Beschrijving van POM (acetaal) -xyh plastic

Typische toepassingen voor injectie-gevormde POM zijn onder meer hoge prestaties engineeringcomponenten zoals kleine tandwielen, kogellagers, ski-bindingen, bevestigingsmiddelen, mesgrepen en vergrendelsystemen. Het materiaal wordt veel gebruikt in de automobiel- en consumentenelektronica -industrie. De voorraad van het M16 -geweer en andere onderdelen zijn ervan gemaakt.

Polyoxymethyleen werd ontdekt door Hermann Staudinger, een Duitse chemicus die de Nobelprijs voor de chemie van 1953 ontving. Hij had de polymerisatie en structuur van POM in de jaren 1920 bestudeerd terwijl hij onderzoek deed naar macromoleculen, die hij als polymeren kenmerkte. Vanwege problemen met thermische stabiliteit werd POM op dat moment niet gecommercialiseerd.

Rond 1952 synthetiseerden onderzoekschemici bij DuPont een versie van POM, en in 1956 diende het bedrijf een patentbescherming aan van het homopolymeer. DuPont crediteert RN MacDonald als de uitvinder van POM met een hoog molecuulgewicht. Patenten door MacDonald en collega's beschrijven de bereiding van hemiacetale (~ o-CH2O) met een hoog molecuulgewicht, maar deze missen voldoende thermische stabiliteit om commercieel levensvatbaar te zijn. De uitvinder van een hittestabiel (en daarom nuttig) pom homopolymeer was Dal Nagore, die ontdekte dat het reageren van de hemiacetale uiteinden met azijnzuuranhydride de gemakkelijk depolymeriseerbare hemiacetaal omzet in een thermisch stabiel, smelt verwerkt plastic.

DuPont voltooide de bouw van een fabriek om een ​​eigen versie van Acetal Resin te produceren, genaamd Delrin in Parkersburg, West Virginia, in 1960. Ook in 1960 voltooide Celanese zijn eigen onderzoek. Kort daarna, in een beperkt partnerschap met het Frankfurt -bedrijf Hoechst Ag, werd een fabriek gebouwd in Kelsterbach, Hessen; Van daaruit werd Celcon geproduceerd vanaf 1962, waarbij Hostafform er een jaar later bij kwam. Beide blijven in productie onder auspiciën van Celanese, en worden verkocht als delen van een productgroep die nu Hostafform/Celcon Pom wordt genoemd

Verschillende productieprocessen worden gebruikt om de pom -versies van de homopolymeer en copolymeer te produceren.

Homopolymeer

Om polyoxymethyleen homopolymeer te maken, moet watervrij formaldehyde worden gegenereerd. De belangrijkste methode is door reactie van de waterige formaldehyde met een alcohol om een ​​hemiformale, uitdroging van het hemiformale/watermengsel (hetzij door extractie of vacuümdestillatie) en afgifte van de formaldehyde te creëren door het hemiformaal te verwarmen. De formaldehyde wordt vervolgens gepolymeriseerd door anionische katalyse en het resulterende polymeer gestabiliseerd door reactie met azijnzuuranhydride. Een typisch voorbeeld is DuPont`s Delrin.

Copolymeer

Om polyoxymethyleencopolymeer te maken, wordt formaldehyde in het algemeen omgezet in trioxaan (met name 1,3,5-trioxaan, ook bekend als trioxine). Dit wordt gedaan door zure katalyse (hetzij zwavelzuur of zure ionenuitwisselingsharsen) gevolgd door zuivering van het trioxaan door destillatie en/of extractie om water en andere actieve waterstof bevattende onzuiverheden te verwijderen. Typische copolymeren zijn gastheer van Ticona en UltraForm van BASF.

De co-monomer is typisch dioxolaan, maar ethyleenoxide kan ook worden gebruikt. Dioxolaan wordt gevormd door reactie van ethyleenglycol met waterige formaldehyde over een zure katalysator. Andere diols kunnen ook worden gebruikt.

