注塑必備，輕松認(rèn)識POK，它憑什么替代POM和尼龍？

**問：POK作為對人體健康無害的工程塑料，它具備怎樣的特性？

POK聚酮，也被稱為脂肪族聚酮，是**主鏈由純碳構(gòu)成的工程塑料，它由韓國曉星化學(xué)通過一氧化碳、烯烴（乙烯、丙烯）為原料交替共聚合成并成功商業(yè)化。POK在生產(chǎn)過程中只排放極少的二氧化碳，是一種不含有害物質(zhì)，能通過FDA認(rèn)證和飲用水相關(guān)認(rèn)證的環(huán)保材料。

它的碳骨架由一氧化碳和α-烯烴交替組成的線性緊密規(guī)整結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此具備高結(jié)晶度，**的的耐沖擊性，**的成型周期，良好的耐磨耗性能，低翹曲變形，優(yōu)秀的彈性和韌性，優(yōu)秀的耐化學(xué)性和氣體阻隔性，非常好的水解穩(wěn)定性、耐燃性和氣體阻隔性。

POK碳纖維增強顆粒料

第二問：POK作為環(huán)保新型工程塑料，可以用在哪些領(lǐng)域？

由于POK的安全性，常用于替代POM用于食品傳送帶和凈水器部件，另外高沖擊韌性即使掉落也不會摔碎使其用于兒童玩具公仔和關(guān)節(jié)部件，頭盔和運動配件；POK優(yōu)異的耐沖擊性能和出色的耐磨性能，被用于替代POM和PA用于降噪耐磨齒輪、腳輪、滑輪、閥門、連接器、傳送帶和彈簧元件等；

POK優(yōu)秀的耐化學(xué)腐蝕性、抗溶脹性和水解穩(wěn)定性，使其用于水表、電子煙配件、化妝品配件、石油化工和污水處理等領(lǐng)域的管道和零件；POK對燃料和防凍液良好的耐受性能及優(yōu)秀的絕緣性能，使其用于電池組件、燃油車配件及新能源汽車充電連接器等；

POK良好的氣體阻隔性和安全性，也被用于擠出生產(chǎn)各種食品薄膜；POK的低可萃取性和耐化學(xué)品性，可作為化妝品接觸部件；POK還可用于高溫蒸汽、輻射滅菌等醫(yī)療制品應(yīng)用。這些注塑擠出規(guī)格的POK主要是三元共聚物，而使用濕式紡紗得到的高強度纖維則采用一氧化碳和乙烯交替共聚得到。

第三問：為什么我們稱POK是環(huán)保新型工程塑料，它在聚合時會釋放多少二氧化碳？

POK的聚合工藝比其他聚合物的聚合工藝具備更低的二氧化碳釋放量。POK為2.9Kg CO2 eq。而PA6 PA66 PBT PC POM依次為6.7,6.4,4.88,3.4,3.2 Kg CO2 eq。數(shù)據(jù)根據(jù)ISO14004指南進(jìn)行分析，可以看出，POK基礎(chǔ)樹脂生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）比PA66少61%，比PA6少46%，比POM少30%。

而且POK不含甲醛，相比POM解決了制造過程中的VOC問題。另外因為POK主鏈上的羰基（C=O）結(jié)構(gòu)這使其具備**的光降解性能，而且POK的合成的主要原料是大氣中的污染物一氧化碳，因此可以說POK是一種環(huán)保新型高分子工程塑料。

第四問：POK材料的短期耐熱性能怎么樣？能否用于高低溫場景？

通過分析POK材料的DSC熱流曲線圖，可以得出POK的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg為12℃，熔點Tm為222℃，結(jié)晶溫度Tc為180℃左右。在0.45MPa和1.8MPa下，POK純樹脂的熱變形溫度分別為200℃和105℃左右，增強規(guī)格分別為215℃和210℃左右。

維卡軟化點反應(yīng)的是材料的短期熱機械性能，POK純樹脂和增強規(guī)格維卡軟化點分別為195℃和210℃。另外POK在低溫下也能較好的保持材料的機械性能，因此相比PA和POM在高低溫切換的環(huán)境中更具優(yōu)勢。但是POK在持續(xù)高溫環(huán)境下的熱老化速度加快，可能會出現(xiàn)結(jié)晶度和力學(xué)性能下降的問題。

