Acétalique

Nom commun pour polyoxymethyene (POM)

Polyoxyméthylène (communément appelé POM et aussi connu sous le nom polyacétal ou polyformaldéhyde) est un thermoplastique technique utilisée dans des pièces de précision qui nécessitent une grande rigidité, faible coefficient de frottement et une excellente stabilité dimensionnelle. Il est communément connu sous le nom de DuPont Delrin commerce.

Hermann Staudinger, un chimiste allemand qui a reçu le prix Nobel 1953 de chimie, d'abord étudié la polymérisation et la structure du POM dans les années 1920 à la recherche de la théorie de la molécule géante. En raison de problèmes initiaux rencontrés avec la stabilité thermique, il n'a pas été commercialisé.

Première synthétisés par les chimistes de recherche de DuPont vers 1952, la compagnie a déposé un brevet pour protéger l'homopolymère en 1956 et terminé la construction d'une usine de production Delrin à Parkersburg, Virginie-Occidentale en 1960. Celanese a terminé son étude sur un copolymère en 1960, la production Celcon en 1962 et en 1963 Hostaform à Kelsterbach, Allemagne, en vertu d'une société en commandite par Ticona.

Propriétés
Avantages de l'acétal plastiques à base de:

Résistant aux produits chimiques
Très faible absorption d'eau
Résistance à l'hydrolyse par la base
Inconvénients d'acétal plastiques à base de:

Faible résistance aux chocs
basse température de fusion
Plus rigide que les nylons
Très dilatation thermique élevé
Sensible à l'hydrolyse acide et attaque au chlore gazeux
Les parts de polymère caractéristiques communes avec d'autres polymères synthétiques tels que la faible densité (1,4 à 1,5 g/cm3), et la facilité de moulage lorsque le poids moléculaire est suffisamment faible. Il s'agit d'un polymère semi-cristallin (75-85% de silice) avec un point de fusion de 175 ° C comme un homo. Une version copolymère a point de fusion légèrement inférieur à 163 ° C. Il s'agit d'un matériau résistant avec un coefficient de friction très bas. Toutefois, il est sensible à la dégradation du polymère catalysée par les acides, ce qui explique pourquoi les deux types de polymère sont stabilisées. Dans le cas de l'homopolymère, il a en bout de chaîne les groupes qui résistent à la dépolymérisation. Avec le copolymère, la seconde unité est un éther cyclique qui résiste clivage de la chaîne. Il est également sensible à l'oxydation, et un anti-oxydant est normalement ajouté aux grades de moulage de la matière.

Synthèse

Pour homopolymère polyoxyméthylène, le formaldéhyde anhydre doit être généré. La principale méthode est par la réaction du formaldéhyde aqueux avec un alcool de créer un hémiformal, la déshydratation du mélange eau / hémiformal (soit par extraction ou de distillation sous vide) et la libération de formaldéhyde par chauffage de la hémiformal. Le formaldéhyde est ensuite polymérisé par catalyse anioniques et le polymère résultant stabilisée par réaction avec l'anhydride acétique.

Pour copolymère de polyoxyméthylène, le formaldéhyde est généralement converti en trioxane. Cela se fait par catalyse acide (l'acide sulfurique ou acide résines échangeuses d'ions) et l'élimination simultanée du trioxane par distillation ou extraction. Le trioxane est ensuite séché pour éliminer toute l'eau et autres impuretés contenant des hydrogènes actifs.

Le co-monomère est généralement dioxolane, mais l'oxyde d'éthylène peut également être utilisé. Dioxolane est formé par réaction de l'éthylène glycol avec une source de formaldéhyde (trioxane ou concentrée aqueuse de formaldéhyde) sur un catalyseur acide. Autres diols peuvent également être utilisés.

Trioxane et Dioxolane sont polymérisés à l'aide d'un catalyseur acide, le trifluorure de bore souvent éthérate, BF3 OEt2 ·. La polymérisation peut avoir lieu dans un solvant non-polaire (dans ce cas, les formes de polymère sous forme de bouillie) ou à l'état fondu (par exemple une extrudeuse). Après polymérisation, le catalyseur acide doit être désactivé et le polymère stabilisé par la chaleur.

polymère stable est composé fondre, en ajoutant des stabilisants thermiques et à l'oxydation et éventuellement des lubrifiants et des charges diverses.

Applications

La Food and Drug Administration a approuvé Delrin pour une utilisation dans l'industrie alimentaire. Delrin a été utilisé par Mattel de 1968 à 1972 pour produire les roulements de roue à faible friction trouvé sur redline Hot Wheels. Delrin est fabriqué en résine acétal homopolymère, et, quand extrudé en grandes formes de base (c.-à-feuilles, tiges et tubes), tend à être sujet aux problèmes de porosité. Ces problèmes de porosité peut rendre le produit moins fiables dans certaines applications. copolymère d'acétal (Acetron GP) est souvent utilisé comme un remplacement pour Delrin (homopolymère) lorsque le risque de porosité est un facteur dans le choix des matériaux.

