Ακετάλη

Κοινό όνομα για polyoxymethyene (POM)

Polyoxymethylene (που συνήθως αναφέρονται ως POM και είναι επίσης γνωστή ως πολυακετάλη ή polyformaldehyde) είναι μια μηχανική θερμοπλαστικό που χρησιμοποιούνται σε τμήματα ακριβείας που απαιτούν υψηλή ακαμψία, χαμηλή τριβή και εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων. Είναι κοινώς γνωστό με την εμπορική επωνυμία της DuPont Delrin.

Hermann Staudinger, Γερμανός χημικός, που έλαβε το 1953 το βραβείο Νόμπελ Χημείας, μελέτησε αρχικά τον πολυμερισμό και τη δομή του POM στη δεκαετία του 1920 με την έρευνα της θεωρίας του γίγαντα μορίου. Λόγω των αρχικών προβλημάτων με τη θερμική σταθερότητα δεν ήταν για εμπορικούς σκοπούς.

Πρώτη συντίθεται από την DuPont χημικούς έρευνα γύρω από το 1952, η εταιρεία ζήτησε προστασία των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της ομοπολυμερές το 1956 και ολοκλήρωσε την κατασκευή ενός εργοστασίου για την παραγωγή Delrin σε Parkersburg, Δυτική Βιρτζίνια το 1960. Celanese ολοκλήρωσε τη μελέτη της σχετικά με συμπολυμερές το 1960, την παραγωγή Celcon το 1962 και Hostaform το 1963 σε Kelsterbach, Γερμανία, στο πλαίσιο ετερόρρυθμης Ticona.

Ακίνητα
Πλεονεκτήματα της ακετάλη βάση πλαστικές ύλες:

Χημικής αντοχής
Πολύ χαμηλή απορρόφηση νερού
Ανθεκτικό στην υδρόλυση από βάση
Μειονεκτήματα της ακετάλη με βάση πλαστικές ύλες:

Χαμηλή αντοχή στην κρούση
Χαμηλή θερμοκρασία τήξεως
Πιο αυστηρό από νάυλον
Πολύ υψηλή θερμική διαστολή
Ευαίσθητο στο όξινη υδρόλυση και την επίθεση του χλωρίου
Οι μετοχές πολυμερές κοινά χαρακτηριστικά με άλλα συνθετικά πολυμερή, όπως η χαμηλή πυκνότητα (1,4 έως 1,5 g/cm3), και την ευκολία της διαμόρφωσης όταν το μοριακό βάρος είναι αρκετά χαμηλό. Είναι ένα ημι-κρυσταλλικό πολυμερές (75-85% κρυσταλλική), με σημείο τήξης 175 ° C ως ομοπολυμερές. Μια έκδοση συμπολυμερές έχει ελαφρώς χαμηλότερο σημείο τήξης 163 ° C. Είναι ένα σκληρό υλικό με πολύ χαμηλό συντελεστή τριβής. Ωστόσο, είναι ευαίσθητα στην υποβάθμιση του πολυμερούς καταλύεται από οξέα, γι 'αυτό έχουν σταθεροποιηθεί και οι δύο τύπων πολυμερών. Στην περίπτωση του ομοπολυμερούς, έχει ομάδων τέλος της αλυσίδας που αντιστέκονται αποπολυμερισμού. Με το συμπολυμερές, η δεύτερη μονάδα είναι ένα κυκλικό αιθέρας που αντιστέκεται διάσπαση της αλυσίδας. Επίσης, είναι ευαίσθητη στην οξείδωση, καθώς και ένα αντι-οξειδωτικών είναι συνήθως προστίθενται στο καλούπωμα ποιότητες του υλικού.

Σύνθεση

Για να κάνετε ομοπολυμερή polyoxymethylene, άνυδρο φορμαλδεΰδη πρέπει να δημιουργηθεί. Η κύρια μέθοδος είναι η αντίδραση του υδατικού φορμαλδεΰδης με οινόπνευμα για να δημιουργήσετε ένα hemiformal, αφυδάτωση των hemiformal / νερού (είτε με εκχύλιση ή απόσταξη υπό κενό) και την αποδέσμευση της φορμαλδεΰδης με τη θέρμανση του hemiformal. Η φορμαλδεΰδη είναι, στη συνέχεια, πολυμερισμένα με ανιονικά κατάλυση και η συνακόλουθη πολυμερούς σταθεροποιημένα από την αντίδραση με οξικό ανυδρίτη.