第五問：POK和POM是同一種耐磨塑料嗎？POK相比POM在齒輪應(yīng)用中有什么獨特的優(yōu)勢呢？

在塑料和塑料制品之間的無油潤滑情況下，POK的磨耗相比POM和PA要低得多；POK相比POM具備更低的噪音和更好的耐磨性，具備更長的使用壽命；非增強規(guī)格的POK收縮各向同性，基本不發(fā)生翹曲，因此制成的齒輪和軸承等能很好的復(fù)制出模具尺寸，能很好的把控產(chǎn)品尺寸；

相比POM注塑成型后可能需要二次調(diào)節(jié)尺寸或者回火，POK的延展性和成型穩(wěn)定性使其成型后即可組裝；另外POK良好的耐水解性，可以確保制成的零件在潮濕環(huán)境下也可以保持良好的機械性能。

但是材料的磨損影響因素很多，如：壓力、表面粗糙度、速度、材料的硬度、有無潤滑介質(zhì)、磨損的對象等，POK耐磨的優(yōu)勢主要是在塑料和塑料制品之間的無油潤滑。

第六問：相比PA和PPO材質(zhì)，POK的耐水解性具備什么優(yōu)勢？

POK樹脂的吸濕性比PA低得多，它的平衡吸水率為0.5%，在水中的飽和吸水率為2.1%左右，因此相比PA，在不同濕度環(huán)境下更能保持穩(wěn)定的尺寸和性能；POK在水環(huán)境中不會發(fā)生簡單的水解斷鏈，這是因為POK主鏈?zhǔn)翘?碳結(jié)構(gòu)相比PA的酰胺鍵（-CONH-）更不易受到水分子的攻擊；所以在水環(huán)境中，POK相比PA更穩(wěn)定，不會因為吸濕而發(fā)生尺寸膨脹和強度下降等問題。

而PPO也有良好的耐水解性能，并具備比POK更低的吸收率和低收縮率，被更多的用于新能源光伏發(fā)電領(lǐng)域。

第七問：POK的耐化學(xué)性較好，是否可以替代PTFE用于化工燃油領(lǐng)域呢？

得益于POK的雙極性和半結(jié)晶形態(tài)，它也可以抵抗許多常見化學(xué)溶劑、酸堿、油脂的溶解和腐蝕； POK對溶劑如乙醇、丙酮、甲苯具備良好的阻隔性能，這使其用于管道、工業(yè)化學(xué)容器和其他包裝應(yīng)用；

POK對流體碳?xì)浠衔镆灿泻芎玫淖韪艨節(jié)B透性能，如汽車燃料及其蒸汽，所以也可用于汽車燃料系統(tǒng)的油管等。另外POK的耐化學(xué)性也可用于電子煙配件，化妝品的噴霧閥門、噴霧泵彈簧、口紅內(nèi)管等。

PTFE作為耐化學(xué)塑料中的王者，對幾乎所有的強酸、強堿和有機溶劑表現(xiàn)出極強的抵抗力。因此在嚴(yán)苛的耐化學(xué)環(huán)境中，還是優(yōu)選PTFE或者PPS。

第八問：POK的短期力學(xué)性能，相比POM和PA有什么優(yōu)勢呢？

POK材料在具備接近PA拉伸強度的情況下還具有優(yōu)秀的抗沖擊強度和斷裂伸長率，POK的斷裂伸長率在300%左右，相比PA66的50%，即使調(diào)濕處理后的250%，相比POM的30%，明顯要高得多，這種不用調(diào)濕處理在韌性上明顯的優(yōu)勢，使得POK可以替代部分PA材料，用于抵抗因為震動等導(dǎo)致的制品開裂和破損，提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。

