Opis POM (acetal) -xyh plastik

Typowe zastosowania POM wtryskowanego wtrysku obejmują wysokowydajne elementy inżynierskie, takie jak małe koła zębate, łożyska kulkowe, wiązania narciarskie, elementy mocowe, uchwyty noża i systemy blokady. Materiał jest szeroko stosowany w branży elektronicznej motoryzacyjnej i konsumpcyjnej. Wykonane są z niego zapasy karabinu M16 i inne części.

Polioksymetylen został odkryty przez Hermanna Staudingera, niemieckiego chemika, który otrzymał nagrodę Nobla z 1953 roku w dziedzinie chemii. Badał polimeryzację i strukturę POM w latach dwudziestych, badając makrocząsteczki, które charakteryzował jako polimery. Ze względu na problemy ze stabilnością termiczną POM nie został w tym czasie skomercjalizowany.

Około 1952 r. Chemicy badawcze w DuPont zsyntetyzowali wersję POM, aw 1956 r. Firma złożyła wniosek o ochronę patentową homopolimeru. DuPont przypisuje RN MacDonald jako wynalazcę pompki o dużej masie cząsteczkowej. Patenty MacDonalda i współpracowników opisują przygotowanie hemiacetalu o wysokiej masie cząsteczkowej (~ O-CH2OH) POM, ale nie mają wystarczającej stabilności termicznej, aby były opłacalne w handlu. Wynalazcą homopolimeru stabilnego ciepła (a zatem użytecznego) POM był Dal Nagore, który odkrył, że reakcja końców hemetalu z bezwodnikiem octowym przekształca łatwo depolimeryzowalny hemiacetal w stabilny termicznie plastik do przetwarzania stopu.

Dupont zakończył budowę zakładu, aby wyprodukować własną wersję żywicy Acetal, o imieniu Delrin w Parkersburgu w Zachodniej Wirginii, w 1960 roku. Również w 1960 r. Celanese zakończyło własne badania. Niedługo potem, w spółce komandytowej z firmą Frankfurt Hoechst AG, w Kelsterbach, Hessen, zbudowano fabrykę; Stamtąd Celcon został wyprodukowany od 1962 roku, a Hostaform dołączył do niego rok później. Oba pozostają w produkcji pod auspicjami Celanese i są sprzedawane jako części grupy produktów o nazwie Hostaform/Celcon POM

Różne procesy produkcyjne są wykorzystywane do produkcji homopolimeru i kopolimerów wersji POM.

Homopolimer

Aby zrobić homopolimer polioksymetylenu, należy wygenerować bezwodny formaldehyd. Główną metodą jest reakcja wodnego formaldehydu z alkoholem, tworząc hemiformalne, odwodnienie mieszaniny hemiformalnej/wody (przez ekstrakcję lub destylację próżniową) oraz uwalnianie formaldehydu przez ogrzewanie hemiformal. Formaldehyd jest następnie polimeryzowany przez anionową katalizę i powstały polimer stabilizowany przez reakcję bezwodkiem ocowym. Typowym przykładem jest Dupont's Delrin.

Kopolimer

Aby wykonać kopolimer polioksymetylenowy, formaldehyd jest ogólnie przekształcany w trioxan (w szczególności 1,3,5-trioksan, znany również jako triooksyna). Odbywa się to przez kataliza kwasu (albo kwas siarkowy lub kwaśne żywice wymiany jonów), a następnie oczyszczanie triooksanu przez destylację i/lub ekstrakcję w celu usunięcia wody i innych aktywnych zanieczyszczeń zawierających wodór. Typowe kopolimery są hostaform z Ticona i Ultraform z BASF.

Współmonomerem jest zazwyczaj dioksolan, ale można również zastosować tlenek etylenu. Dioksolan powstaje w wyniku reakcji glikolu etylenowego z wodnym formaldehydem nad kwasowym katalizatorem. Można również zastosować inne dioli.

