Acetaal

Gemeenschappelijke naam voor polyoxymethyene (POM)

Polyoxymethyleen (gewoonlijk aangeduid als POM en ook wel bekend als polyacetaal of polyformaldehyde) is een thermoplastisch gebruikt in precisie-onderdelen die een hoge stijfheid, lage wrijving en een uitstekende dimensionele stabiliteit vereisen. Het is algemeen bekend onder de handelsnaam van DuPont de naam van Delrin.

Hermann Staudinger, een Duitse chemicus die in 1953 de Nobelprijs voor de Scheikunde ontving, studeerde eerst de polymerisatie en de structuur van POM in de jaren 1920 tot de theorie van reusachtige molecuul onderzoek. Vanwege aanvankelijke problemen met de thermische stabiliteit was het niet gecommercialiseerd.

Voor het eerst gesynthetiseerd door DuPont onderzoek chemici rond 1952, het bedrijf ingediend voor octrooibescherming van het homopolymeer in 1956 en voltooide de bouw van een fabriek te Delrin produceren Parkersburg, West Virginia in 1960. Celanese heeft haar studie over een copolymeer in 1960, het produceren van Celcon in 1962 en Hostaform in 1963 in Kelsterbach, Duitsland, op grond van een commanditaire vennootschap met Ticona.

Eigenschappen
Voordelen van acetaal gebaseerde kunststoffen:

Chemisch resistent
Zeer lage wateropname
Resistent tegen hydrolyse door base
Nadelen van acetaal gebaseerde kunststoffen:

Lage slagvastheid
Lage smelttemperatuur
Meer rigide dan nylons
Zeer hoge thermische uitzetting
Gevoelig voor zure hydrolyse en chloor aanval
Het polymeer aandelen gemeenschappelijke kenmerken met andere synthetische polymeren zoals lage dichtheid (1,4 - 1,5 g/cm3), en het gemak van gieten wanneer het moleculair gewicht laag genoeg is. Het is een semi-kristallijn polymeer (75-85% kristallijn) met een smeltpunt van 175 ° C als een homopolymeer. Een copolymeer versie heeft iets lager smeltpunt van 163 ° C. Het is een taai materiaal met een zeer lage wrijvingscoëfficiënt. Het is echter gevoelig voor polymeerafbraak gekatalyseerd door zuren, dat is waarom zowel polymeer soorten zijn gestabiliseerd. In het geval van het homopolymeer, heeft keten eindgroepen die depolymerisatie weerstaan. Met het copolymeer, het tweede toestel is een cyclische ether die keten splitsing verzet. Het is ook gevoelig voor oxidatie, en een anti-oxidant is normaal toegevoegd aan gieten kwaliteiten van het materiaal.

Synthese

Te maken polyoxymethyleen homopolymeer, moet watervrij formaldehyde worden gegenereerd. De belangrijkste methode is door de reactie van de waterige formaldehyde met een alcohol om een ​​hemiformal, uitdroging van de hemiformal / watermengsel (hetzij door extractie of vacuüm distillatie) en de vrijgave van de formaldehyde door het verwarmen van de hemiformal. De formaldehyde wordt dan gepolymeriseerd door anionische katalyse en het resulterende polymeer gestabiliseerd door reactie met azijnzuuranhydride.

Te maken polyoxymethyleen copolymeer, is formaldehyde in het algemeen omgezet naar trioxaan. Dit wordt gedaan door zure katalyse (hetzij zwavelzuur of zure ionenwisselaars) en gelijktijdige opheffing van de trioxaan door destillatie of extractie. De trioxaan wordt dan gedroogd om alle water-en andere actieve waterstof bevatten onzuiverheden te verwijderen.

De co-monomeer is typisch dioxolaan maar ethyleenoxide kan ook worden gebruikt. Dioxolaan wordt gevormd door de reactie van ethyleenglycol met een formaldehyde bron (trioxaan of geconcentreerde waterige formaldehyde) over een zure katalysator. Andere diolen kunnen ook worden gebruikt.

Trioxaan en dioxolaan gepolymeriseerd met behulp van een zure katalysator, vaak boortrifluoride etheraat, BF3 · OEt2. De polymerisatie kan plaatsvinden in een niet-polair oplosmiddel (in welk geval het polymeer vormen als een slurry) of in de smelt (bijv. een extruder). Na de polymerisatie, moet de zure katalysator worden uitgeschakeld en het polymeer gestabiliseerd door de hitte.

Stabiele polymeer smelt verergerd, het toevoegen van thermische en oxidatieve stabilisatoren en eventueel smeermiddelen en diverse vulstoffen.