Για να κάνετε συμπολυμερές polyoxymethylene, φορμαλδεΰδη είναι γενικά μετατρέπεται σε trioxane. Αυτό γίνεται με την κατάλυση οξύ (είτε θειικό οξύ ή όξινο ιοντοανταλλακτικές ρητίνες), καθώς και ταυτόχρονη αφαίρεση της trioxane με απόσταξη ή εκχύλιση. Η trioxane είναι έπειτα ξηρό για να αφαιρέσετε όλο το νερό και άλλες δραστικές υδρογόνου που περιέχουν προσμίξεις.

Η συν-μονομερές είναι τυπικά dioxolane αλλά αιθυλενοξείδιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί. Dioxolane σχηματίζεται από την αντίδραση της αιθυλενογλυκόλης με πηγή φορμαλδεΰδη (trioxane ή συμπυκνωμένο υδατικό φορμαλδεΰδη) πάνω από ένα καταλύτη οξύ. Άλλες διόλες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν.

Trioxane και Dioxolane είναι πολυμερισμένα με τη χρήση καταλύτη οξύ, συχνά τριφθοριούχο βόριο etherate, BF3 · OEt2. Ο πολυμερισμός μπορεί να λάβει χώρα σε ένα μη πολικό διαλύτη (στην περίπτωση αυτή τα έντυπα πολυμερές ως κόπρου) ή στην τήξη (π.χ. μηχανή εξώθησης). Μετά τον πολυμερισμό, του όξινου καταλύτη πρέπει να απενεργοποιηθεί και το πολυμερές σταθεροποιείται με τη θερμότητα.

Σταθερό πολυμερές λιώνει επιδεινώνεται, προσθέτοντας θερμική και οξειδωτική σταθεροποιητές και προαιρετικά τα λιπαντικά και τα διάφορα υλικά πληρώσεως.

Εφαρμογές

Ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ έχει εγκρίνει Delrin για χρήση στη βιομηχανία τροφίμων. Delrin χρησιμοποιήθηκε από Mattel 1968 - 1972 για την παραγωγή των ρουλεμάν τροχού χαμηλής τριβής βρεθούν στο redline Hot Wheels. Delrin είναι κατασκευασμένο από ρητίνη ακετάλη ομοπολυμερή, και, όταν εξωθούνται σε μεγάλες βασικά σχήματα (π.χ., φύλλα, ράβδοι, σωλήνες και), τείνει να υπόκεινται σε προβλήματα πορώδες. Τα προβλήματα αυτά πορώδες μπορεί να κάνει το προϊόν λιγότερο αξιόπιστες σε ορισμένες εφαρμογές. Ακετάλη συμπολυμερούς (Acetron GP) συχνά χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο για Delrin (ακετάλης ομοπολυμερή) όταν κινδύνου πορώδες είναι ένας παράγοντας στην επιλογή του υλικού.

Χρησιμοποιείται επίσης σε γιο-γιο, όπως το μετάξι από την Αλχημεία yoyos, Lyn μανία με YoYoJam, και το γάλα από Γεννήθηκε Crucial. Delrin της λίπανσης (όταν κατασκευαστεί σε τόρνο) δίνει ένα γιο-γιο με σημαντικά λιγότερη τριβή.

Είναι, επίσης, χρησιμοποιείται ευρέως σε δείκτες paintball, όπου χρησιμοποιείται για να κάνει βίδες, αντλία λαβές και πολλά άλλα μέρη. χαμηλό κόστος του, επαρκή αντοχή, μικρό βάρος και αυτολιπαινόμενες ιδιότητες το καθιστούν ιδανικό για τους δείκτες. Τα άλλα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για τους δείκτες, Nylatron, ενώ λίγο πιο ελαφρύ, είναι πιο επιρρεπείς σε οίδημα. Ένα διογκωμένων μέρος μπορεί να κάνει ο μηχανισμός αδύνατο να λειτουργεί και μερικές φορές ακόμη και βλάπτει το δείκτη. Nylon προϊόντα με βάση, όπως Nylatron έχει καλύτερη αντοχή στη φθορά από ό, τι Delrin, αλλά δεν έχουν καλή υγρασία-αντίσταση, και δεν είναι κατάλληλα για υψηλής υγρασίας ή υποβρύχια εφαρμογές.