第九問：POK的戶外適應(yīng)性表現(xiàn)如何，是可用于戶外場景？

POK材料在寬廣的溫度范圍內(nèi)有很高的沖擊性能，懸臂梁缺口沖擊測試中在無缺口情況下是不斷裂的，即使是在負(fù)40℃的寒冷和嚴(yán)苛情況下，不添加任何增韌劑也具備極高的戶外耐寒性能；這是明顯的優(yōu)點相對于PA和POM材料。因此可用于汽車連接器、鐵路配件、頭盔等。

POK材料與許多熱塑性聚合物一樣，脂肪族聚酮在暴露于紫外線輻射下會發(fā)生降解，這會導(dǎo)致拉伸強度等機械性能出現(xiàn)大幅度下降，并帶來嚴(yán)重的色彩變化。因此，在沒有陽光照射防護(hù)的場景下，不建議戶外使用通用標(biāo)準(zhǔn)級的POK聚合物。

第十問：POK可以替代EVOH用于高阻隔包裝薄膜領(lǐng)域嗎？

POK中β晶型因堆疊方式不同具備更優(yōu)的阻隔特性能，它能有效的阻隔水汽、氧氣和油脂等物質(zhì)的通過，它對氣體和液體具有較低低滲透性；在食品包裝領(lǐng)域，使用POK制成的薄膜能有效阻隔氧氣和水汽進(jìn)入包裝內(nèi)部，延長食品保質(zhì)期，包持食品的新鮮和品質(zhì)，另外對于防油的食品包裝，POK的低油滲透性也能防止油脂滲出。EVOH乙烯-乙烯醇共聚物也具備良好的氣體阻隔性能，并且對于氧氣的阻隔性能，EVOH相比POK更高。

第十一問：面對PFAS的環(huán)境與健康威脅，歐美實施了全面的“去氟”禁令及限制性法規(guī)，POK是否可用于替代氟塑料用于耐磨場景？

全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）因其優(yōu)秀的耐磨、防油、防水、耐熱特性，被大量應(yīng)用于工業(yè)和生活應(yīng)用場景。但是，這類被稱為"**化學(xué)品"的物質(zhì)具有極強的環(huán)境持久性，可通過生物累積效應(yīng)在人體內(nèi)蓄積，顯著增加致癌、免疫系統(tǒng)紊亂等健康風(fēng)險，從而引起了人類的關(guān)注和限制。

POK具備同氟塑料接近的硬度、良好的耐水耐化學(xué)特性、**的抗沖擊性能。通過不添加PTFE，而使用二硫化鉬、UHMWPE和石墨等潤滑劑，使其具備更高耐磨性和低摩擦系數(shù)，這些性能特征可與含氟傳統(tǒng)產(chǎn)品相媲美，有助于減少摩擦、噪音、振動和熱量積聚，在涉及嚙合和極端磨損的應(yīng)用場景中可以顯著提高耐用性。這些應(yīng)用場景包括但不限于齒輪、滑輪、鉸鏈、葉輪、汽車零件、抽屜導(dǎo)軌和滾筒以及傳送帶等。

第十二問：POK作為一款新型工程塑料，可以應(yīng)用于電子消費品領(lǐng)域嗎？

POK的記憶回彈性堪比PA12，但是比PA12具備更好的成本優(yōu)勢和成型周期；POK的韌性比PC好，并且相比PC更柔軟，不會因為內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致制品開裂；POK比PA66具有更低的濕度敏感性。它的這些特性非常適合于電子消費品種的耳機頭帶。

另外POK的低磨耗和消音性能，也可以替代POM材料用于機械鍵盤的軸套。

第十三問：POK作為環(huán)保材料，是否可以用于食品接觸領(lǐng)域？

POK無毒無味，對人體無害，可以通過食品/水源/人體接觸以及醫(yī)療級認(rèn)證，并且不含甲醛，釋放的VOCs很少。

使用POK擠出的板棒型材，被機加工成各種零部件應(yīng)用于食品自動化流水線上的傳送帶，用于傳送肉類，果蔬等，目前被大幅度替代POM耐磨制件。

POK的高氣體阻隔特性，也可用于***別的食品包裝薄膜。

另外POK的耐水解性、不含甲醛、低吸水性，也大量用于水表、水閥、花灑、凈水器配件等。

第十四問：POK材料的阻燃性能怎么樣？

POK聚合物的結(jié)構(gòu)僅基于羰基和烯烴，因此燃燒后主要放出CO2和H2O，低煙密度，不會排放腐蝕性煙氣，煙氣毒性較低。POK純樹脂是UL94 HB阻燃等級，通過添加非礦物阻燃劑可以達(dá)到V-0等級。

