拳打尼龙！脚踩POM！工程塑料POK，聚酮材料深度解析！一文讲清楚！
入行工程塑料这行越久，越发现选材料就像找对象 —— 参数表看得眼花缭乱，POK的推广在工程塑料圈子里，“吹”的风很大！
本文扒一扒POK到底有没有硬实力，底色如何？内容干货长先收藏，熬夜一周才敲完，且听塑料君慢慢分析。（️原创文章，自媒体不要复制）
️01.先讲争论，POK秒天秒地？
聚酮POK材料凭借其出色的机械性能、优良的化学稳定性以及其他特性、️拳打尼龙，脚踩POM，屁股坐在PBT身上！耐水解不服PPO，阻隔性收拾EVOH，未来妥妥的第六大工程塑料，还有不服的材料吗？
️POK：如果有，加个定语，再打十个......
️02.让PA、POM慌了？谁是POK？
聚酮（POK）最初是由荷兰壳牌研究实验室发现的，催化剂促进了一氧化碳和α-烯烃（如乙烯/丙烯）的商业规模聚合成线性、完美交替的结构的半结晶聚合物，称为脂肪族聚酮 （PK，但PEEK业内很多人也叫它PK，显然pok不能这么叫了）壳牌成为了该领域成为公认的领导者。
塑料君的困惑：类似的问题困扰塑料君，南大是哪所大学？
POK的商业化过程也是曲折，杜邦发明了尼龙，吃了半个世纪的红利，壳牌搞出了POK却变成了先驱！1996年，壳牌在英国建了世界上第一家POK生产工厂，这个早期不太成熟，业务搞的不咋的，后面法国、英国和美国几个公司也在搞，多年密集开发工作也是雷声大雨点小，最后由韩国晓星商业化的POK，作为一种新兴的高性能工程塑料，近年来才在材料市场崭露头角。
它是由一氧化碳与乙烯、丙烯等烯属不饱和烃交替共聚而成的共聚物。独特的分子结构赋予了POK一系列优异的性能，使其在众多应用领域展现出巨大的潜力，有望成为传统工程塑料的有力替代者。
最近几年，全球对材料性能要求的不断提高以及可持续发展理念的深入，POK材料因其绿色环保的制备原料（一氧化碳工业废气中获得），受到了广泛的关注和研究。
产能方面，作为一个新兴小众的材料，全球化工厂中，就韩国晓星拥有五万吨级的产能，受限于下游应用拓展缓慢，晓星POK装置开工率是否达到40-50%？大部分应该都在中国市场消化了。
本文，塑料君将带着粉丝深入了解POK材料的性能、应用、加工特点以及其在市场中的竞争力，对于产品经理、工程师来说，是否采用该材料，在我们产品中的应用，具有重要意义。
️03.秒这秒那，POK何德何能？
出色的机械性能
️1.拉伸强度与韧性
POK的拉伸强度可达50-60MPa，部分规格更高，PA6和66的拉伸强度一般在60-80MPa，相比之下略低于常规尼龙，其断裂伸长率处于200%-400%的范围，展现出良好抗变形能力。在韧性方面POK具有明显优势。
所以，在汽车发动机罩下的一些结构件与零部件中，需要材料在承受一定拉伸力的同时，POK是部分尼龙潜在的替代材料，能够抵抗因振动等因素产生的变形，凭借其高拉伸强度和良好的韧性，能够有效避免零部件的开裂和损坏，提高汽车零部件的可靠性和使用寿命。
️2.耐磨性能
POK的耐磨性能极佳，其磨耗量相较于传统工程塑料如POM、PA低很多。以POM为例，在相同的摩擦测试条件下，POK的磨耗量仅为POM的几分之一。这种优异的耐磨性能，使得POK在一些对摩擦磨损要求苛刻的应用场景中表现出色。
在工业生产中，POK是POM潜在的替代料，使用POK制造的齿轮，轴承等机械传动部件。能够显著降低因摩擦导致的能量损耗，延长齿轮的更换周期，提高生产效率并降低维护成本。
优良的化学稳定性
