Beschreibung von POM (Acetal) -xyh Plastik

Zu den typischen Anwendungen für inspritzgeführte POM gehören Hochleistungs-Engineering-Komponenten wie kleine Zahnradräder, Kugellager, Skilbindungen, Befestigungselemente, Messergriffe und Sperrsysteme. Das Material wird in der Automobil- und Unterhaltungselektronikindustrie häufig eingesetzt. Der Bestand und andere Teile des M16 -Gewehrs bestehen daraus.

Polyoxymethylen wurde von Hermann Staudinger entdeckt, einem deutschen Chemiker, der 1953 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Er hatte in den 1920er Jahren die Polymerisation und Struktur von POM untersucht, als er Makromoleküle untersuchte, die er als Polymere charakterisierte. Aufgrund von Problemen mit der thermischen Stabilität wurde POM zu diesem Zeitpunkt nicht kommerzialisiert.

Um 1952 synchronisierte Forschungschemiker bei DuPont eine Version von POM, und 1956 reichte das Unternehmen den Patentschutz des Homopolymers ein. DuPont schreibt RN MacDonald als Erfinder von Pom mit hohem Molekulargewicht zu. Patente von Macdonald und Mitarbeitern beschreiben die Herstellung von Hemiacetal (~ O-CH2OH) mit hohem Molekulargewicht terminiertes POM, aber diese fehlen ausreichend thermische Stabilität, um kommerziell lebensfähig zu sein. Der Erfinder eines hitzestabilen (und daher nützlichen) Pomopolymers war Dal Nagore, der entdeckte, dass die Reaktion der Hämiacetalenden mit Essigsäureanhydrid den leicht depolymerisierbaren Hämiacetal in einen thermisch stabilen, schmelzprozessbaren Kunststoff umwandelt.

DuPont absolvierte den Bau eines Werks zur Herstellung einer eigenen Version von Acetal Resin namens Delrin in Parkersburg, West Virginia, 1960. Auch 1960 absolvierte Celanese seine eigene Forschung. Kurz darauf wurde in einer begrenzten Partnerschaft mit der Frankfurt -Firma Hoechst AG eine Fabrik in Kelsterbach, Hessen, gebaut. Von dort wurde Celcon ab 1962 produziert, wobei Hostaform ein Jahr später anschloss. Beide bleiben unter der Schirmherrschaft von Celanese in Produktion und werden als Teile einer Produktgruppe verkauft, die jetzt Hostaform/Celcon Pom bezeichnet wird

Verschiedene Herstellungsprozesse werden verwendet, um die Homopolymer- und Copolymerversionen von POM herzustellen.

Homopolymer

Um das Homopolymer von Polyoxymethylen zu machen, muss wasserfreies Formaldehyd erzeugt werden. Die Hauptmethode besteht durch die Reaktion des wässrigen Formaldehydes mit einem Alkohol, um eine hämförmige Dehydration des hämförmigen/Wassergemisches (entweder durch Extraktion oder Vakuumdestillation) und Freisetzung des Formaldehyds durch Erhitzen des Hemiformales zu erzeugen. Der Formaldehyd wird dann durch anionische Katalyse und das resultierende Polymer durch Reaktion mit Essigsäureanhydrid polymerisiert. Ein typisches Beispiel ist DuPont's Delrin.

Copolymer

Zur Herstellung von Polyoxymethylencopolymer wird Formaldehyd im Allgemeinen in Trioxan umgewandelt (insbesondere 1,3,5-Trioxan, auch als Trioxin bekannt). Dies erfolgt durch säurehaltige Katalyse (entweder Schwefelsäure oder saure Ionenaustauschharze), gefolgt von der Reinigung des Trioxans durch Destillation und/oder Extraktion, um Wasser und andere aktive Wasserstoff, die Verunreinigungen enthalten, zu entfernen. Typische Copolymere sind Hostaform aus Ticona und ulträolog von BASF.

Der Mitmonom ist typischerweise Dioxolan, aber auch Ethylenoxid kann verwendet werden. Dioxolan wird durch Reaktion von Ethylenglykol mit wässrigem Formaldehyd über einen sauren Katalysator gebildet. Andere Diole können ebenfalls verwendet werden.