因為POK燃燒產(chǎn)生的水和積碳層覆蓋在制品表面能夠很好的隔絕氧氣和熱量，因此POK需要的阻燃劑負(fù)載量相對較低（PA的50%），就能夠保證阻燃性和機械性能之間的良好平衡；阻燃規(guī)格POK樹脂和增強規(guī)格的灼熱絲可燃性指數(shù)分別為700℃和960℃。

第十五問：POK的電性能是否可以滿足電子電氣應(yīng)用？

POK表現(xiàn)出良好的電絕緣性能，它的介電強度和其他介電性能幾乎不受水分的影響。POK的體積電阻為1E14，Ω.cm，表面電阻為1E17Ω，2mm下的介電強度為20KV/mm左右，介電常數(shù)為0.010左右，CTI指數(shù)600V。

第十六問：POK作為新型工程塑料，使用經(jīng)濟性能怎么樣？

作為使用者的主要關(guān)注項目，成本一直是選材的一個重點。POK樹脂因為生產(chǎn)廠家少，價格一直比較平穩(wěn)，相比其他工程塑料，如PA66、POM較大的價格波動，這也是其一大優(yōu)勢；另外隨著PA和POM共聚的進(jìn)一步國內(nèi)產(chǎn)能的爆發(fā)，價格相對POK還是有比較大的優(yōu)勢；

但是POK的高結(jié)晶度，有助于縮短其成型周期，這能有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

另外POK純樹脂的密度為1.24介于POM和PA66之間，替代POM可以有效的降低制件的重量。

材料的回收使用價值也直接關(guān)系到材料的成本，POK的回料添加量建議控制在25%以內(nèi)，雖然POK多次循環(huán)利用的性能損失很小，但實際使用中還是建議配比試驗后再使用。

POK本色純料型材

第十七問：POK加工可以使用常規(guī)注塑機嗎？有沒有特殊要求？

POK聚酮的注塑建議使用螺桿長徑比L/D在18:1到22:1之間，壓縮比在1.75到2.5:1之間的標(biāo)準(zhǔn)螺桿；自由流動的止回環(huán)能將樹脂過熱的風(fēng)險降到最低，應(yīng)該避免使用帶有混合段和限制流量的螺桿；噴嘴可使用常規(guī)或反向錐度的噴嘴，對于小型注塑機，強烈建議噴嘴孔尺寸大于4mm，并控制好噴嘴溫度，這樣可防止POK快速結(jié)晶，堵住噴嘴；加熱部件建議使用容量足夠的加熱器和分離式熱電偶。

第十八問：POK模具設(shè)計時需要注意哪些事項？

POK正常加工過程中不會釋放腐蝕性物質(zhì)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)工具鋼；POK注塑時可快速填充，因此需要大量排氣，可使用0.008-0.013mm深度的排氣槽；POK結(jié)晶速度快，因此使用全圓形的大尺寸的澆口可降低熔體的冷卻速度（比POM澆口大25-50%，比PA66澆口大40-75%），在澆口末端建議按照冷料井，這可以保證流體的平穩(wěn)；POK純樹脂的收縮率為1.5-1.6%，增強30規(guī)格為0.1-0.9%，模具溫度有助于微調(diào)零件的尺寸。

第十九問：POK注塑加工時的參數(shù)和注意事項有哪些？

POK材料注塑建議的**含水量為0.2%，因此建議在90℃烘烤2小時，80℃烘烤3-4小時，雖然POK對水分不敏感，但也要保持干燥，以防止出現(xiàn)銀紋、流水口或空洞等表面不良問題。

POK建議的熔體溫度為235-250℃，盡量不要超過265℃，在溫度范圍的上限停留時間長會導(dǎo)致熱降解和物理性能的損失，甚至在極端情況下，會導(dǎo)致交聯(lián)和熔體粘度大幅增加。

