Celanese Hostaform® C 9021 GV1/10 POM
Hostaform® C 9021 GV1/10 Copolímero de acetal (POM)
Resumen
Este informe ofrece un análisis técnico exhaustivo de Celanese Hostaform® C 9021 GV1/10, un copolímero de acetal de polioximetileno (POM) reforzado con un 10 % de fibra de vidrio. Sintetiza datos de diversas fuentes para detallar sus propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y físicas. Los análisis clave incluyen una comparación directa con el grado base C 9021 sin relleno para cuantificar los efectos del refuerzo, su posicionamiento dentro de la amplia gama de POM con relleno de vidrio y una revisión exhaustiva de las directrices de procesamiento, la idoneidad de las aplicaciones, la situación regulatoria y las consideraciones de seguridad. El documento pretende servir como recurso técnico fundamental para ingenieros y diseñadores que evalúan este material para aplicaciones exigentes que requieren alta resistencia, rigidez y estabilidad dimensional.
Introducción y perfil del material
Descripción general y designación de calificaciones
Hostaform® C 9021 GV1/10 es un termoplástico de ingeniería especializado y de alto rendimiento, suministrado por Celanese Corporation. Es un grado de moldeo por inyección basado en una matriz de copolímero de polioximetileno (POM), que se distingue por la inclusión de aproximadamente un 10 % en peso de fibras de vidrio cortas como refuerzo. Esta estructura compuesta está diseñada para ofrecer un equilibrio específico de propiedades, adaptado a aplicaciones exigentes.
Clasificaciones ISO
- Abreviatura química (ISO 1043-1):
POM - Compuesto de moldeo (ISO 29988):
POM-K, M-GNR, 02-003, GF10
La propuesta de valor principal de Hostaform® C 9021 GV1/10 es su capacidad para producir piezas moldeadas con propiedades mecánicas significativamente mejoradas, específicamente alta resistencia y rigidezEl refuerzo de fibra de vidrio también proporciona una mayor estabilidad dimensional al reducir la expansión térmica y la contracción de moldeo en comparación con su contraparte sin relleno. Para facilitar la fabricación, la fórmula incluye un agente desmoldante.
Posicionamiento dentro del portafolio Hostaform®
Hostaform® C 9021 GV1/10 sirve como grado reforzado de base, lo que representa una mejora significativa en el rendimiento mecánico con respecto al grado base sin relleno, ampliamente utilizado, C 9021. Es el punto de entrada a la serie reforzada con fibra de vidrio, que se extiende a grados con mayor relleno, como C 9021 GV1/20 (20 % de fibra de vidrio) y C 9021 GV1/30 (aproximadamente 26 % de fibra de vidrio).
Este posicionamiento es crucial desde una perspectiva de ingeniería. Ocupa un punto óptimo para aplicaciones que requieren rigidez y resistencia superiores a las capacidades del POM sin relleno, pero que no justifican la rigidez extrema, el mayor costo y los posibles desafíos de procesamiento asociados con los grados con mayor refuerzo.
Propiedades completas de los materiales
Rendimiento mecánico
La inclusión de fibras de vidrio altera fundamentalmente la respuesta del material a la tensión aplicada, dando como resultado un material más rígido, más fuerte, pero menos dúctil.
Puntos fuertes mecánicos clave
Resistencia al impacto (Charpy, sin entalla)
| Propiedad | Valor | Unidad | Test Standard |
|---|---|---|---|
| Módulo de tracción | 4800 | MPa | ISO 527-1/-2 |
| Estrés en el descanso | 90 | MPa | ISO 527-1/-2 |
| Tensión en la rotura | 4 | % | ISO 527-1/-2 |
| Módulo de flexión | 4500 | MPa | ISO 178, |
| Fuerza flexible | 130 | MPa | ISO 178, |
| Módulo de fluencia por tracción (1000 h) | 2500 | MPa | ISO-899 1 |
| Resistencia al impacto con entalla Charpy (23 °C) | 6.5 | kJ/m² | ISO 179/1eA |
| Dureza de la sangría de la bola | 170 | MPa | ISO-2039 1 |
Características térmicas
Rendimiento Térmico
| Propiedad | Valor | Unidad | Test Standard |
|---|---|---|---|
| Temperatura de fusión (10 °C/min) | 166 | ° C | ISO 11357-1/-3 |
| Temperatura de deflexión bajo carga (DTUL) a 1.8 MPa | 154 | ° C | ISO 75-1/-2 |
| Temperatura de deflexión bajo carga (DTUL) a 8.0 MPa | 64 | ° C | ISO 75-1/-2 |
| Coeficiente de expansión térmica lineal, paralelo | 80 | 10-6/K | ISO 11359-1/-2 |
Propiedades de aislamiento eléctrico
Hostaform® C 9021 GV1/10 conserva las excelentes propiedades de aislamiento eléctrico características de la familia POM, lo que lo hace ideal para componentes electromecánicos. Su índice de seguimiento comparativo (CTI) de 600 V (PLC 0) es una característica clave para la seguridad en aplicaciones eléctricas.
