Kuvaus pom (asetaali) -XYH-muovista

Injektiota katkaistuun POM: n tyypillisiin sovelluksiin kuuluvat korkean suorituskyvyn tekniikan komponentit, kuten pienet vaihdepyörät, kuulalaakerit, hiihtosiidokset, kiinnittimet, veitsen kahvat ja lukitusjärjestelmät. Materiaalia käytetään laajasti auto- ja kulutuselektroniikkateollisuudessa. M16 -kiväärin varastot ja muut osat on tehty siitä.

Polyoksimetyleeni löysi saksalainen kemisti Hermann Staudinger, joka sai vuoden 1953 Nobel -palkinnon kemiassa. Hän oli tutkinut POM: n polymerointia ja rakennetta 1920 -luvulla tutkiessaan makromolekyylejä, joita hän luonnehti polymeereiksi. Lämpötabiliteetin ongelmien vuoksi POM: ää ei kaupallistettu tuolloin.

Noin vuonna 1952 DuPontin tutkimuskemikot syntetisoivat POM: n version, ja vuonna 1956 yritys haki homopolymeerin patenttisuojaa. DuPont hyvittää RN MacDonaldin korkean molekyylipainon Pomin keksijänä. MacDonaldin ja työtovereiden patentit kuvaavat korkean molekyylipainoisen hemiasetaalin (~ O-CH2OH) valmistusta POM: lla, mutta niistä puuttuu riittävä lämpöstabiilisuus kaupallisesti kannattaviksi. Lämpöstabiilin (ja siksi hyödyllisen) pomopolymeerin keksijä oli Dal Nagore, joka havaitsi, että hemiasetaalisten päiden reagoiminen etikkahappoanhydridillä muuntaa helposti depolymerisoitavissa olevan hemiasetaalin lämpö stabiiliksi, sulattavaksi prosessoitavaksi muoviksi.

DuPont valmisti laitoksen rakentamisen oman Acetal -hartsin version tuottamiseksi, nimeltään Delrin Parkersburgissa, Länsi -Virginiassa, vuonna 1960. Myös vuonna 1960 Celanese suoritti oman tutkimuksensa. Pian sen jälkeen rajoitetusti Frankfurt -yrityksen Hoechst AG: n kanssa tehdas rakennettiin Kelsterbachiin, Hesseniin; Sieltä Celcon tuotettiin vuodesta 1962, ja HostAform liittyi siihen vuotta myöhemmin. Molemmat pysyvät tuotannossa Celanese -alaisuudessa, ja niitä myydään osina tuoteryhmää, jota kutsutaan nyt Hostaform/Celcon Pom

POM: n homopolymeeri- ja kopolymeeriversioiden tuottamiseen käytetään erilaisia ​​valmistusprosesseja.

Homopolymeeri

Polyoksimetyleenihomopolymeerin valmistamiseksi on tuotettava vedettömän formaldehydin. Päämenetelmä tapahtuu vesireaktiivisen formaldehydin reaktiolla alkoholin kanssa hemiformaalin/vesiseoksen hemiformaalin, kuivumisen luomiseksi (joko uutto tai tyhjiötislaus) ja formaldehydin vapauttaminen kuumentamalla hemiformaali. Sitten formaldehydi polymeroituu anionisella katalyysillä ja tuloksena oleva polymeeri stabiloituu reaktiolla etikkahappoanhydridin kanssa. Tyypillinen esimerkki on DuPontin Delrin.

Kopolymeeri

Polyoksimetyleenikopolymeerin valmistamiseksi formaldehydi muuttuu yleensä trioksaaniksi (spesifisesti 1,3,5-trioksaaniksi, joka tunnetaan myös nimellä trioksiini). Tämä tehdään happokatalyysillä (joko rikkihappo- tai happamat ioninvaihtohartsit), mitä seuraa trioksaanin puhdistaminen tislaamalla ja/tai uuttamalla veden ja muiden aktiivisten vetyjen poistamiseksi. Tyypilliset kopolymeerit ovat Ticonan ja UltraForm BASF: n ultraformaatiota.

Kanaameeri on tyypillisesti dioksolaania, mutta myös etyleenioksidia voidaan käyttää. Dioksolaani muodostuu reaktiolla etyleeniglykoliin vesipitoisen formaldehydin kanssa happakatalyytin yli. Muita DIOL -tiedostoja voidaan käyttää myös.