️1.耐化学溶剂性：除强酸强碱外，POK在众多化学溶剂、酸碱、油脂等环境中性能稳定。它能够在多种有机溶剂如乙醇、丙酮、甲苯等中长时间浸泡而不发生性能劣化。在部分化工管道输送领域，对于输送一些有机溶剂或腐蚀性较弱的化学物质，POK管道能够有效抵抗化学物质的侵蚀。
️2.气体和液体阻隔性：POK对气体和液体具有较低的渗透性，能有效阻隔氧气、水汽、油等物质的透过。其气体阻隔性能与乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）相当，甚至在某些方面更优。
️在食品包装行业，POK制成的包装薄膜能够很好地阻挡氧气和水汽进入包装内部，延长食品的保质期，保持食品的新鲜度和品质。可替代PA6、PP熟食品热封包装应用。
️言归正传，对于一些需要防油包装的食品，如油炸食品等，POK的低油渗透性也能有效防止油脂渗出，保持包装外观的整洁。
良好的热稳定性
️1.熔点与热变形温度：熔点在220-230℃左右，热变形温度较高。在0.45MPa压力下热变形温度可达150℃以上，在1.82MPa压力下可达100℃左右 。这意味着POK在较高温度环境下仍能保持较好的形状稳定性。
️2.长期使用温度：POK未增强树脂的长期使用温度可达100℃以上，相比一些传统工程塑料，甚至比PA66/6两兄弟还要好，增强加纤后POK耐温略高于PA6增强的，稍逊于PA66增强，在高低温切换环境下POK的应用范围更广。
低吸湿率
POK的吸湿率一般在0.5%以下，与尼龙（PA）等材料相比，在不同湿度环境下能保持更为稳定的尺寸和性能。尼龙材料在吸湿后容易发生尺寸膨胀和强度下降等问题，而POK材料受湿度影响较小。
所以，在精密仪器零部件制造中，对材料的尺寸精度要求极高，POK材料的低吸湿率特性能够保证零部件在不同湿度环境下始终保持稳定的尺寸精度，确保仪器的高精度运行。
️04.废话真多，有POK应用案例？
汽车工业方面
️1.发动机相关部件：由于POK具有良好的热稳定性、机械性能和化学稳定性，可用于制造发动机罩下的零部件，如进气歧管、冷却风扇、水泵叶轮等。
️以进气歧管为例，传统的进气歧管多采用铝合金材料，而采用POK制造的进气歧管，不仅重量更轻（可减轻约30%-40%），有助于提高汽车的燃油经济性，而且能够更好地抵抗发动机舱内的高温、油污等恶劣环境，提高进气歧管的使用寿命。
新能源汽车方面，采用POK材料替代尼龙的方案，由于低吸水性与耐水解优异，尺寸稳定性与耐用性会更好。
️2.传动系统部件：POK优异的耐磨性能使其在汽车传动系统中具有广泛应用潜力，如制造齿轮、同步带轮等部件。使用POK材料制造的齿轮，在运行过程中的噪音更低，传动效率更高。
️某些新能源汽车的减速箱齿轮应用中，采用POK材料后，相比POM齿轮的磨损率降低了约40%，传动效率提高了约3%-5%，同时噪音降低了5-8分贝，提升了汽车的整体性能和驾驶舒适性。
电子电器
️1.电子设备外壳：POK材料的良好热稳定性、机械性能以及低吸湿率，使其成为电子设备外壳的理想材料。如智能设备、平板电脑等设备的外壳，符合更严格的环保和健康标准。
️2.接插件与连接器：在电子电器的接插件和连接器领域，POK材料的高尺寸稳定性和良好的电气绝缘性能，使其得到部分替代PBT、PA等链接件的应用。POK材料能够确保接插件和连接器在长期使用过程中，保持稳定的连接性能，减少因接触不良导致的电路故障。
️在电脑主板的接插件应用中，采用POK制造的接插件，在经过1000次以上的插拔测试后，仍能保持良好的电气连接性能，而传统材料制造的接插件在相同测试条件下，可能会出现连接不稳定等问题。