αντίσταση Delrin για υγρά και χαμηλό συντελεστή τριβής επέτρεψαν επίσης χρήσιμο ως ρουλεμάν-αντικατάσταση σε τροχούς και τροχούς, που θα επιλεγούν σε περιπτώσεις όπου διαβρωτικά περιβάλλοντα κάνουν ένα παραδοσιακό ρολό ή ρουλεμάν ανέφικτη. Στη δεκαετία του 1960 μέσα, φωνογράφου πικάπ κατασκευαστής Garrard χρησιμοποιούνται Delrin σε εφαρμογές όπου η σταθερότητα, χαμηλό συντελεστή τριβής και αντοχή σε κοινά λιπαντικά ήταν συμφέρουσα.

Delrin έδειξε επίσης πρόσφατα χρήση στην κατασκευή των ιρλανδικών φλάουτα (παραδοσιακά από ξύλο), σφυρίχτρες κασσίτερο (παραδοσιακά από μέταλλο), και γκάιντες (παραδοσιακά είναι από ξύλο). Delrin φλάουτα ήχου παρόμοια ή ίδια με ξύλινα φλάουτα, αλλά δεν έχουν κανέναν από τη συρρίκνωση ή σκάσιμο ζητήματα που συνδέονται συνήθως με ξύλινα μέσα στο ζεστό, το κρύο, ή ξηρά περιβάλλοντα. Οικοδόμοι, όπως Des Seery, Μιχαήλ Cronnolly της M & E φλάουτα, Τόνι Dixon, και Rob Forbes χτίσει Delrin φλάουτα.

Διάφορα picksDelrin Tortex έχει γίνει όλο και πιο δημοφιλές υλικό για τις επιλογές κιθάρα. Έχει εξαιρετική αντοχή? Είναι πολύ πιο ανθεκτικά στη φθορά από νάυλον στο σημείο επαφής σειράς, ειδικά σε στρογγυλό πληγή χορδές. Delrin δεν ραγίσει ή να σπάσει, όπως ζελατίνη ή πολυβινυλοχλωριδίου (PVC), παρέχει μια σταθερή, ολίσθηση χωρίς λαβή, και αναπτύσσει μια «μνήμη» την πάροδο του χρόνου? Δηλαδή, αναπτύσσει σταδιακά μια μικρή καμπυλότητα που συμμορφώνεται με πιάσιμο του χρήστη. Delrin παίρνει την κιθάρα, όπως είναι η Dunlop "Tortex" pick αποκτήσει δημοτικότητα οφείλεται εν μέρει σε μια διεθνή απαγόρευση του εμπορίου των χελωνόστρακο στα τέλη της δεκαετίας του 1970, που ήταν τότε ένα κοινό υλικό που χρησιμοποιείται για τις επιλογές κιθάρα.

Delrin είναι επίσης πολύ πιο πολύτιμη από πολλούς κατασκευαστές και τους παίκτες του κλαβεσέν, να χρησιμοποιηθούν για τις plectra, που κόβω τις χορδές, όταν πατάτε ένα πλήκτρο. Delrin έχει βρεθεί για να παρέχει ένα τονικό ποιότητας μοιάζει πολύ με το πουλί-πένα που χρησιμοποιούνται σε περασμένες εποχές, ενώ είναι πολύ πιο ανθεκτικό και συνεπής.

Delrin έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και πολλά χρόνια με μια σειρά από μαχαιροπήρουνα κατασκευαστές να κάνουν μαχαίρι λαβές, ειδικά για jacknives.

Delrin χρησιμοποιείται για να κάνει τους τροχούς συνδυασμό με πιο υψηλής ασφάλειας ασφαλή κλειδαριές. Αυτό κάνει το κλείδωμα ανθεκτικά στη αποκωδικοποίηση με ακτινοσκόπηση, λόγω της χαμηλής πυκνότητας Delrin του. Ωστόσο, οι τεχνικές βομβαρδισμός νετρονίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποκωδικοποίηση τροχούς Delrin. Delrin αυξάνει επίσης την αντίσταση της κλειδαριάς για να φορέσει.