Trioksaani ja dioksolaani polymeroivat käyttämällä happakatalyyttiä, usein boori -trifluoridieetteraattia, BF3 OET2. Polymerointi voi tapahtua ei-polaarisessa liuottimessa (jolloin polymeeri muodostuu lietteenä) tai siistissä trioksaanissa (esim. Suulakepuristimessa). Polymeroinnin jälkeen happama katalyytti on deaktivoitava ja polymeeri stabiloitu sulalla tai liuoksen hydrolyysillä epävakaiden päätyryhmien poistamiseksi.

Vakaa polymeeri sulaa yhdistettynä, lisäämällä lämpö- ja oksidatiivisia stabilointiaineita ja valinnaisesti voiteluaineita ja sekalaisia ​​täyteaineita.

Valmistus

POM toimitetaan rakeistetussa muodossa ja se voidaan muodostaa haluttuun muotoon levittämällä lämpöä ja painetta. Kaksi yleisintä käytettyä muotoilumenetelmää ovat injektiomuovaus ja suulakepuristus. Kiertomuovaus ja puhallusmuovaus ovat myös mahdollisia.

Injektiota katkaistuun POM: n tyypillisiin sovelluksiin kuuluvat korkean suorituskyvyn tekniikan komponentit (esim. Vaihdepyörät, hiihtosiidokset, kiinnittimet, lukitusjärjestelmät) ja materiaalia käytetään laajasti auto- ja kulutuselektroniikkateollisuudessa. On erityisiä arvosanoja, jotka tarjoavat korkeamman mekaanisen sitkeyden, jäykkyyden tai pienen kitkan/ kulumisen ominaisuudet.

POM on yleisesti suulakepuristettu jatkuvina pyöreiden tai suorakulmaisen osan pituudeksi. Nämä osat voidaan leikata pituuteen ja myydä baarina tai arkkivarastona koneistusta varten.

Koneistus

Kun POM toimitetaan suulakepuristetulla baarina tai arkkina, POM voidaan koneistaa perinteisillä menetelmillä, kuten kääntämisellä, jyrsinnällä, porauksella jne. Nämä tekniikat käytetään parhaiten, jos tuotantotalous ei ansaitse sulankäsittelyn kustannuksia. Materiaali on vapaasti leikkaava, mutta se vaatii teräviä työkaluja, joilla on suuri välyskulma. Liukoisen leikkausvoiteluaineen käyttö ei ole välttämätöntä, mutta sitä suositellaan.

Koska materiaalista puuttuu useimpien metallien jäykkyys, kevyiden puristusvoimien ja työkappaleen riittävän tuen käyttämiseksi on huolehdittava.

Koneistettu POM voi olla mitallisesti epävakaa, etenkin osilla, joiden seinämän paksuus on suuria. On suositeltavaa, että tällaiset ominaisuudet on suunniteltu esim. Lisäämällä fileet tai vahvistamalla kylkiluita. Ennalta keitettyjen osien hehkuttaminen ennen lopullista viimeistelyä on vaihtoehto. Pommosääntö on, että yleensä POM: iin koneistettu pienet komponentit kärsivät vähemmän vääntymisestä.

Sidos

Pom on tyypillisesti erittäin vaikea sitoutua. Erityiset prosessit ja hoidot on kehitetty sitoutumisen parantamiseksi. Tyypillisesti näihin prosesseihin sisältyy pinnan etsaus, liekinkäsittely tai mekaaninen hankaus.

Tyypillisissä etsausprosesseissa on kromihappo kohonneissa lämpötiloissa. DuPontilla on patentoitu prosessi asetinisoivan asetaalisen homopolymeerin käsittelemiseksi, joka luo ankkuripisteitä pinnalle, mikä antaa liiman jotain tarttua. Siellä on myös prosesseja, joissa on happiplasma- ja koronapäästö. [6] [7]

Kun pinta on valmistettu, sidomiseen voidaan käyttää useita liimoja. Näitä ovat epoksit, polyuretaanit ja syaaniakrylaatit. Epoksit ovat osoittaneet 150-500 psi: n leikkauslujuuden mekaanisesti hiotuilla pinnoilla ja 500-1000 psi kemiallisesti käsiteltyillä pinnoilla. Syanoakrylaatit ovat hyödyllisiä sitoutumisessa metalliin, nahkaan, kumiin ja muihin muoveihin.

Liuotinhitsaus on tyypillisesti epäonnistunut asetaalipolymeereissä, koska asetaalin erinomainen liuotinresistenssi johtuu.

Lämpöhitsaus erilaisilla menetelmillä on käytetty onnistuneesti sekä homopolymeerissä että kopolymeerissä.