Popis pom (acetal) -xyh plastu

Mezi typické aplikace pro vstřikované POM patří vysoce výkonné inženýrské komponenty, jako jsou malá kola ozubených kol, kuličková ložiska, lyžařské vazby, upevňovací prvky, kliky na noži a systémy zámku. Materiál se široce používá v automobilovém a spotřebním elektronickém průmyslu. Z toho jsou vyrobeny pažby a další části pušky M16.

Polyoxymethylen objevil Hermann Staudinger, německý chemik, který získal Nobelovu cenu z roku 1953 v chemii. Ve dvacátých letech studoval polymeraci a strukturu POM při zkoumání makromolekul, které charakterizoval jako polymery. Vzhledem k problémům s tepelnou stabilitou nebyl POM v té době komercializován.

Kolem roku 1952 výzkumní chemici v DuPont syntetizovali verzi POM a v roce 1956 společnost požádala o patentovou ochranu homopolymeru. DuPont připisuje RN MacDonald jako vynálezce Pom s vysokou molekulovou hmotností. Patenty MacDonald a spolupracovníků popisují přípravu hemiacetálu s vysokou molekulovou hmotností (~ O-CH2OH) zakončenou POM, ale tyto postrádají dostatečnou tepelnou stabilitu, aby byly komerčně životaschopné. Vynálezcem tepelného stabilního (a proto užitečného) homopolymeru POM byl Dal Nagore, který zjistil, že reagování hemiacetálních konců octovým anhydridem převádí snadno depolymerizovatelný hemiacetal na tepelně stabilní, roztažitelný plast.

Dupont dokončil výstavbu závodu, aby vytvořil vlastní verzi acetální pryskyřice, pojmenované Delrin v Parkersburgu v Západní Virginii v roce 1960. V roce 1960 Celanese dokončil svůj vlastní výzkum. Krátce nato, v omezeném partnerství s frankfurtskou firmou Hoechst AG, byla postavena továrna v Kelsterbachu v Hessen; Odtamtud byl Celcon vyroben od roku 1962, přičemž se k němu Hostinaform připojil o rok později. Oba zůstávají ve výrobě pod záštitou Celanese a jsou prodávány jako části produktové skupiny, která se nyní nazývá hostaform/celcon pom

Různé výrobní procesy se používají k výrobě homopolymerních a kopolymerních verzí POM.

Homopolymer

Aby se vytvořil polyoxymethylen homopolymer, musí být generován bezvodý formaldehyd. Hlavní metodou je reakcí vodného formaldehydu s alkoholem k vytvoření hemiformální dehydratace směsi hemiformální/vody (buď extrakcí nebo vakuovou destilací) a uvolňováním formaldehydu zahříváním hemiformalu. Formaldehyd je potom polymerizován aniontovou katalýzou a výsledný polymer stabilizovaný reakcí s acetickým anhydridem. Typickým příkladem je Delrin DuPont.

Kopolymer

Pro výrobu polyoxymethylenového kopolymeru je formaldehyd obecně přeměněn na trioxan (konkrétně 1,3,5-trioxan, také známý jako trioxin). To se provádí kyselinou katalýzou (buď kyselina sírová nebo kyselá iontová výměnná pryskyřice) následovaná čištění trioxanu destilací a/nebo extrakcí k odstranění vody a dalších aktivních vodíků obsahujících nečistoty. Typické kopolymery jsou hostingové z Ticony a Ultraform z BASF.

Komonomer je obvykle dioxolan, ale lze také použít ethylenoxid. Dioxolan je tvořen reakcí ethylenglykolu s vodným formaldehydem nad kyselým katalyzátorem. Mohou být také použity další dioly.

Trioxan a dioxolan jsou polymerizovány pomocí kyselého katalyzátoru, často boronového trifluorid etherate, BF3 OET2. Polymerace může probíhat v nepolárním rozpouštědle (v takovém případě se polymer tvoří jako kaše) nebo v čistém trioxanu (např. V extrudéru). Po polymeraci musí být kyselý katalyzátor deaktivován a polymer je stabilizován tání nebo hydrolýzou roztoku, aby se odstranily nestabilní koncové skupiny.

Stabilní polymer se zkomplikuje a přidává tepelné a oxidační stabilizátory a volitelně maziva a různé plniva.

Výroba

POM je dodáván v granulované formě a může být vytvořen do požadovaného tvaru nanesením tepla a tlaku. Dvě nejběžnější použité metody formování jsou vstřikování a vytlačování. Rotační lišta a foukací formování je také možné.

Mezi typické aplikace pro vstřikované POM patří vysoce výkonné inženýrské komponenty (např. Kola převodovky, lyžařské vazby, spojovací prvky, zámkové systémy) a materiál se široce používá v automobilovém a spotřebním elektronickém průmyslu. Existují speciální známky, které nabízejí vyšší mechanickou houževnatost, tuhost nebo nízké vlastnosti tření/ opotřebení.

POM je běžně extrudován jako kontinuální délky kulatého nebo pravoúhlého řezu. Tyto sekce mohou být nařezány na délku a prodávány jako barový nebo plechový materiál pro obrábění.

Obrábění

Pokud je dodáván jako extrudovaný tyč nebo list, může být pom zpracován tradičními metodami, jako je otáčení, frézování, vrtání atd. Tyto techniky se nejlépe používají tam, kde se produkční ekonomika nezabývá náklady na zpracování taveniny. Materiál je volně řezaný, ale vyžaduje ostré nástroje s vysokým úhlem vůle. Použití rozpustného řezacího maziva není nutné, ale doporučuje se.

Protože materiál postrádá rigiditu většiny kovů, je třeba věnovat pozornost použití světelných upínacích sil a dostatečné podpory pro dílo.

Obrobený POM může být rozměrově nestabilní, zejména s částmi, které mají velké změny tloušťky stěny. Doporučuje se, aby tyto funkce byly „navrženy“, např. Přidáním filetů nebo posilováním žeber. Alternativou je žíhání předběžných částí před konečným dokončením. Pravidlo je to, že obecně malé komponenty obrobené v POM trpí menším pokrvením.

Lepení

PoM je obvykle velmi obtížné spojit. Pro zlepšení spojení byly vyvinuty speciální procesy a ošetření. Tyto procesy obvykle zahrnují leptání povrchu, ošetření plamenem nebo mechanické otěr.

Typické procesy leptání zahrnují kyselinu chromovou při zvýšených teplotách. DuPont má patentovaný proces pro léčbu homopolymeru acetálu zvaný satínizující, který vytváří kotevní body na povrchu a dává lepidlo něco, co je třeba chytit. Existují také procesy zahrnující výtok kyslíku a korona. [6] [7]

Jakmile je povrch připraven, lze pro lepení použít řadu lepidel. Patří mezi ně epoxidy, polyuretany a kyanoakryláty. Epoxidy vykazovaly sílu smyku 150-500 psi na mechanicky obroužených površích a 500-1000 psi na chemicky ošetřených površích. Kyanoakryláty jsou užitečné pro lepení na kov, kůži, gumu a další plasty.

Svařování rozpouštědel je obvykle neúspěšné na acetálních polymerech v důsledku vynikající odolnosti acetálu v rozpouštědle.

Tepelné svařování různými metodami bylo úspěšně použito u homopolymeru i kopolymeru.