Il est également utilisé dans les yo-yo comme la soie par yoyos Alchemy, Lyn Fury par YoYoJam, et le lait par Born Crucial. Delrin de lubrifiant (quand usinée sur un tour), on obtient un yo-yo avec beaucoup moins de friction.

Il est aussi largement utilisé dans les marqueurs de paintball, où il est utilisé pour fabriquer les boulons, les poignées des pompes et de nombreuses autres régions. Son faible coût, une résistance suffisante, poids léger, et les propriétés auto-lubrifiantes, il est idéal pour les marqueurs. L'autre matériau couramment utilisé pour les marqueurs, Nylatron, tandis qu'un peu plus léger, est plus enclin à l'enflure. Une partie gonflé peut rendre le mécanisme possible de faire fonctionner et parfois même des dommages au marqueur. produits à base de nylon comme Nylatron ont une meilleure résistance à l'usure que Delrin, mais n'ont pas une bonne résistance à l'humidité, et ne sont pas adaptés à la haute humidité ou applications sous-marines.

résistance Delrin à liquides et à faible coefficient de frottement ont également utile comme un roulement de remplacement de roues et roulettes, pour être sélectionné dans les cas où les environnements corrosifs faire un rouleau traditionnel ou roulement à billes impraticable. Dans le milieu des années 1960, le phonographe fabricant platine Garrard utilisé Delrin dans les applications où la stabilité, à faible friction et la résistance aux lubrifiants ordinaires ont été avantageux.

Delrin a récemment trouvé une utilisation dans la fabrication de flûtes irlandaises (traditionnellement en bois), tin whistle (traditionnellement en métal), et de la cornemuse (traditionnellement en bois). Delrin flûtes son none similaires ou identiques à des flûtes en bois, mais ont du retrait ou de fissuration des questions généralement associées à des instruments en bois dans des environnements chauds, froids et secs. Maçon comme Des Seery, Michael Cronnolly de M & E Flûtes, Tony Dixon, et Rob Forbes construire flûtes Delrin.

picksDelrin Tortex divers est devenu un matériau de plus en plus populaire pour les médiators. Il a une excellente durabilité, il est beaucoup plus résistant à l'usure que le nylon au point de contact à cordes, en particulier sur les chaînes de ronde de la plaie. Delrin ne fissurer ou se briser comme celluloïd ou chlorure de polyvinyle (PVC), fournit un solide, tout glissement libre, et développe une «mémoire» au fil du temps, c'est, il développe progressivement une légère courbure qui est conforme à saisir de l'utilisateur. médiators Delrin, comme le Dunlop "Tortex" pick gagné en popularité en partie en raison d'une interdiction internationale sur le commerce de l'écaille de la fin des années 1970, qui était alors un matériau couramment utilisé pour les médiators.

Delrin est aussi beaucoup plus prisés des décideurs et d'acteurs de clavecins, utilisé pour le plectre, qui pincent les cordes quand une touche est pressée. Delrin n'a été trouvé pour fournir une qualité sonore très semblable à l'oiseau-plume utilisé dans le passé, tout en étant beaucoup plus durable et cohérente.

Delrin a été utilisé pendant de nombreuses années par un certain nombre de fabricants de coutellerie à faire des manches de couteau, en particulier pour jacknives.

Delrin est utilisé pour fabriquer des roues combinaison dans la plupart des serrures de haute sécurité en toute sécurité. Cela rend la serrure résistante à décodage par la radiographie à cause de la faible densité de delrin. Cependant, les techniques de bombardement de neutrons peut être utilisée pour décoder roues delrin. Delrin augmente également la résistance de la serrure à l'usure.

Il est également utilisé pour faire des curseurs cadre et rondelles de genou pour les motocyclistes / coureurs, ainsi que pour les gants de diapositives utilisées lors de longboard.

Delrin gagne en popularité pour la fabrication de matériel de plongée, en raison de sa légèreté et sa faible porosité à gaz sous pression. D'autres plastiques peuvent absorber du gaz sous pression, et de la houle ou se déformer.

Delrin a été utilisé de plus en plus de créer des bijoux piercing, en particulier des tunnels ou des bouchons pour utilisation dans des trous tendue. Bien que considéré par beaucoup comme relativement sûr pour un usage quotidien, la sécurité de cette pratique est débattue au sein de la communauté piercing.