包装行业
️1.食品包装：POK的气体和液体阻隔性能以及良好的化学稳定性，使其在食品包装领域具有很大优势。POK材料制成的包装薄膜或容器，能够有效延长食品的保质期，保持食品的新鲜度和品质，前面也有提到。同时POK材料本身无毒、无味，符合食品包装的卫生标准。
️2.药品包装：在药品包装方面，良好的阻隔性，防止药品受到外界环境的污染和氧化。对于一些需要长期保存的药品，POK材料制成的包装容器能够确保药品在有效期内的质量稳定性。抗生素采用POK包装后，药品在常温下的保质期从原来的18个月延长至36个月，提高了药品的市场竞争力。
工业制造
️1.机械零部件：POK 材料可用于制造各种机械零部件，如轴承、轴套、滑块等。其优异的耐磨性能和机械性能，能够提高机械零部件的使用寿命和运行效率。在工业自动化生产线中，使用POK材料制造的滑块，在高速往复运动过程中，磨损率低，能够保证生产线的稳定运行。
️2.化工管道与容器：由于POK具有优良的化学稳定性，能够抵抗多种化学物质的侵蚀，可用于制造化工管道和容器。
️在化工生产中，输送腐蚀性化学物质的管道和储存化学原料的容器，能够有效防止泄漏，提高生产过程的安全性。相比PE管，采用POK管道后，寿命延长至10-15年，大大降低了管道更换和维护成本。
️05.POK的加工特性
成型工艺多样性
️1.注塑成型：可以通过注塑成型工艺制成各种形状复杂的制品。在注塑过程中，POK材料的流动性较好，能够快速填充模具型腔，成型周期短，生产效率高。
️一般来说，POK注塑成型的周期可比传统工程塑料PA6/66甚至更快。在制造小型电子设备外壳时，采用注塑成型的POK制品，能够在保证产品质量的前提下，快速生产出大量产品，满足市场需求。
️2.挤出成型：对于一些管材、板材等连续型材的生产，POK可采用挤出成型工艺。在挤出过程中，POK能够稳定地通过挤出机的螺杆和模具，形成尺寸精确、表面光滑的型材。以POK管材为例，通过挤出成型工艺生产的POK管材，其内径和外径尺寸精度能够控制在±0.1mm以内，满足工业管道等应用领域对管材尺寸精度的严格要求。
️3.吹塑成型：适用于吹塑成型工艺，可制造各种中空制品，如塑料膜、瓶、塑料桶等。在吹塑过程中，能够在吹塑模具中均匀膨胀，形成壁厚均匀的中空制品。在食品包装用塑料瓶的生产中，采用吹塑成型的POK塑料瓶，不仅具有良好的阻隔性能，而且瓶身强度高，不易变形。
加工条件
️1.温度控制：POK的加工温度一般在200-250℃之间，具体温度需根据不同的成型工艺和制品要求进行调整。在注塑成型时，料筒温度通常设置为前段220 -230℃，中段 230-240℃，后段 210-220℃；模具温度一般控制在40 -80℃，以保证制品的成型质量和尺寸精度。如果加工温度过高，会导致POK材料分解，加工温度窄，影响制品性能；温度过低，则会使材料流动性变差，难以填充模具型腔。
️2.压力控制：在注塑成型中，注射压力一般在80-120MPa 之间，保压压力为注射压力的60%-80%。合适的压力控制能够确保POK材料在模具中充分填充，并在冷却过程中保持制品的形状。在挤出成型中，螺杆的背压一般控制在0.5 -1.5MPa，以保证材料在挤出过程中的稳定输送和塑化质量。
️06.POK与友商的对比
与尼龙PA对比