Datos físicos y reológicos
Un aspecto crítico que revelan estos datos es el material anisotropía Debido a la alineación de las fibras durante el moldeo, esto afecta la contracción y la expansión térmica, aspectos que deben considerarse en el diseño de la pieza.
El desempeño en contexto: un análisis comparativo
El impacto del 10 % de fibra de vidrio: C 9021 GV1/10 frente a C 9021 (sin relleno)
La adición de un 10% de fibra de vidrio transforma el carácter del material de un polímero resistente y dúctil a un compuesto estructural rígido.
Mejora del rendimiento: reforzado vs. sin relleno
| Propiedad | C 9021 GV1/10 (10 % SG) | C 9021 (Sin rellenar) | % Cambio |
|---|---|---|---|
| Módulo de tracción (MPa) | 4800 | 2850 | + 68% |
| Estrés en el punto de fluencia/rotura (MPa) | 90 (Pausa) | 64 (Rendimiento) | + 41% |
| Deformación nominal en la rotura (%) | 4 | 30 | -87% |
| DTUL a 1.8 MPa (°C) | 154 | 104 | + 48% |
| Contracción de moldeo, paralela (%) | 1.4 | 2.0 | -30% |
El análisis es contundente: la rigidez y la capacidad de carga a altas temperaturas aumentan drásticamente, a costa de una drástica reducción de la ductilidad. Esto convierte al C 9021 GV1/10 en el material superior para aplicaciones estáticas de carga.
Posicionamiento dentro del portafolio de vidrio reforzado
Módulo de tracción vs. Contenido de fibra de vidrio
A medida que aumenta el contenido de fibra de vidrio en toda la gama (GV1/10, GV1/20, GV1/30), la rigidez y la resistencia aumentan previsiblemente. El C 9021 GV1/10 es el primer paso lógico para los diseñadores que necesitan un mayor rendimiento en comparación con los grados sin relleno, sin los costos ni las dificultades de procesamiento de los materiales con alto contenido de relleno.
Aplicación y desempeño ambiental
Aplicaciones objetivo y casos de uso
Industrial y Automotriz
Carcasas portantes, soportes de apoyo, palancas, componentes de bombas, conectores eléctricos.
Ingeniería de precisión
Engranajes y componentes de medidores que requieren tolerancias estrictas y estabilidad dimensional.
Reemplazo de metales
Candidato viable para reemplazar metales fundidos a presión como el zinc y el aluminio para reducir el peso.
Perfil de resistencia química
Los copolímeros Hostaform® POM son conocidos por su amplia resistencia química a sustancias como ácidos diluidos, álcalis fuertes, combustibles, aceites y disolventes. Sin embargo, la exposición prolongada a líquidos puede afectar la interfaz fibra-polímero, un factor clave para las piezas en contacto prolongado con fluidos.
Resistencia a los rayos UV y a la intemperie
Importante: Los grados estándar de POM, incluido Hostaform® C 9021 GV1/10, son no inherentemente resistente a la radiación ultravioleta (UV) y no se recomiendan para aplicaciones exteriores sin protección.
Directrices de fabricación y procesamiento
Protocolo de moldeo por inyección
La combinación de un velocidad de inyección "lenta" y alta temperatura del molde (80-120 °C) es fundamental para lograr propiedades óptimas, maximizar la cristalinidad y minimizar la tensión interna.
| Parámetro | Valor recomendado | Unidad |
|---|---|---|
| Temperatura de secado | 100 - 120 | ° C |
| Tiempo de secado (secadora deshumidificada) | 3 - 4 | h |
| Temperatura de fusión | 190 - 210 | ° C |
| Temperatura del molde | 80 - 120 | ° C |
| Velocidad de inyección | Lenta | - |
Estado regulatorio y de cumplimiento
- Inflamabilidad: Clasificación UL 94 HB.
- Automotor: Cumple con FMVSS 302 y es compatible con BOSCH N28 BN22-X006.
- Contacto con alimentos (FDA/UE): No se declara conformidad para este grado específico. La verificación directa de Celanese es obligatoria para aplicaciones de alimentos/agua potable.
Sinopsis de salud y seguridad
El procesamiento requiere el cumplimiento de las prácticas estándar de seguridad industrial. Los principales riesgos incluyen quemaduras térmicas por el polímero fundido e inhalación de humos de descomposición (formaldehído) en caso de sobrecalentamiento.
Riesgos primarios
- Peligro térmico: El polímero fundido (190-210 °C) provoca quemaduras graves.
- Peligro de inhalación: El sobrecalentamiento por encima de 238 °C genera vapores de formaldehído peligrosos.
- Incompatibilidad de materiales: No mezclar con PVC o polímeros que contengan halógenos.
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