择 Delrin® 500T(含化学润滑剂);若需更高 PV 值,可考虑 Delrin® 900AF(30% PTFE 填充)。
可回收性:POM 材料可通过机械回收再利用,但需避免与其他塑料混杂。
低碳生产:杜邦通过生物基原料(如 Delrin® Bio)逐步降低碳足迹,500AF 目前仍以化石基为主,但符合欧盟 REACH 法规。
Delrin® 500AF 凭借 “PTFE 纤维增强 + 中粘度 POM” 的独特配方,在润滑性、耐磨性和机械强度之间实现了平衡,成为替代金属和普通工程塑料的理想选择。其应用场景覆盖汽车、工业、电子、医疗等多个领域,尤其在高负载、低维护的关键部件中表现zhuoyue。选择时需结合具体工况(如温度、介质、负载),并通过杜邦官方 TDS 或技术支持获取定制化解决方案。