Delrin est aussi couramment utilisé comme un substitut pour cor dans le Koiguchi sur-moderne fait sabres japonais.

Deux sociétés qui ont fait wattheuremètres également utilisé des composants Delrin dans leurs registres de type ordinateur de vélo pendant un certain temps. Toutefois, Delrin a tendance à se détériorer lorsqu'il est exposé aux UV (rayons du soleil) pendant de longues périodes de temps - conduisant à des problèmes de performances dans le registre et une situation coûteuse pour les fabricants.

Fabrication

Livré sous forme de granules, POM peut être formé dans la forme souhaitée par application de chaleur et de pression. Les deux méthodes les plus courantes sont employés formant moulage par injection et extrusion. De rotation et de soufflage sont également possibles.

Les applications typiques pour moulé par injection POM comprennent des composants de haute ingénierie de la performance (par exemple roues dentées, fixations de ski, fixations, systèmes de verrouillage) et le matériau est largement utilisé dans l'industrie automobile et l'électronique grand public. Il ya des qualités spéciales qui offrent une plus grande résistance mécanique, la rigidité ou à faible friction propriétés d'usure /.

POM est communément extrudé en longueurs continues de section ronde ou rectangulaire. Ces sections peuvent être coupés à longueur et vendus comme bar ou en feuille pour l'usinage.

Il est couramment utilisé par les constructeurs automobiles pour de nombreux composants d'automobiles.

Usinage

Lorsqu'il est fourni en tant que barre extrudé ou en feuilles, Delrin peut être usiné en utilisant des méthodes traditionnelles telles que tournage, fraisage, perçage, etc Ces techniques sont les mieux employés où l'économie de production ne mérite pas les frais de traitement par fusion. Le matériau est libre de coupe, mais elle exige des outils tranchants avec un angle de débattement de haut. L'utilisation de lubrifiant de coupe solubles n'est pas nécessaire, mais elle est recommandée.

Parce que le matériel n'a pas la rigidité de la plupart des métaux, il faut prendre soin d'utiliser la lumière des forces de serrage et un soutien suffisant pour la pièce.

Usinées Delrin peut être dimensionnellement instables, en particulier avec des pièces qui ont de grandes variations dans des épaisseurs de paroi. Il est recommandé que ces éléments sont «destinées-out», par exemple en ajoutant des filets ou des nervures de renforcement. Recuit de pièces pré-usinées avant la finition est une alternative. A l'état de base est que, en général, de petites pièces usinées en Delrin souffrent de moins de déformation.

Collage

polymères acétal sont généralement très difficiles à coller. processus et traitements spéciaux ont été développés pour améliorer l'adhérence de l'acétal. Généralement, ces processus impliquent surface de gravure, traitement à la flamme ou à l'abrasion mécanique. Typique de procédés de gravure associer l'acide chromique à des températures élevées. DuPont a un procédé breveté pour le traitement homopolymère appelé satinage qui crée des points d'ancrage sur la surface, ce qui donne quelque chose d'adhésif à saisir. Il existe également des procédés impliquant plasma d'oxygène et de décharge couronne.

Une fois la surface préparée, un certain nombre d'adhésifs peuvent être utilisés pour le collage. Il s'agit notamment de résines époxy, les polyuréthanes et les cyanoacrylates. Les résines époxydes ont montré 150-500 psi de cisaillement sur les surfaces abrasion mécanique et 500-1000 psi sur les surfaces traitées chimiquement. Les cyanoacrylates sont utiles pour la liaison au métal, cuir, caoutchouc et autres plastiques.

Encollage est généralement échoué sur les polymères acétal, en raison de la résistance excellent solvant d'acétal. soudure thermique à travers différentes méthodes a été utilisée avec succès sur les deux homopolymères et de copolymères.

Dégradation

attaque au chlore de la plomberie résine acétal résines jointAcetal sont sensibles à l'hydrolyse acide et à l'oxydation par des agents tels que le chlore, par exemple. Ainsi, de faibles niveaux de chlore dans l'approvisionnement en eau potable (1-3 ppm) peut provoquer la fissuration par corrosion à développer, un problème qui a été expérimenté dans deux des États-Unis et l'Europe dans domestique et commercial des systèmes d'approvisionnement en eau. moulures défectueux sont plus sensibles à la fissuration, mais moulures normal succomber si l'eau est chaude.

non-respect généralisé des moulures acétal dans l'approvisionnement en eau potable chaude et donné lieu à l'une des actions plus grande classe aux Etats-Unis lorsque les raccords de plomberie acétal craqué et ont provoqué des inondations de maisons, un problème exacerbé par des problèmes similaires avec tuyauterie en polybutylène. Les raccords en polyacétal tendance à l'échec en premier, suivi par la tuyauterie.