Acetale

Nome comune per polyoxymethyene (POM)

Poliossimetilene (comunemente denominato POM e conosciuto anche come resina acetalica o poliformaldeide) è un termoplastici utilizzati nelle parti di precisione che richiedono elevata rigidità, basso coefficiente di attrito ed eccellente stabilità dimensionale. E 'comunemente noto con il nome commerciale di DuPont Delrin.

Hermann Staudinger, un chimico tedesco che ha ricevuto il Premio Nobel 1953 per la Chimica, in primo luogo ha studiato la polimerizzazione e la struttura delle POM nel 1920 per la ricerca la teoria della molecola gigante. A causa di problemi iniziali con la stabilità termica non è stato commercializzato.

Prima sintetizzata dai ricercatori di chimica DuPont attorno al 1952, la società ha presentato istanza di tutela brevettuale del omopolimero nel 1956 e completato la costruzione di un impianto per la produzione di Delrin a Parkersburg, West Virginia nel 1960. Celanese terminato il suo studio su un copolimero nel 1960, producendo Celcon Hostaform nel 1962 e nel 1963 a Kelsterbach, Germania, in una società in accomandita con Ticona.

Proprietà
Vantaggi di materie plastiche a base acetalica:

Chimicamente resistente
Molto basso assorbimento d'acqua
Resistenti all'idrolisi da base
Svantaggi materie plastiche a base di resina acetalica:

Bassa resistenza agli urti
Bassa temperatura di fusione
Più rigida di calze di nylon
Molto alta espansione termica
Sensibile alla idrolisi acida e attacco cloro
Le quote di polimero caratteristiche in comune con altri polimeri sintetici, come a bassa densità (1,4-1,5 g/cm3), e la facilità di stampaggio, quando il peso molecolare è sufficientemente basso. Si tratta di un polimero semi-cristallino (75-85% cristallino) con punto di fusione di 175 ° C come un omopolimero. Una versione copolimero punto di fusione è leggermente inferiore di 163 ° C. E 'un materiale resistente con un bassissimo coefficiente d'attrito. Tuttavia, è suscettibile di degradazione del polimero catalizzata da acidi, motivo per cui entrambi i tipi di polimeri sono stabilizzate. Nel caso del omopolimero, ha le estremità della catena che resistono depolimerizzazione. Con il copolimero, la seconda unità è un etere ciclico che resiste scissione a catena. E 'anche sensibile all'ossidazione, e un anti-ossidante viene normalmente aggiunto ai gradi di stampaggio del materiale.

Sintesi

Per rendere omopolimero poliossimetilene, formaldeide anidra deve essere generato. Il metodo principale è alla reazione della formaldeide acquosa con un alcool per creare un hemiformal, disidratazione del hemiformal miscela di acqua (per estrazione o distillazione sotto vuoto) e il rilascio della formaldeide riscaldando il hemiformal. La formaldeide viene poi polimerizzata da catalisi anionica e il polimero risulta stabilizzata per reazione con l'anidride acetica.

Per rendere il copolimero poliossimetilene, la formaldeide è in genere convertito triossano. Ciò viene fatto mediante catalisi acida (acido solforico o acido o resine a scambio ionico) e la rimozione concorrente del triossano per distillazione o estrazione. Il triossano viene poi essiccato per eliminare tutta l'acqua e altre impurità contenenti idrogeno attivo.

Il co-monomero è tipicamente diossolano ossido di etilene, ma può anche essere usato. Diossolano è formato per reazione di glicole etilenico con una fonte di formaldeide (triossano o acquosa concentrata di formaldeide) su un catalizzatore acido. Altri dioli può anche essere usato.

Trioxane e diossolano sono polimerizzato con un catalizzatore acido, spesso trifluoruro di boro eterato, OEt2 BF3 ·. La polimerizzazione può avvenire in un non-solvente polare (nel qual caso le forme polimero come un liquame) o nella fusione (ad esempio un estrusore). Dopo la polimerizzazione, il catalizzatore acido deve essere disattivato e il polimero stabilizzato dal calore.

polimero stabile è composto fusione, l'aggiunta di stabilizzanti termici e ossidativo e, facoltativamente, lubrificanti e riempitivi vari.

Applicazioni

La Food and Drug Administration ha approvato Delrin per l'uso nel settore alimentare. Delrin è stato utilizzato da Mattel 1968-1972 per produrre i cuscinetti a basso attrito trovato su Redline Hot Wheels. Delrin è fatto dalla resina acetalica omopolimero, e, quando estruso in grandi forme di base (cioè, fogli, barre e tubi), tende ad essere soggetta a problemi di porosità. Questi problemi porosità può rendere il prodotto meno affidabile in alcune applicazioni. copolimero di acetale (Acetron GP) è spesso usato come una sostituzione per Delrin (resina acetalica omopolimero) quando il rischio porosità è un fattore nella selezione del materiale.