Toepassingen

De Food and Drug Administration heeft goedgekeurd Delrin voor gebruik in de voedingsindustrie. Delrin werd gebruikt door Mattel 1968 tot 1972 aan de lage wrijving wiellagers die gevonden zijn op redline Hot Wheels te produceren. Delrin is gemaakt van acetaal homopolymeer hars, en, wanneer geëxtrudeerd in grote basisvormen (dat wil zeggen, bladen, staven en buizen), heeft de neiging te worden onderworpen aan porositeit problemen. Deze porositeit problemen en kan het product minder betrouwbaar in bepaalde toepassingen. Acetaalcopolymeer (Acetron GP) wordt vaak gebruikt als een vervanging voor Delrin (acetaal homopolymeer) wanneer porositeit risico is een factor in de materiaal keuze.

Het wordt ook gebruikt in jojo's, zoals de Zijde door Alchemy yoyos, Lyn Fury door YoYoJam, en de melk door Geboren cruciaal. Delrin is smering (als machinaal op een draaibank) levert een jojo met beduidend minder wrijving.

Hij wordt veelvuldig ook gebruikt in paintball markers, waar het wordt gebruikt om bouten te maken, pomp handvatten en vele andere delen. Zijn lage kosten, voldoende sterk, licht van gewicht, en zelf-smerende eigenschappen maken het ideaal voor markers. Het andere materiaal gewoonlijk gebruikt voor markers, Nylatron, terwijl iets lichtere, meer vatbaar is voor zwelling. Een gepofte deel kan het mechanisme het onmogelijk om te werken en soms zelfs schadelijk is voor de marker. Nylon-gebaseerde producten, zoals Nylatron hebben betere slijtvastheid dan Delrin, maar hebben geen goede vochtbestendigheid, en zijn niet geschikt voor hoge luchtvochtigheid of onderwater toepassingen.

Delrin is de weerstand tegen vloeistoffen en lage wrijvingscoëfficiënt ook hebben gemaakt het nuttig als een koers-vervanging in wielen en wielen, die moeten worden gekozen in gevallen waarin corrosieve omgevingen te maken van een traditionele rol of kogellagers onpraktisch. In het midden van de jaren 1960, fonograaf draaitafel fabrikant Garrard gebruikt Delrin in toepassingen waar de stabiliteit, lage wrijving en weerstand tegen gemeenschappelijke smeermiddelen waren voordelig.

Delrin heeft recentelijk ook gevonden worden gebruikt bij de vervaardiging van Ierse fluiten (traditioneel gemaakt van hout), tin whistles (traditioneel gemaakt van metaal), en doedelzakken (traditioneel gemaakt van hout). Delrin fluiten geluid vergelijkbaar of identiek met houten fluiten, maar hebben geen van de krimp of scheuren kwesties meestal geassocieerd met houten instrumenten in warme, koude of droge omgevingen. Bouwers, zoals Des Seery, Michael Cronnolly van M & E dwarsfluit, Tony Dixon, en Rob Forbes bouwen Delrin fluiten.

Verschillende Tortex picksDelrin is uitgegroeid tot een steeds populairder materiaal voor plectrums. Het heeft een uitstekende duurzaamheid, het is veel beter bestand tegen slijtage dan nylon op het punt van de string contact, vooral op ronde-snaren. Delrin niet barsten of breken zoals celluloid of polyvinylchloride (PVC), biedt een solide, anti-slip grip, en ontwikkelt een "geheugen" in de tijd, dat wil zeggen het geleidelijk ontwikkelt een lichte kromming die voldoet aan de greep van de gebruiker. Delrin plectrums, zoals de Dunlop "Tortex" pick populariteit gewonnen deels te wijten aan een internationaal verbod op de handel in schildpad in de late jaren 1970, die vervolgens werd een gemeenschappelijk materiaal dat wordt gebruikt voor de plectrums.

Delrin is ook veel gekoesterd door veel makers en spelers van klavecimbels, wordt gebruikt voor de plectra, die de snaren als een toets wordt ingedrukt. Delrin is gevonden om een ​​tonale kwaliteit zeer vergelijkbaar met de vogel-ganzenveer gebruikt in het verleden bieden, terwijl het veel duurzamer en consistent zijn.

Delrin is gebruikt voor vele jaren door een aantal fabrikanten om bestek mes te maken handvatten, speciaal voor jacknives.

Delrin is gebruikt om combinatie wielen maken in de meeste high-security veilige sloten. Dit maakt het slot bestand tegen decoderen door röntgenfoto vanwege de lage dichtheid van Delrin. Kan echter neutronenbeschieting technieken worden gebruikt om delrin wielen te decoderen. Delrin verhoogt ook het slot weerstand te dragen.

Het wordt ook gebruikt om het frame sliders en knie pucks te maken voor motorrijders / racers, evenals voor dia handschoenen gebruikt bij het longboarden.

Delrin is aan populariteit wint voor de vervaardiging van duikuitrusting, vanwege zijn lichte gewicht en de lage porositeit van gas onder druk. Sommige andere kunststoffen kan absorberen gas onder druk, en zwellen of vervormen.

Delrin is steeds meer gebruikt om het lichaam piercingsieraden, in het bijzonder tunnels of stekkers te maken voor gebruik in gestrekte gaten. Hoewel door velen gezien als relatief veilig voor dagelijks gebruik, is de veiligheid van deze praktijk besproken binnen de piercing gemeenschap.