Είναι, επίσης, χρησιμοποιείται για να κάνει ρυθμιστικά πλαίσια και πυχκσ γόνατο για μοτοσικλετιστές / δρομείς, καθώς και για τα γάντια διαφανειών χρησιμοποιείται όταν Longboarding.

Delrin κερδίζει τη δημοτικότητα για την κατασκευή καταδυτικού εξοπλισμού, λόγω του μικρού βάρους και του χαμηλού πορώδους του για αέριο υπό πίεση. Κάποια άλλα πλαστικά μπορούν να απορροφήσουν αέριο υπό πίεση, και να πρηστεί ή να παραμορφώνεται.

Delrin έχει χρησιμοποιηθεί όλο και περισσότερο για τη δημιουργία σώματος διάτρηση κοσμήματα, ιδιαίτερα σήραγγες ή βύσματα για χρήση σε τεντωμένο τρύπες. Αν και θεωρείται από πολλούς ως σχετικά ασφαλή για την καθημερινή φθορά, την ασφάλεια αυτής της πρακτικής αποτελεί αντικείμενο συζήτησης στο πλαίσιο του piercing κοινότητα.

Delrin επίσης να χρησιμοποιείται συνήθως ως υποκατάστατο κέρατο στο koiguchi σχετικά με τις σύγχρονες τεχνητές ιαπωνικά ξίφη.

Δύο εταιρείες που έκαναν μέτρα watthour χρησιμοποιείται επίσης Delrin συστατικά στα μητρώα κυκλόμετρο τύπου τους για μια στιγμή. Ωστόσο, Delrin έχει την τάση να επιδεινώνεται όταν εκτίθεται σε υπεριώδη ακτινοβολία (από το ηλιακό φως) για μεγάλες περιόδους του χρόνου - που οδηγεί σε ζητήματα απόδοσης στο βιβλίο και μια δαπανηρή κατάσταση για τους κατασκευαστές.

Κατασκευή

Διατίθεται σε κοκκώδη μορφή, POM μπορεί να διαμορφωθεί το επιθυμητό σχήμα με την εφαρμογή θερμότητα και την πίεση. Οι δύο πιο κοινές αποτελούν μεθόδους που χρησιμοποιούνται είναι χύτευση με έγχυση και εξώθηση. Περιτροπής και σε εμφύσημα είναι επίσης δυνατές.

Τυπικές εφαρμογές για την έγχυση-φορμαρισμένο POM περιλαμβάνουν εξαρτημάτων υψηλών επιδόσεων τεχνολογία (π.χ. οδοντωτοί τροχοί, σκι βιβλιοδεσίες, συνδετήρες, κλειδαριά συστήματα), καθώς και το υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία και η βιομηχανία καταναλωτικών ηλεκτρονικών ειδών. Υπάρχουν ειδικές ποιότητες που προσφέρουν υψηλότερες μηχανική αντοχή, ακαμψία και χαμηλό συντελεστή τριβής / ιδιότητες φθοράς.

POM συνήθως διέλαση ως συνεχή μήκη στρογγυλά ή ορθογωνικής διατομής. Τα τμήματα αυτά μπορεί να κοπεί σε μήκος και πωλούνται ως μπαρ ή υλικό φύλλο για κατεργασία.

Είναι συνήθως χρησιμοποιείται από τους κατασκευαστές αυτοκινήτων για πολλές συνιστώσες των αυτοκινήτων.

Μηχανουργεία

Όταν παρέχεται ως διέλαση μπαρ ή φύλλα, Delrin μπορεί να κατασκευαστεί με παραδοσιακές μεθόδους, όπως τόρνευση, φρεζάρισμα, διάτρηση, κ.τ.λ. Οι τεχνικές αυτές είναι καλύτερες χρησιμοποιηθούν όταν τα οικονομικά της παραγωγής δεν αξίζει τη δαπάνη της επεξεργασίας λιώσει. Το υλικό είναι από αποκοπή, αλλά απαιτεί αιχμηρά εργαλεία με μεγάλη γωνία ελευθερίας. Η χρήση του διαλυτού λιπαντικ κοπής δεν είναι απαραίτητη, αλλά συνιστάται.

Επειδή το υλικό που διαθέτει η ακαμψία των περισσότερων μετάλλων, πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να χρησιμοποιούν το φως των δυνάμεων σύσφιξης και επαρκή υποστήριξη για το αντικείμενο εργασίας.

