Descrizione della plastica POM (acetal) -xyh

Le applicazioni tipiche per la POM piegata a iniezione includono componenti ingegneristici ad alte prestazioni come ruote per camere, cuscinetti a sfera, attacchi di sci, dispositivi di fissaggio, maniglie dei coltelli e sistemi di blocco. Il materiale è ampiamente utilizzato nel settore dell'elettronica automobilistica e di consumo. Il brodo del fucile M16 e altre parti ne sono fatte.

Il poliossimetilene è stato scoperto da Hermann Staudinger, un chimico tedesco che ha ricevuto il premio Nobel del 1953 in chimica. Aveva studiato la polimerizzazione e la struttura di POM negli anni '20 mentre cercava macromolecole, che ha caratterizzato da polimeri. A causa di problemi con la stabilità termica, POM non era commercializzato in quel momento.

Intorno al 1952 i chimici di ricerca di DuPont sintetizzarono una versione di POM e nel 1956 la società presentò per la protezione dei brevetti dell'omopolimero. DuPont attribuisce RN MacDonald come inventore di POM ad alto peso molecolare. I brevetti di MacDonald e collaboratori descrivono la preparazione di POM terminato emiacetal (~ O-ch2OH) ad alto peso molecolare, ma questi mancano di stabilità termica sufficiente per essere commercialmente vitali. L'inventore di un omopolimero POM stabile (e quindi utile) è stato Dal Nagore, che ha scoperto che reagire le estremità emiacetali con anidride acetica converte l'emitemato prontamente depolimerizzabile in una plastica completata di fusione termicamente stabile.

Dupont completò la costruzione di una pianta per produrre la propria versione di resina acetale, chiamata Delrin a Parkersburg, West Virginia, nel 1960. Anche nel 1960, Celanese completò la propria ricerca. Poco dopo, in una collaborazione limitata con la società di Francoforte Hoechst AG, è stata costruita una fabbrica a Kelsterbach, Hessen; Da lì, Celcon fu prodotto a partire dal 1962, con Hostaform che si univa un anno dopo. Entrambi rimangono in produzione sotto gli auspici di Celanese e sono venduti come parti di un gruppo di prodotti ora chiamato Hostaform/Celcon Pom

Diversi processi di produzione vengono utilizzati per produrre le versioni omopolimeri e copolimeri di POM.

Omopolimero

Per produrre omopolimero in polioximetilene, deve essere generata la formaldeide anidra. Il metodo principale è per reazione della formaldeide acquosa con un alcool per creare una disidratazione emiforme, della disidratazione della miscela emiforme/d'acqua (per estrazione o distillazione del vuoto) e il rilascio della formaldeide riscaldando l'emiforme. La formaldeide viene quindi polimerizzata dalla catalisi anionica e il polimero risultante stabilizzato dalla reazione con anidride acetica. Un esempio tipico è Delrin di DuPont.

Copolimero

Per produrre copolimero di poliossimetilene, la formaldeide viene generalmente convertita in triossano (in particolare 1,3,5-trioxano, noto anche come triossina). Questo viene fatto dalla catalisi acida (resine di scambio di acido solforico o acido) seguito dalla purificazione del trioossano mediante distillazione e/o estrazione per rimuovere l'acqua e altri idrogeno attivi contenenti impurità. I copolimeri tipici sono hostaform da Ticona e ultraform da BASF.

Il co-monomero è in genere diossolano ma è possibile utilizzare anche ossido di etilene. Il diossolano è formato dalla reazione di glicole etilenico con formaldeide acquosa su un catalizzatore acido. Possono anche essere usati altri dioli.

Il triossano e il diossolano sono polimerizzati usando un catalizzatore acido, spesso e un etere al trifluoruro di boro, BF3 OET2. La polimerizzazione può avvenire in un solvente non polare (nel qual caso il polimero si forma come una liquamazione) o in trioxano pulito (ad esempio in un estrusore). Dopo la polimerizzazione, il catalizzatore acido deve essere disattivato e il polimero stabilizzato mediante idrolisi di fusione o soluzione al fine di rimuovere i gruppi di fine instabile.

Il polimero stabile viene fuso composto, aggiungendo stabilizzatori termici e ossidativi e facoltativamente lubrificanti e riempitivi vari.

Fabbricazione

POM viene fornito in una forma granulata e può essere formato nella forma desiderata applicando calore e pressione. I due metodi di formazione più comuni impiegati sono lo stampaggio e l'estrusione di iniezione. Sono anche possibili modanature di rotazione e modanatura.

Le applicazioni tipiche per la POM multificata iniezione includono componenti ingegneristici ad alte prestazioni (ruote per ingranaggi ad es. Esistono voti speciali che offrono una maggiore tenacità meccanica, rigidità o proprietà a basso attrito/ usura.

POM è comunemente estruso come lunghezze continue della sezione rotonda o rettangolare. Queste sezioni possono essere tagliate a lunghezza e vendute come barra o scorte per la lavorazione.

Lavorazione

Se fornito come barra o foglio estruso, POM può essere lavorata usando metodi tradizionali come la svolta, la fresatura, la perforazione ecc. Queste tecniche sono meglio impiegate in cui l'economia di produzione non merita le spese di elaborazione del fuso. Il materiale è libero, ma richiede strumenti affilati con un angolo di gioco elevato. L'uso di lubrificante di taglio solubile non è necessario, ma è raccomandato.

Poiché il materiale manca della rigidità della maggior parte dei metalli, si dovrebbe prestare attenzione a utilizzare forze di serraggio della luce e supporto sufficiente per il pezzo di lavoro.

La POM lavorata può essere dimensionalmente instabile, specialmente con parti che hanno grandi variazioni negli spessori delle pareti. Si consiglia di tali funzioni `progettate ', ad es. Aggiungendo filetti o rafforzando le costole. La ricottura delle parti pre-carattere prima della finitura finale è un'alternativa. Una regola emerge è che in generale, piccoli componenti lavorati in POM soffrono di meno deformazioni.

Legame

POM è in genere molto difficile da legare. Sono stati sviluppati processi e trattamenti speciali per migliorare il legame. In genere questi processi comportano attacco di superficie, trattamento fiamma o abrasione meccanica.

I processi tipici di attacco coinvolgono acido cromico a temperature elevate. DuPont ha un processo brevettato per il trattamento dell'omopolimero acetale chiamato satinizzazione che crea punti di ancoraggio in superficie, dando un adesivo qualcosa da afferrare. Ci sono anche processi che coinvolgono il plasma di ossigeno e la scarica della corona. [6] [7]

Una volta preparata la superficie, un certo numero di adesivi possono essere utilizzati per il legame. Questi includono epossidici, poliuretani e cianoacrilati. Gli epossidici hanno mostrato resistenza al taglio di 150-500 psi su superfici abrasi meccanicamente e 500-1000 psi su superfici trattate chimicamente. I cianoacrilati sono utili per il legame con metallo, pelle, gomma e altre materie plastiche.

La saldatura con solvente non ha successo sui polimeri acetali, a causa dell'eccellente resistenza al solvente dell'acetale.

La saldatura termica attraverso vari metodi è stata utilizzata con successo sia sull'omopolimero che sul copolimero.