Trioxan und Dioxolan werden unter Verwendung eines sauren Katalysators, häufig Bor -Trifluorid -Etherat, bf3 oet2, polymerisiert. Die Polymerisation kann in einem nicht-polaren Lösungsmittel stattfinden (in diesem Fall bildet sich das Polymer als Aufschlämmung) oder in ordentlichem Trioxan (z. B. in einem Extruder). Nach der Polymerisation muss der saure Katalysator deaktiviert und durch Schmelze oder Lösungshydrolyse stabilisiert werden, um die instabilen Endgruppen zu entfernen.

Das stabile Polymer wird geschmolzen und fügt thermische und oxidative Stabilisatoren sowie optional Schmiermittel und verschiedene Füllstoffe hinzu.

Herstellung

POM wird in granulierter Form geliefert und kann durch Ausübung von Wärme und Druck in die gewünschte Form gebildet werden. Die beiden am häufigsten verwendeten Formenmethoden sind Injektionsform und Extrusion. Drehleisten und Blasenformungen sind ebenfalls möglich.

Typische Anwendungen für inspritzgeführte POM umfassen Hochleistungs-Engineering-Komponenten (z. B. Ausrüstungsräder, Skibindungen, Befestigungselemente, Sperrsysteme) und das Material wird in der Automobil- und Unterhaltungselektronikbranche häufig verwendet. Es gibt spezielle Noten, die eine höhere mechanische Zähigkeit, Steifheit oder niedrige Reibung/ Verschleißeigenschaften bieten.

POM wird üblicherweise als kontinuierliche Längen des runden oder rechteckigen Abschnitts extrudiert. Diese Abschnitte können zu Länge geschnitten und als Stab- oder Blattbestand für die Bearbeitung verkauft werden.

Bearbeitung

Wenn POM als extrudiertes Balken oder Blatt geliefert wird, kann er mit herkömmlichen Methoden wie Drehen, Mahlen, Bohrungen usw. bearbeitet werden. Diese Techniken werden am besten angewendet, wenn die Produktionsökonomie die Kosten für die Schmelzverarbeitung nicht verdienen. Das Material kehrt frei, erfordert jedoch scharfe Werkzeuge mit einem hohen Räumungswinkel. Die Verwendung von löslichem Schneidschmiermittel ist nicht erforderlich, wird jedoch empfohlen.

Da dem Material die Steifheit der meisten Metalle fehlt, sollte darauf geachtet werden, leichte Klemmkräfte und ausreichende Unterstützung für das Werkstück zu verwenden.

Bearbeitete POM kann dimensional instabil sein, insbesondere bei Teilen mit großen Variationen der Wandstärken. Es wird empfohlen, dass solche Funktionen durch Hinzufügen von Filets oder Stärkung der Rippen "entworfen" werden. Das Glühen von vorgefertigten Teilen vor dem endgültigen Abschluss ist eine Alternative. Eine Faustregel ist, dass im Allgemeinen kleine Komponenten, die in POM bearbeitet wurden, unter weniger Verzerrungen leiden.

Verbindung

POM ist in der Regel sehr schwer zu verbinden. Es wurden spezielle Prozesse und Behandlungen entwickelt, um die Bindung zu verbessern. Typischerweise beinhalten diese Prozesse Oberflächenätzung, Flammenbehandlung oder mechanischer Abrieb.

Typische Ätzprozesse beinhalten Chromsäure bei erhöhten Temperaturen. DuPont hat ein patentiertes Verfahren zur Behandlung von Acetal -Homopolymer, das als Satinizing bezeichnet wird und Ankerpunkte auf der Oberfläche erzeugt und einem Klebstoff etwas zum Greifen verleiht. Es gibt auch Prozesse mit Sauerstoffplasma und Korona -Entladung. [6] [7]

Sobald die Oberfläche vorbereitet ist, kann eine Reihe von Klebstoffen zur Bindung verwendet werden. Dazu gehören Epoxids, Polyurethane und Cyanoacrylate. Epoxids haben auf mechanisch abnebelten Oberflächen und 500-1000 psi auf chemisch behandelten Oberflächen 150-500 psi-Scherfestigkeit gezeigt. Cyanoacrylate sind nützlich, um sich mit Metall, Leder, Gummi und anderen Kunststoffen zu verbinden.

Das Lösungsmittelschweißen ist aufgrund der hervorragenden Lösungsmittelbeständigkeit von Acetal bei Acetalpolymeren typischerweise nicht erfolglos.

Wärmeschweißen durch verschiedene Methoden wurde sowohl für Homopolymer als auch auf Copolymer erfolgreich eingesetzt.