Μηχανικά Delrin μπορεί να είναι ασταθής διαστάσεις, κυρίως με τα μέρη που έχουν μεγάλες διακυμάνσεις πάχος του τοιχώματος. Συνιστάται «σχεδιασμένο-out», π.χ. εν λόγω στοιχεία είναι με την προσθήκη φιλέτα ή την ενίσχυση πλευρών. Προσκόλληση προ-επεξεργασμένα εξαρτήματα πριν το τελικό φινίρισμα είναι μια εναλλακτική λύση. Ένας κανόνας-of-αντίχειρα είναι ότι σε γενικές γραμμές, οι μικρές συνιστώσες μηχανικά σε Delrin πάσχουν από πιο διάσιμο.

Συγκόλληση

Ακετάλη πολυμερή είναι συνήθως πολύ δύσκολο να ομολόγων. Οι ειδικές διαδικασίες και θεραπείες έχουν αναπτυχθεί για να βελτιωθεί η πρόσφυση του ακετάλης. Συνήθως οι διαδικασίες αυτές περιλαμβάνουν επιφάνεια με οξύ, θεραπεία φλόγα ή μηχανικές τριβές. Τυπικές διαδικασίες χάραξης αφορούν χρωμικό οξύ σε υψηλές θερμοκρασίες. Η DuPont έχει μια πατενταρισμένη διαδικασία για τη θεραπεία ακετάλη ομοπολυμερή ονομάζεται satinizing το οποίο δημιουργεί κόμβους στην επιφάνεια, δίνοντας μια κόλλα κάτι να αρπάξει. Υπάρχουν επίσης διαδικασίες που αφορούν το πλάσμα οξυγόνου και απαλλαγή στέμμα.

Μόλις η επιφάνεια είναι έτοιμη, μια σειρά από κόλλες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συγκόλληση. Αυτές περιλαμβάνουν εποξικά, πολυουρεθάνες και κυανοακρυλικές ενώσεις. Εποξικά έχουν δείξει 150-500 psi διατμητική αντοχή σε μηχανικά εκδορές επιφάνειες και 500-1000 psi για τη χημικώς επεξεργασμένες επιφάνειες. Κυανοκριλικες είναι χρήσιμα για συγκόλληση με μέταλλο, δέρμα, καουτσούκ και άλλες πλαστικές ύλες.

Διαλύτης συγκόλλησης είναι συνήθως ανεπιτυχής για ακετάλη πολυμερή, λόγω της εξαιρετικής αντοχής του διαλύτη ακετάλης. Θερμική συγκόλληση με διάφορες μεθόδους έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε τόσο ομοπολυμερές και το συμπολυμερές.

Υποβάθμιση

επίθεση σε χλώριο ακετάλη υδραυλικών ρητίνη jointAcetal ρητίνες είναι ευαίσθητα στην όξινη υδρόλυση και οξείδωση από τα εν λόγω παράγοντες, όπως το χλώριο, για παράδειγμα. Έτσι, τα χαμηλά επίπεδα του χλωρίου στο πόσιμο παροχές νερού (1-3 ppm) μπορεί να προκαλέσει ρηγμάτωση διάβρωσης λόγω καταπόνησης στην ανάπτυξη, ένα πρόβλημα που έχει βιώσει τόσο στις ΗΠΑ όσο και στην Ευρώπη σε εγχώριες και εμπορικών συστημάτων υδροδότησης. Ελαττωματικά καλούπια είναι πιο ευαίσθητα στις ρωγμές, αλλά η κανονική καλούπια θα υποκύψει, αν το νερό είναι ζεστό.

Η ευρεία αποτυχία της ακετάλη σχηματοποιήσεις στο πόσιμο και το ζεστό αποθέματα νερού είχαν ως αποτέλεσμα μία από τις μεγαλύτερες αγωγές στις ΗΠΑ, όταν ακετάλη ειδών υγιεινής ραγισμένο και προκάλεσε πλημμύρες των σπιτιών, πρόβλημα που επιδεινώθηκε από παρόμοια προβλήματα με σωληνώσεις πολυβουτυλένιο. Η ακετάλη εξαρτήματα είχαν την τάση να αποτύχει πρώτη, ακολουθούμενη από τις σωληνώσεις.