Beskrivelse af POM (Acetal) -xyh plastik

Typiske anvendelser til injektionsstøbt POM inkluderer højtydende tekniske komponenter såsom små gearhjul, kuglelejer, skibindinger, fastgørelsesmidler, knivhåndtag og låsesystemer. Materialet er vidt brugt i bilindustrien og forbrugerelektronikindustrien. M16 -riffelens bestand og andre dele er lavet af det.

Polyoxymethylen blev opdaget af Hermann Staudinger, en tysk kemiker, der modtog Nobelprisen i kemi fra 1953. Han havde undersøgt polymerisation og struktur af POM i 1920'erne, mens han undersøgte makromolekyler, som han karakteriserede som polymerer. På grund af problemer med termisk stabilitet blev POM ikke kommercialiseret på det tidspunkt.

Omkring 1952 syntetiserede forskningskemikere ved Dupont en version af POM, og i 1956 indgav virksomheden sig til patentbeskyttelse af homopolymeren. Dupont kreditter RN Macdonald som opfinder af POM med høj molekylvægt. Patenter af MacDonald og kolleger beskriver fremstillingen af ​​hemiacetal med høj molekylvægt (~ O-CH2OH) afsluttet POM, men disse mangler tilstrækkelig termisk stabilitet til at være kommercielt bæredygtig. Opfinderen af ​​en varmestabil (og derfor nyttig) POM-homopolymer var Dal Nagore, der opdagede, at reaktion af hemiacetal ender med eddikesyreanhydrid konverterer den let depolymeriserbare hemiacetal i en termisk stabil, smelteprocent plastik.

Dupont afsluttede opførelsen af ​​en plante for at fremstille sin egen version af acetalharpiks, ved navn Delrin i Parkersburg, West Virginia, i 1960. Også i 1960 afsluttede Celanese sin egen forskning. Kort derefter, i et begrænset partnerskab med Frankfurt -firmaet Hoechst AG, blev der bygget en fabrik i Kelsterbach, Hessen; Derfra blev Celcon produceret startende i 1962, hvor hostaform sluttede sig til det et år senere. Begge forbliver i produktion i regi af celanese og sælges som dele af en produktgruppe nu kaldet hostaform/celcon pom

Forskellige fremstillingsprocesser bruges til at fremstille homopolymer- og copolymerversioner af POM.

Homopolymer

For at fremstille polyoxymethylen -homopolymer skal vandfri formaldehyd genereres. Den vigtigste metode er ved reaktion af den vandige formaldehyd med en alkohol til at skabe en hæmiformal, dehydrering af den hæmiformale/vandblanding (enten ved ekstraktion eller vakuumdestillation) og frigivelse af formaldehyd ved opvarmning af hæmiformal. Formaldehyd polymeriseres derefter ved anionisk katalyse, og den resulterende polymer stabiliseres ved reaktion med eddikesyreanhydrid. Et typisk eksempel er DuPont`s Delrin.

Copolymer

For at fremstille polyoxymethylencopolymer omdannes formaldehyd generelt til trioxan (specifikt 1,3,5-trioxan, også kendt som trioxin). Dette gøres ved syrekatalyse (enten svovlsyre eller sur ionbytterharpikser) efterfulgt af oprensning af trioxanen ved destillation og/eller ekstraktion for at fjerne vand og andet aktivt brint indeholdende urenheder. Typiske copolymerer er hostaform fra Ticona og ultraform fra BASF.

CO-monomeren er typisk dioxolan, men ethylenoxid kan også anvendes. Dioxolan dannes ved reaktion af ethylenglycol med vandig formaldehyd over en syrekatalysator. Andre dioler kan også bruges.

Trioxan og dioxolan polymeriseres ved anvendelse af en syrekatalysator, ofte bortrifluoridenat, BF3 OET2. Polymerisationen kan finde sted i et ikke-polært opløsningsmiddel (i hvilket tilfælde polymeren dannes som en opslæmning) eller i pæn trioxan (f.eks. I en ekstruder). Efter polymerisation skal den sure katalysator deaktiveres, og polymeren stabiliseres ved smelte- eller opløsningshydrolyse for at fjerne de ustabile slutgrupper.

Stabil polymer smelter sammensat, tilsætter termiske og oxidative stabilisatorer og eventuelt smøremidler og diverse fyldstoffer.

Fremstilling

POM leveres i en granuleret form og kan dannes i den ønskede form ved at påføre varme og tryk. De to mest almindelige formningsmetoder, der er anvendt, er injektionsstøbning og ekstrudering. Rotationsstøbning og blæsestøbning er også mulig.

Typiske anvendelser til injektionsformet POM inkluderer høje præstationstekniske komponenter (f.eks. Gearhjul, skibindinger, fastgørelsesmidler, låsesystemer), og materialet er vidt brugt i bilindustrien og forbrugerelektronikindustrien. Der er specielle kvaliteter, der tilbyder højere mekanisk sejhed, stivhed eller lav friktion/ slidegenskaber.

POM ekstruderes ofte som kontinuerlige længder af rund eller rektangulær sektion. Disse sektioner kan skæres til længde og sælges som bar eller ark til bearbejdning.

Bearbejdning

Når den leveres som ekstruderet bjælke eller ark, kan POM bearbejdes ved hjælp af traditionelle metoder, såsom drejning, fræsning, boring osv. Disse teknikker anvendes bedst, hvor produktionsøkonomi ikke fortjener udgifterne til smeltebehandling. Materialet er fritskærende, men kræver skarpe værktøjer med en høj clearance-vinkel. Brugen af ​​opløseligt skæremiddel er ikke nødvendigt, men anbefales.

Da materialet mangler stivheden i de fleste metaller, skal man være omhyggelig med at bruge lette klemmekræfter og tilstrækkelig støtte til arbejdsemnet.

Machineret POM kan være dimensionelt ustabil, især med dele, der har store variationer i vægtykkelser. Det anbefales, at sådanne funktioner er 'designet' f.eks. Ved at tilføje fileter eller styrke ribben. Udglødning af præ-maskinerede dele inden endelig efterbehandling er et alternativ. En tommelfingerregel er, at små komponenter, der er bearbejdet i POM, generelt lider af mindre fordrejning.

Limning

POM er typisk meget vanskeligt at binde. Der er udviklet specielle processer og behandlinger for at forbedre bindingen. Disse processer involverer typisk overfladeætning, flammebehandling eller mekanisk slid.

Typiske ætsningsprocesser involverer kromsyre ved forhøjede temperaturer. Dupont har en patenteret proces til behandling af acetal homopolymer kaldet satinisering, der skaber ankerpunkter på overfladen, hvilket giver et klæbemiddel noget at gribe. Der er også processer, der involverer iltplasma og koronaudladning. [6] [7]

Når overfladen er forberedt, kan et antal klæbemidler bruges til binding. Disse inkluderer epoxier, polyurethaner og cyanoacrylater. Epoxier har vist 150-500 psi forskydningsstyrke på mekanisk slidede overflader og 500-1000 psi på kemisk behandlede overflader. Cyanoacrylater er nyttige til binding til metal, læder, gummi og anden plast.

Opløsningsmiddelsvejsning er typisk ikke succesrig på acetale polymerer på grund af den fremragende opløsningsmiddelresistens af acetal.

Termisk svejsning gennem forskellige metoder er blevet anvendt med succes på både homopolymer og copolymer.