Acetal

Nome comum para polyoxymethyene (POM)

Polioximetileno (vulgarmente conhecido como POM e também conhecido como poliacetal ou polyformaldehyde) é um termoplástico de engenharia utilizados em peças de precisão que requerem rigidez elevada, baixo atrito e excelente estabilidade dimensional. É comumente conhecido sob o nome comercial da DuPont Delrin.

Hermann Staudinger, químico alemão que recebeu o Prêmio Nobel 1953 em Química, primeiro estudou a polimerização ea estrutura do POM na década de 1920 com a pesquisa da teoria da molécula gigante. Devido aos problemas iniciais com estabilidade térmica não foi comercializado.

Sintetizado pela primeira vez por químicos da pesquisa da DuPont por volta de 1952, a empresa entrou com pedido de patente de homopolímero em 1956 e concluiu a construção de uma usina para produzir Delrin em Parkersburg, West Virginia em 1960. Celanese completou seu estudo em um copolímero em 1960, produzindo Celcon Hostaform em 1962 e em 1963 em Kelsterbach, Alemanha, em uma sociedade limitada com Ticona.

Propriedades
Vantagens de acetal plásticos com base em:

Quimicamente resistentes
Muito baixa absorção de água
Resistente à hidrólise por base
Desvantagens de acetal plásticos com base em:

Baixa resistência ao impacto
Baixa temperatura de fusão
Mais rígida do que meia-calça
Muito alta expansão térmica
Sensível à hidrólise ácida e ataque de cloro
As ações de polímero características comuns com outros polímeros sintéticos, tais como baixa densidade (1,4-1,5 g/cm3) e facilidade de moldagem, quando o peso molecular é suficientemente baixa. É um polímero semi-cristalino (75-85% cristalino), com um ponto de fusão de 175 ° C como um homopolímero. Uma versão copolímero tem ponto de fusão ligeiramente menor, de 163 ° C. É um material resistente com um baixo coeficiente de atrito. No entanto, é suscetível à degradação do polímero catalisadas por ácidos, razão pela qual os dois tipos de polímeros estão estabilizados. No caso do homopolímero, tem grupos de cadeia final que resistem despolimerização. Com o copolímero, a segunda unidade é um éter cíclico que resiste clivagem da cadeia. Ele também é sensível à oxidação, e um anti-oxidante é normalmente adicionado aos graus de moldagem do material.

Síntese

Para fazer homopolímero polioximetileno, formaldeído anidro deve ser gerado. O método principal é a reação da solução aquosa de formaldeído com um álcool para criar uma desidratação, hemiformal da mistura de água hemiformal / (ou por extração ou destilação a vácuo) e liberação do formaldeído com o aquecimento do hemiformal. O formaldeído é então polimerizada por catálise aniônico eo polímero resultante estabilizados por reação com anidrido acético.

Para fazer polioximetileno copolímero, formol geralmente é convertido para trioxano. Isso é feito por catálise ácida (ou ácido sulfúrico ou resinas de troca iônica ácida) e remoção simultânea das trioxano por destilação ou extração. O trioxano é então seco para remover toda a água e outras impurezas que contém hidrogênio ativo.

O co-monômero é tipicamente dioxolano óxido de etileno, mas também pode ser usado. Dioxolano é formado pela reação do etileno glicol com uma fonte de formaldeído (formol ou trioxano aquosa concentrada) sobre um catalisador ácido. dióis Outros também podem ser usados.

Trioxano dioxolano e são polimerizados usando um catalisador ácido, muitas vezes, o trifluoreto de boro eterato, BF3 OEt2 ·. A polimerização pode ocorrer em um solvente não-polar (caso em que as formas de polímero como uma pasta) ou no estado fundido (por exemplo, uma extrusora). Após a polimerização, o catalisador ácido deve ser desativado eo polímero estabilizado pelo calor.

polímero estável é derreter agravada, acrescentando estabilizadores térmica e oxidativa e, opcionalmente, lubrificantes e cargas diversas.

Aplicações

A Food and Drug Administration aprovou Delrin para uso na indústria alimentícia. Delrin foi utilizado pela Mattel 1968-1972 para produzir os rolamentos de baixo atrito das rodas encontradas no redline Hot Wheels. Delrin é feito de resina acetal homopolímero e, quando extrudado em grandes formatos básicos (ou seja, folhas, hastes e tubos), tende a estar sujeitos a problemas de porosidade. Estes problemas de porosidade podem tornar o produto menos confiáveis ​​em certas aplicações. Acetal copolímero (Acetron GP) é frequentemente utilizado como um substituto para Delrin (homopolímero acetal), quando o risco de porosidade é um fator na seleção de materiais.

Ele também é usado em ioiôs como a seda por fuxicos Alquimia, Lyn Fury por YoYoJam, eo leite por Born Crucial. Delrin de lubrificação (quando usinadas em um torno mecânico) produz um iô-iô com o atrito significativamente menor.