Delrin is ook vaak gebruikt als een substituut voor hoorn in de koiguchi op moderne-en-klare Japanse zwaarden.

Twee bedrijven die watthour meters gemaakt ook gebruikt Delrin componenten in hun fietscomputer-type registers voor een tijdje. Echter, Delrin heeft de neiging te verslechteren bij blootstelling aan UV (uit zonlicht) voor langere tijd - leidt tot problemen met de prestaties in het register en een kostbare situatie voor de fabrikanten.

Verzinsel

Geleverd in granulaatvorm, kan POM worden gevormd in de gewenste vorm door het toepassen van warmte en druk. De twee meest voorkomende vormen van werknemers en methoden zijn spuitgieten en extrusie. Rotatie-en blow moulding zijn ook mogelijk.

Typische toepassingen voor spuitgegoten POM omvatten hoogwaardige technische componenten (bijv. tandwielen, skibindingen, bevestigingsmiddelen, lock-systemen) en het materiaal wordt veel gebruikt in de automobiel-en consumentenelektronica-industrie. Er zijn speciale kwaliteiten die hogere mechanische sterkte, stijfheid of lage wrijving / slijtage eigenschappen bieden.

POM is meestal geëxtrudeerd als continue lengten ronde of rechthoekige doorsnede. Deze secties kunnen worden op lengte gesneden en verkocht als bar of plaatmateriaal voor de bewerking.

Het wordt vaak gebruikt door de autofabrikanten voor veel onderdelen van auto's.

Verspanen

Toen geleverd als geëxtrudeerde bar of plaat, kan Delrin bewerkt worden met behulp van traditionele methoden zoals draaien, frezen, boren enz. Deze technieken het beste worden toegepast waar de productie de economie niet ten koste van smelt verwerking verdienste. Het materiaal is vrij te snijden, maar vergt scherpe gereedschappen met een hoge vrije hoek. Het gebruik van oplosbare snijolie is niet noodzakelijk, maar wordt wel aanbevolen.

Omdat het materiaal niet over de starheid van de meeste metalen, moet ervoor worden gezorgd dat het licht spankracht en voldoende steun voor het werkstuk te gebruiken.

Bewerkte Delrin kan worden maatvastheid, vooral met onderdelen die grote variaties in wanddikten. Het is aanbevolen dat deze functies zijn 'ontworpen-out', bijvoorbeeld door het toevoegen van filets of de versterking van ribben. Annealing van de pre-bewerkte delen voor de uiteindelijke afwerking is een alternatief. Een regel van de duim is dat in het algemeen, kleine onderdelen gefreesd in Delrin last van minder kromtrekken.

Bonding

Acetaal polymeren zijn meestal zeer moeilijk te verlijmen. Speciale procedes en behandelingen zijn ontwikkeld om de hechting van de acetaai te verbeteren. Typisch deze processen te betrekken oppervlak etsen, vlam of mechanische slijtage. Typische etsprocessen betrekken chroomzuur bij verhoogde temperaturen. DuPont heeft een gepatenteerd proces voor de behandeling van acetaal homopolymeer genoemd satinizing die maakt een anker punten op het oppervlak, waardoor een lijm iets te grijpen. Er zijn ook processen waarbij zuurstof plasma en corona-ontlading.

Zodra het oppervlak is voorbereid, kan een aantal van lijmen worden gebruikt voor het verlijmen van. Deze omvatten epoxyharsen, polyurethanen en cyanoacrylaten. Epoxies hebben aangetoond 150-500 psi afschuifsterkte op mechanisch geschuurd oppervlakken en 5-100 psi voor chemisch behandelde oppervlakken. Cyanoacrylaat zijn nuttig voor het verlijmen van metaal, leer, rubber en andere kunststoffen.

Oplosmiddel lassen is meestal niet succesvol op acetaal polymeren, dankzij de uitstekende oplosmiddel weerstand van acetaal. Thermisch lassen door middel van verschillende methoden is met succes gebruikt op zowel homopolymeer en copolymeer.

Degradatie

chloor aanval van delrin loodgieterij jointAcetal harsen zijn gevoelig voor zure hydrolyse en oxidatie door dergelijke middelen als chloor, bijvoorbeeld. Zo lage niveaus van chloor in drinkwater levert (1-3 ppm) kan leiden tot spanningscorrosie te ontwikkelen, een probleem dat is in zowel de VS en Europa met ervaring in huishoudelijke en commerciële watervoorziening. Defecte lijsten zijn het meest gevoelig voor kraken, maar de normale lijsten zal bezwijken als het water warm is.

Wijdverbreide falen van acetaal lijstwerk in drinkwater en warm water levert resulteerde in een van de grootste class actions in de VS toen acetaal sanitair kraanwerk gekraakt en veroorzaakte overstromingen van woningen, een probleem dat nog verergerd door soortgelijke problemen met polybuteen leidingen. De acetaal fittingen neiging om te mislukken, gevolgd door de leidingen.