E 'utilizzato anche in yo-yo, come la seta dal Yoyos Alchemy, Lyn Fury da YoYoJam, e il latte da Born Crucial. Delrin di lubrificazione (quando lavorate al tornio) produce un yo-yo con attrito molto meno.

E 'anche usato estensivamente in paintball, dove viene utilizzato per fare i bulloni, pompa di maniglie e molte altre parti. Il suo basso costo, una resistenza adeguata, leggero, e le proprietà autolubrificanti lo rendono ideale per i marcatori. L'altro materiale di uso comune per pennarelli, Nylatron, mentre leggermente più leggero, è più incline a gonfiore. Una parte si gonfiò il meccanismo può rendere impossibile operare e talvolta anche i danni del marcatore. prodotti a base di nylon come Nylatron avere una migliore resistenza all'usura di Delrin, ma non hanno una buona resistenza all'umidità, e non sono adatti ad alta umidità o le applicazioni sottomarine.

Delrin resistenza a liquidi e basso coefficiente di attrito hanno anche reso utile come un cuscinetto di sostituzione di ruote e rotelle, a scelta nei casi in cui ambienti corrosivi fare un rullo tradizionale o cuscinetti a sfere impraticabile. Nella metà del 1960, fonografo girevole produttore Garrard Delrin utilizzato in applicazioni in cui la sua stabilità, basso attrito e resistenza ai lubrificanti comuni erano vantaggiose.

Delrin ha recentemente trovato impiego nella produzione di flauti irlandesi (tradizionalmente di legno), fischietti di latta (tradizionalmente in metallo), e cornamuse (tradizionalmente di legno). Delrin flauti suono nessuno simili o identici a flauti di legno, ma hanno dei problemi di restringimento o cracking di solito associati a strumenti di legno in ambienti caldi, freddi, o asciutto. Imprese edili, come Des Seery, Michael Cronnolly di M & E Flauti, Tony Dixon, e Rob Forbes costruire flauti Delrin.

picksDelrin Tortex Vari è diventato un materiale sempre più popolare per plettri. Ha durata eccellente, ma è molto più resistente all'usura rispetto al nylon nel punto di contatto stringa, specialmente sulle corde round-ferita. Delrin non si incrina o si rompono come celluloide o cloruro di polivinile (PVC), fornisce una solida impugnatura antiscivolo, e sviluppa uno "memoria" oltre il tempo, cioè, si sviluppa gradualmente una leggera curvatura che è conforme alla presa dell'utente. plettri Delrin, come la Dunlop pick "Tortex" guadagnato popolarità dovuto in parte a un divieto internazionale sul commercio di tartaruga alla fine del 1970, che era allora un materiale comunemente utilizzato per i plettri.

Delrin è anche molto apprezzato da molti produttori e gli attori di clavicembali, essere utilizzato per il plettro, che pizzicare le corde quando si preme un tasto. Delrin è stato trovato per offrire una qualità tonale molto simile alla penna degli uccelli, in epoche passate, pur essendo molto più durevole e coerente.

Delrin è stato usato per molti anni da un certo numero di produttori di posate per fare manici di coltello, in particolare per Jacknives.

Delrin è usato per fare le ruote in combinazione maggior parte delle serrature di alta sicurezza di sicurezza. Questo rende la serratura resistente alla decodifica di raggi x causa della bassa densità di delrin. Tuttavia, le tecniche di bombardamento di neutroni possono essere utilizzate per decodificare le ruote in delrin. Delrin aumenta anche la resistenza della serratura da indossare.

E 'anche usato per fare paratelaio e pucks ginocchio per motociclisti / regata, così come per i guanti slide utilizzate quando longboarding.

Delrin sta guadagnando popolarità per la produzione di attrezzature subacquee, grazie alla sua leggerezza e la sua bassa porosità di gas sotto pressione. Alcune altre materie plastiche in grado di assorbire gas sotto pressione, e si gonfiano o si deformano.

Delrin è stato utilizzato sempre più per creare monili body-piercing, in particolare gallerie o spine per uso in fori allungati. Anche se vista da molti come relativamente sicura per indossare ogni giorno, la sicurezza di questa pratica è dibattuta all'interno della comunità piercing.

Delrin viene anche comunemente usato come un sostituto per corno in Koiguchi sulle spade giapponesi moderni-made.