通常5bar的背壓即可實現(xiàn)均勻的熔體溫度和一致的產(chǎn)品尺寸，但是使用彩色濃縮母粒時，需要10-15bar的背壓才能使染料充分?jǐn)U散，避免背壓超過15bar。

螺桿的轉(zhuǎn)速建議使用慢速到中速。射速建議中高速，如果需要較低的粘度來幫助零件填充，提高射速比提高熔體溫度更有效。

POK的模具溫度建議為60-80℃，當(dāng)增強級POK需要更好的表面時，建議使用更高的模具溫度，比如120℃以上。高溫下的快速結(jié)晶可以改善填充效果、熔接痕和表面光潔度，并且對循環(huán)時間幾乎沒有影響。

第二十問：POK擠出成型時的參數(shù)和注意事項有哪些？

POK擠出成型時建議干燥溫度為70-80設(shè)施的，時間4-16小時。基礎(chǔ)價的螺桿推薦使用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)單螺桿擠出機，這是因為POK是一種剪切敏感聚合物，它所受的的剪切力越小，聚合物熔體的質(zhì)量越好。螺桿的長徑比建議大于26，壓縮比為2.5到3.0之間。擠出的熔體溫度控制在220-235℃之間。

第二十一問：POK材料的著色性能怎么樣？

配色時也要按照正常注塑生產(chǎn)，發(fā)生異常時或結(jié)束生產(chǎn)后要立即清機，并將炮筒排空；POK生產(chǎn)時注塑機清機用材料推薦PCTG,高粘度PP，GPPS，HDPE等；POK著色時建議使用POK基材的色母粒，預(yù)造粒彩色POK，而不推薦使用色粉。

第二十二問：為什么POK玻纖增強規(guī)格的表面浮纖比尼龍增強規(guī)格嚴(yán)重的多，有沒有改善方案？

由于POK材料比熱更低，結(jié)晶速度更快，這種快速的固化會導(dǎo)致增強級POK比增強級PA的產(chǎn)品表面更粗糙，浮纖也會更明顯。

玻纖增強POK的表面效果可以通過如下方式改善：

模溫的提高可以降低樹脂的固化速度，從而使表面得到改善，推薦的模溫范圍為100-120℃，為了得到更好的表面模溫甚至可以更高；

磨砂的模具表面可以隱藏玻纖增強POK的流痕，建議使用消費電子行業(yè)常用的單一噴砂模面。

使用磨碎玻纖或者短玻纖對POK表面的改善也有一定的幫助。

POKETONE X10系列使用的POK基礎(chǔ)樹脂和PA6具有一樣的結(jié)晶溫度（160℃），結(jié)晶溫度的降低，會提高結(jié)晶時間，從而改善增強POK的表面效果。

建議的加工工藝：注塑速度大于50mm/sec，模具溫度光面為100-120℃，磨砂面為60-80℃，射嘴溫度為240-260℃，炮筒溫度為220-240℃。

第二十三問：POK材料是導(dǎo)電抗靜電規(guī)格用于特殊場景？

啟富塑膠通過將POK材料和炭黑、碳纖維、碳納米管等導(dǎo)電填料進(jìn)行共混改性制得的導(dǎo)電防靜電POK材料，不僅具備良好的導(dǎo)靜電性能，還由于POK本身良好的耐磨性、耐水解性、高沖擊性能，被廣泛用于汽車、機械、紡織、電子電氣、電器等領(lǐng)域。

第二十四問：之前沒有用過POK材料，有什么辦法可以不開模具，小批量進(jìn)行驗證？

進(jìn)行小批量驗證的方式有開簡易模具，3D打印和型材CNC加工，啟富塑膠的POK板材、棒材和管件已經(jīng)覆蓋了本色和黑色、非增強和玻纖增強、加鐵氟龍PTFE、硅油、防靜電、導(dǎo)電等不同規(guī)格。棒材直徑**至210mm，板材厚度至高為220mm。目前機加工用POK板棒主要用于腳輪、軸承、傳動軸、導(dǎo)向件、礦山機械襯板、食品加工輸送帶領(lǐng)域。

POK板棒片材