Trioxan i dioksolan polimeryzuje się przy użyciu katalizatora kwasowego, często eteryanu trifluorku boru, BF3 OET2. Polimeryzacja może mieć miejsce w niepolarnym rozpuszczalniku (w takim przypadku polimer tworzy się jako zawiesinę) lub w schludnym trioxanie (np. W wytłaczarce). Po polimeryzacji kwasowy katalizator musi być dezaktywowany, a polimer stabilizowany przez hydrolizę stopu lub roztworu w celu usunięcia niestabilnych grup końcowych.

Stabilny polimer jest spompowany, dodając stabilizatory termiczne i oksydacyjne oraz opcjonalnie smar i różne wypełniacze.

Produkcja

POM jest dostarczany w postaci granulowanej i może być uformowany w pożądanym kształcie, stosując ciepło i ciśnienie. Dwie najczęstsze zastosowane metody formowania to formowanie wtryskowe i wytłaczanie. Możliwe są również formowanie obrotowe i formowanie ciosu.

Typowe zastosowania POM wtryskowanego wtrysku obejmują wysokowydajne komponenty inżynierskie (np. Koła zębate, wiązania narciarskie, elementy łączkowe, systemy blokady), a materiał jest szeroko stosowany w branży elektroniki motoryzacyjnej i konsumpcyjnej. Istnieją specjalne oceny, które oferują wyższą wytrzymałość mechaniczną, sztywność lub niskie właściwości tarcia/ zużycia.

POM jest powszechnie wytłaczany jako ciągłe długości okrągłego lub prostokątnego przekroju. Sekcje te można przeciąć na długość i sprzedawać jako pręt lub arkusz do obróbki.

Obróbka

Po dostarczeniu jako wytłaczany pasek lub arkusz POM można obrobić przy użyciu tradycyjnych metod, takich jak obracanie, frezowanie, wiercenie itp. Techniki te najlepiej stosować, gdy ekonomia produkcji nie zasługuje na koszt przetwarzania stopu. Materiał jest swobodny, ale wymaga ostrych narzędzi z wysokim kątem prześwitu. Zastosowanie rozpuszczalnego smaru cięcia nie jest konieczne, ale jest zalecane.

Ponieważ materiałowi brakuje sztywności większości metali, należy zachować ostrożność, aby zastosować siły zacisków światła i wystarczające wsparcie dla utworu.

Obrobiony pom może być niestabilny wymiarowo, szczególnie w przypadku części o dużych zmianach grubości ściany. Zaleca się, aby takie funkcje były „zaprojektowane”, np. Dodając filety lub wzmacniające żebra. Wykorzystanie części wstępnie maszynowych przed końcowym wykończeniem jest alternatywą. Reguła jest taka, że ​​ogólnie małe komponenty obrabiane w POM cierpią z powodu mniejszego wypaczenia.

Wiązanie

POM jest zwykle bardzo trudny do wiązania. Opracowano specjalne procesy i zabiegi w celu poprawy wiązania. Zazwyczaj procesy te obejmują trawienie powierzchniowe, obróbkę płomienia lub ścieranie mechaniczne.

Typowe procesy trawienia obejmują kwas chromowy w podwyższonych temperaturach. DuPont ma opatentowany proces leczenia homopolimeru acetalnego zwanego satynyzowaniem, który tworzy punkty kotwicowe na powierzchni, dając klejowi coś do złapania. Istnieją również procesy związane z tlenem i rozładowaniem korony [6] [7].

Po przygotowaniu powierzchni do wiązania można użyć wielu klejów. Obejmują one epoksywy, poliuretany i cyjanoakrylanaty. Epoksywy wykazały wytrzymałość na ścinanie 150-500 psi na mechanicznie ścieranych powierzchniach i 500-1000 psi na chemicznie obróbce powierzchni. Cyanoakrylanty są przydatne do wiązania z metalem, skóry, gumy i innych tworzyw sztucznych.

Spawanie rozpuszczalników zazwyczaj nie powiada się na polimerach acetal, ze względu na doskonałą odporność na rozpuszczalnik Acetal.

Spawanie termiczne za pomocą różnych metod z powodzeniem zastosowano zarówno homopolimer, jak i kopolimer.