️机械性能：在拉伸强度方面，PA6和PA66的拉伸强度稍高于POK，但POK的断裂伸长率明显高于PA，这使得POK在柔韧性方面更具优势。在耐磨性能上，POK的磨耗量低于PA，如在齿轮应用中，POK齿轮的使用寿命比PA齿轮更长。
️吸湿率：尼龙如PA6、PA66的吸湿率较高1-2%以上，而POK的吸湿率一般在0.5%以下。高吸湿率会导致PA材料在不同湿度环境下尺寸和性能发生较大变化，而POK受湿度影响较小，在需要高精度尺寸稳定性的应用场景中，POK更具优势。
️化学稳定性：POK在化学稳定性方面55开，POK略有优势，毕竟PA在一些化学溶剂中可能会发生溶胀或性能下降，而POK除强酸强碱外，在众多化学环境中性能稳定。在化工管道输送一些有机溶剂时，POK管道的耐化学腐蚀性更强。
与聚甲醛POM对比
️耐磨性能：POK的耐磨性能远优于POM，在相同的摩擦测试条件下，POK的磨耗量仅为POM的几分之一。在轴承、滑块等需要高耐磨性能的机械零部件应用中，POK能够大大降低磨损，延长零部件使用寿命。
️热稳定性：POK 的熔点和热变形温度均高于POM，POM的熔点约为165-175℃，热变形温度在 0.45MPa压力下约为10℃，而POK的熔点在220-230℃左右，热变形温度在0.45MPa压力下可达150℃以上。在高温环境下的应用中，POK能够保持更好的形状稳定性。
️加工性能：虽然POM和POK都具有良好的加工性能，在制造复杂形状的塑料制品时，POK能够更快速地填充模具型腔，提高生产效率，但也有缺陷，相比POM，其加工温度要窄。普通POK的收缩率在1.8-2.0%之间，接近于POM，远高于PA、PBT。
与聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT对比
️1.长期使用温度：POK树脂的长期使用温度可达100℃以上，增强后短期耐温达到210℃，与PBT旗鼓相当，但POK耐水解。在一些需要材料在较高温度环境下长期稳定工作的应用中，如汽车发动机周边零部件，尤其湿热环境下，POK更能满足要求。
️2.抗冲击性能：POK的抗冲击性能优于PBT，比PBT高2倍左右。在一些容易受到冲击的应用场景中，如电子设备外壳、插头、连接件，采用POK能够更好地保护内部元件免受冲击损坏。
️3.气体阻隔性能：POK对气体和液体的阻隔性能优于PBT，在食品包装和药品包装等对阻隔性能要求较高的领域，POK材料制成的包装能够更好地保持产品的质量和保质期。
️07.POK的优缺点分析
优点
️1.综合性能优异：POK在机械性能、化学稳定性、热稳定性、低吸湿率等方面均表现出色，能够满足多种复杂应用场景的需求。相比单一性能突出的材料，POK的综合性能使其在材料选择中具有更大的优势。
️2.环保性能良好：POK材料本身无毒、无味，符合相关环保标准。其制备原料中的一氧化碳可从含CO工业废气中净化获得，在生产过程中能耗较低，产生的废弃物较少，并且具有一定的可回收性，有利于资源的循环利用和环境保护。
️3.加工性能良好：POK可通过多种成型工艺进行加工，加工过程中流动性好，成型周期短，生产效率高，能制成各种形状和尺寸的制品，同时还能保持较好的表面质量。这为产品的设计和制造提供了更大的灵活性，降低了生产成本。
缺点
️1.耐强酸强碱能力有限：虽然POK具有较好的化学稳定性，但在强酸强碱环境中，其性能会受到影响。需要材料能够承受强腐蚀性的强酸强碱环境，POK材料则无法满足这种苛刻的要求，而像氟塑料、PPS等材料在强酸强碱环境下具有更好的耐受性。