Due società che hanno fatto metri Wattora utilizzati anche i componenti in Delrin nei loro registri ciclocomputer-tipo per un po '. Tuttavia, Delrin ha la tendenza a deteriorarsi se esposto ai raggi UV (raggi solari) per lunghi periodi di tempo - che porta a problemi di prestazioni nel registro e una situazione costoso per i produttori.

Costruzione

Forniti in forma granulare, POM possono essere formati nella forma desiderata mediante l'applicazione di calore e pressione. I due metodi più comuni che fanno impiegati sono stampaggio ad iniezione ed estrusione. Rotazionale e soffiaggio sono inoltre possibili.

Le applicazioni tipiche per stampato ad iniezione POM includono componenti di alta ingegneria prestazioni (ad esempio ruote dentate, attacchi da sci, chiusure, sistemi di serratura) e il materiale è ampiamente usato nel settore automobilistico e dell'elettronica di consumo. Ci sono tipi speciali che offrono una maggiore resistenza meccanica, rigidità o bassa frizione / caratteristiche di usura.

POM è comunemente estruso come lunghezze continue, di sezione rotonda o rettangolare. Queste sezioni possono essere tagliati a misura e venduti come bar o da fogli di lavorazione.

E 'comunemente usato dai produttori di automobili per molti componenti di automobili.

Lavorazione

Quando forniti come bar estruso o di lamiera, Delrin possono essere lavorati con metodi tradizionali, quali tornitura, fresatura, foratura ecc Queste tecniche sono le più impiegate in cui l'economia di produzione non meritano la spesa di fusione di trasformazione. Il materiale è libero di taglio, ma richiede utensili affilati con un angolo di gioco alto. L'utilizzo di lubrificante solubile taglio non è necessaria, ma è consigliato.

Perché il materiale non ha la rigidità della maggior parte dei metalli, si avrà cura di usare la luce forze di bloccaggio e un sostegno sufficiente per il pezzo.

Lavorate Delrin può essere dimensionalmente instabile, in particolare con parti che si sono ampie variazioni in spessori di parete. Si raccomanda che tali caratteristiche sono ad esempio 'progettato-out' con l'aggiunta di filetti o il rafforzamento costole. Ricottura dei pezzi pre-lavorati prima rifinitura finale è un'alternativa. Una regola empirica è che, in generale, di piccoli componenti lavorati in Delrin soffrono di meno deformazione.

Bonding

polimeri acetale sono in genere molto difficili da incollare. processi speciali e trattamenti sono stati sviluppati per migliorare l'incollaggio di acetale. In genere questi processi implicano superficie incisione, trattamento alla fiamma o abrasione meccanica. Tipici processi di incisione coinvolgere acido cromico a temperature elevate. DuPont ha brevettato un processo per il trattamento di acetale omopolimero chiamato satinatura che crea punti di ancoraggio sulla superficie, dando un adesivo per afferrare qualcosa. Ci sono anche processi di plasma di ossigeno e la corona.

Una volta che la superficie è disposta, una serie di adesivi possono essere utilizzati per l'incollaggio. Questi includono epossidici, poliuretanici, e cianoacrilati. Epossidici hanno mostrato resistenza 150-500 psi taglio su superfici abrase meccanicamente e 5-100 psi sulle superfici trattate chimicamente. I cianoacrilati sono utili per il legame al metallo, cuoio, gomma e altri materiali plastici.

Incollaggio è tipicamente soccombente di polimeri acetale, a causa della resistenza eccellente solvente di acetale. saldatura termica attraverso vari metodi è stato utilizzato con successo su entrambi i omopolimero e copolimero.

Degrado

attacco di cloro dell'impianto idraulico in resina acetalica resine jointAcetal sono sensibili a idrolisi acida e ossidazione da agenti come il cloro, per esempio. Così i bassi livelli di cloro nelle forniture di acqua potabile (1-3 ppm) possono causare tensocorrosione a sviluppare, un problema che è stato vissuto sia negli Stati Uniti e in Europa nei sistemi idrici domestici e commerciali di approvvigionamento. modanature difettosi sono più sensibili al cracking, ma modanature normale soccombere se l'acqua è calda.

La diffusa mancanza di modanature in resina acetalica approvvigionamenti di acqua potabile e calda ha portato in una delle azioni più grande classe negli Stati Uniti quando rubinetteria acetalica incrinato e ha provocato allagamenti di case, un problema aggravato da problemi simili con tubazioni polibutilene. I raccordi in resina acetalica tendeva a fallire prima, seguita dalla tubazione.