Trioxaan en dioxolaan worden gepolymeriseerd met behulp van een zure katalysator, vaak boor trifluoride -etheraat, BF3 OET2. De polymerisatie kan plaatsvinden in een niet-polair oplosmiddel (in welk geval het polymeer vormt als een slurry) of in nette trioxaan (bijv. In een extruder). Na polymerisatie moet de zure katalysator worden gedeactiveerd en het polymeer gestabiliseerd door smelt of oplossing hydrolyse om de onstabiele eindgroepen te verwijderen.

Stabiel polymeer is gesmolten, waardoor thermische en oxidatieve stabilisatoren en optioneel smeermiddelen en diverse vulstoffen worden toegevoegd.

Fabricage

POM wordt in een gekranuleerde vorm geleverd en kan in de gewenste vorm worden gevormd door warmte en druk uit te oefenen. De twee meest gebruikte vormingsmethoden zijn spuitgieten en extrusie. Rotatiestolling en blaasvorming zijn ook mogelijk.

Typische toepassingen voor injectie-gevormde POM omvatten hoogwaardige engineeringcomponenten (bijv. Wielen, ski-bindingen, bevestigingsmiddelen, slotsystemen) en het materiaal wordt veel gebruikt in de automobiel- en consumentenelektronica-industrie. Er zijn speciale cijfers die een hogere mechanische taaiheid, stijfheid of lage wrijving/ slijtage -eigenschappen bieden.

POM wordt gewoonlijk geëxtrudeerd als continue lengtes van ronde of rechthoekige sectie. Deze secties kunnen tot lengte worden gesneden en worden verkocht als staaf- of bladvoorraad voor bewerking.

Bewerking

Indien geleverd als geëxtrudeerde staaf of blad, kan POM worden bewerkt met traditionele methoden zoals draaien, frezen, boren enz. Deze technieken kunnen het beste worden gebruikt wanneer de productie -economie de kosten van smeltverwerking niet verdient. Het materiaal is vrij snijdt, maar vereist scherp gereedschap met een hoge klaringhoek. Het gebruik van oplosbaar snijsmeermiddel is niet nodig, maar wordt aanbevolen.

Omdat het materiaal de stijfheid van de meeste metalen mist, moet er zorgen worden gemaakt om lichte klemkrachten te gebruiken en voldoende ondersteuning voor het werkstuk.

De bewerkte POM kan dimensioneel onstabiel zijn, vooral met onderdelen met grote variaties in wanddiktes. Het wordt aanbevolen dat dergelijke functies worden ontworpen 'bijv. Door filets toe te voegen of ribben te versterken. Gloei van pre-machine-onderdelen vóór de definitieve afwerking is een alternatief. Een vuistregel is dat in het algemeen kleine componenten die in POM zijn bewerkt, minder kromtrekken.

Bonding

POM is meestal erg moeilijk te binden. Speciale processen en behandelingen zijn ontwikkeld om de binding te verbeteren. Meestal omvatten deze processen oppervlakte -etsen, vlambehandeling of mechanische slijtage.

Typische etsprocessen omvatten chroomzuur bij verhoogde temperaturen. DuPont heeft een gepatenteerd proces voor de behandeling van acetaal homopolymeer genaamd Satinizing die ankerpunten op het oppervlak creëert, waardoor een lijm iets te pakken krijgt. Er zijn ook processen met betrekking tot zuurstofplasma en corona -ontlading. [6] [7]

Zodra het oppervlak is bereid, kan een aantal lijmen worden gebruikt voor binding. Deze omvatten epoxieën, polyurethanen en cyanoacrylaten. Epoxieën hebben 150-500 psi afschuifsterkte aangetoond op mechanisch gescheurde oppervlakken en 500-1000 psi op chemisch behandelde oppervlakken. Cyanoacrylaten zijn nuttig voor het binden aan metaal, leer, rubber en andere kunststoffen.

Het lassen van oplosmiddelen is meestal niet succesvol bij acetale polymeren, vanwege de uitstekende oplosmiddelresistentie van acetaal.

Thermisch lassen via verschillende methoden is met succes gebruikt op zowel homopolymeer als copolymeer.