️2.初始成本较高：POK作为一种新型工程塑料，生产工艺相对复杂，生产成本较高，导致其产品价格也相对较高。这在一定程度上限制了其大规模应用，尤其是在一些对成本敏感的领域。与传统工程塑料POM、PA6、PBT等相比，POK的价格高出50%以上，企业在选择材料时会因成本因素而对POK望而却步。
️3.市场认知度和应用范围有限：POK是一种相对较新的材料，市场对其认知度还不够高，应用范围也相对较窄，相比传统工程塑料，POK在市场上的推广和应用还有很长的路要走，出货量连PPO的十分之一都不到，更别提尼龙这种大品种。
️08.回到争论，POK秒天秒地秒空气？
️1.超级耐磨---是POM耐磨的14倍？
️这个是加了定语的，跟小米手机一个道理，秒天秒地在每一个维度有那个小项领先，实际嘛。。。。耐磨一定要考虑应用场景，之前塑料君有讲过关于耐磨材料选择可点击跳转。
️就常温下而言，摩擦系数、硬度、耐疲劳性三个维度测试耐磨损，POK只比POM多了1条耐疲劳性，光滑的表面互磨，低压力接触情况下，还是明显有优势的，在混泥土管道湿式环境下，耐磨也未必能赢PA66。
️2.超级耐化学性---各种化工溶剂？
️POK虽在多数有机溶剂和中性环境中表现优异，但在浓硫酸、浓硝酸等强氧化性酸或强碱溶液中可能发生溶胀或降解，高要求选氟塑料、PPS等。
️3.抗冲击性是PBT的2.3倍？
️常规POK缺口冲击十几个，比上不足比下有余，也就欺负一下PBT了，碰瓷PC试试，哪怕是ABS、嵌段共聚PP。
️4.阻隔性，相当于EVOH？
POK只会说气体与液体阻隔性多好，但核心阻隔氧气不会提，还是差点意思，就氧气而言EVOH阻隔性最高。
️5.超级耐水解---是PPO耐水解的1.3倍？
对对对，供应商不会告诉你PPO低吸水、低收缩率，也不会告诉你普通POK对紫外线敏感，长期暴露易导致表面氧化、变黄和脆化，而PPO是光伏大赢家，室外用途家常便饭。
️6.加工性优于POM、PA？
️尽管供应商会告诉你加工性好，但不会告诉你由于POK结晶速度快，模具需具备高效的冷却系统（如冷却水道间距≤3 倍壁厚），以避免制品表面出现熔接痕或内部应力集中。此外，脱模斜度需≥2°，以防止粘模。
️供应商也不会告诉你加工温度窄，加工中，如温度过高或时间过长，热分解或裂解，会导致材料局部烧焦或碳化碳化后若，未及时清理，后续注塑产品可能出现黑点缺陷。
️7.POK的吸水性低？
️尽管供应商吹POK的吸湿率低，但依然有0.5%，仍需在80℃下干燥4小时，否则可能导致制品出现气泡或银纹。
️8.POK的尺寸稳定性非常好？
️尽管供应商告诉你，做出来尺寸稳定性好，但不会告诉你，由于收缩率大且存在结晶各向异性，难以满足精度要求极高的应用，高精度如手机连接器之类的还得LCP、PPS。供应商也不会告诉你POK的线性热膨胀系数较高，温度变化时可能产生尺寸偏差，需在设计时预留余量。
️9.POK的耐高低温非常好？
️低温还是相对不错的，高温环境稍优于PA6，但POK在持续高温环境下，热老化加快，可能出现结晶度下降、力学性能衰减的问题。
️10.材料绿色环保？
️供应商只告诉你生产消耗CO，利用了工业废气很环保，但不会告诉你回收难，且POK分子链紧密，回收再利用性能又下降。
️11.十条了，不写了，涉嫌阻碍新材料发展。
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️09.投票，POK讲明白了吗
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