Ele também é usado extensivamente em marcadores de paintball, onde é usado para fazer parafusos, bomba de alças e muitas outras peças. Seu baixo custo, resistência adequada, peso leve, e propriedades autolubrificantes tornam ideal para os marcadores. Os outros materiais comumente usados ​​para os marcadores, Nylatron, embora ligeiramente mais leve, é mais propenso ao inchaço. Uma parte inchado pode tornar o mecanismo impossível operar e às vezes até prejudica o marcador. produtos de nylon, tais como as Nylatron têm melhor resistência ao desgaste de Delrin, mas não têm boa resistência à umidade, e não são adequados a alta umidade ou aplicações subaquáticas.

Delrin resistência à líquidos e baixo coeficiente de fricção também tornaram úteis como uma substituição, tendo em rodízios e rodas, que serão escolhidos nos casos em ambientes corrosivos fazer um rolo tradicional ou rolamento de esferas impraticável. Em meados da década de 1960, gira-discos fonógrafo fabricante Garrard Delrin utilizado em aplicações onde a sua estabilidade, baixo atrito e resistência aos lubrificantes comuns eram vantajosos.

Delrin também tem encontrado recentemente o uso na fabricação de flautas irlandesas (tradicionalmente feita de madeira), apitos de lata (tradicionalmente feitas de metal), e gaitas de fole (tradicionalmente feita de madeira). Delrin flautas nenhum similares ou idênticas às flautas de madeira, mas uma boa parte da retração ou problemas de rachaduras normalmente associada com os instrumentos de madeira em ambientes quentes, frios ou secos. Construtores como Des Seery, Cronnolly Michael de M & E Flautas, Dixon, Tony, e Rob Forbes construir flautas Delrin.

picksDelrin Tortex Vários tornou-se um material cada vez mais popular para palhetas. Possui excelente durabilidade, é muito mais resistente ao desgaste do que o nylon no ponto de contato de cordas, especialmente nas cordas enroladas em torno. Delrin não rachar ou quebrar, como celulóide ou cloreto de polivinila (PVC), prevê uma aderência sólida livre-derrapante, e desenvolve uma "memória" ao longo do tempo, isto é, que se desenvolve gradualmente uma ligeira curvatura que se conforma a aderência do usuário. palhetas Delrin, tais como o "Tortex" Dunlop pick ganhou popularidade em parte devido a uma proibição internacional do comércio da tartaruga no final de 1970, que era então um material comum usado para palhetas.

Delrin é também muito apreciados por muitos fabricantes e jogadores de cravos, sendo utilizado para a palheta, que arrancam das cordas quando uma tecla é pressionada. Delrin foi encontrada para fornecer uma qualidade tonal muito semelhante ao da ave de pena usados ​​em tempos passados, embora sendo muito mais duradouro e consistente.

Delrin tem sido utilizado por muitos anos por uma série de fabricantes de talheres para fazer cabos de facas, principalmente para jacknives.

Delrin é usado para fazer rodas de combinação na maioria dos bloqueios de segurança de alta segurança. Isso faz com que a fechadura resistente à decodificação de radiografar por causa da baixa densidade de delrin. Entretanto, as técnicas de bombardeamento de nêutrons pode ser usado para decodificar rodas delrin. Delrin também aumenta a resistência da fechadura para vestir.

Também é usado para fazer barras de quadros e discos de joelho para motociclistas / pilotos, bem como para as luvas de slides usados ​​quando longboard.

Delrin está ganhando a popularidade para o fabrico de equipamento de mergulho, devido ao seu peso e sua baixa porosidade de gás sob pressão. Alguns outros plásticos pode absorver gás sob pressão, e inchar ou deformar-se.

Delrin tem sido cada vez mais utilizada para criar a jóia piercing do corpo, especialmente túneis ou fichas para uso em furos alongados. Embora visto por muitos como relativamente segura para uso diário, a segurança dessa prática é debatido no seio da comunidade piercing.

Delrin também está sendo comumente utilizado como um substituto para o chifre no koiguchi em modernas feitas espadas japonesas.

Duas empresas que fizeram metros watthour também usado em componentes Delrin registra seu tipo cyclometer por um tempo. No entanto, Delrin tem uma tendência a deteriorar-se quando exposto à radiação UV (da luz solar) por longos períodos de tempo - que leva a problemas de desempenho no registo e uma situação dispendioso para os fabricantes.

Fabricação

Fornecidas na forma granulada, POM podem ser formados na forma desejada pela aplicação de calor e pressão. Os dois mais comuns são empregados métodos de conformação de moldagem por injeção e extrusão. Rotacional e de sopro também são possíveis.

As aplicações típicas para POM moldado por injeção incluem componentes de alta performance de engenharia (por exemplo, rodas de engrenagem, esquis, fixações, sistemas de bloqueio) eo material é amplamente utilizado na indústria eletrônica automotiva e de consumo. Existem classes especiais que oferecem maior resistência mecânica, rigidez ou propriedades de baixo atrito / desgaste.

POM é comumente extrudados como extensões contínuas de seção redonda ou retangular. Essas seções podem ser cortados em comprimento e vendidos como bar ou folhas de usinagem.

É comumente utilizada pelos fabricantes de automóveis para muitos componentes de automóveis.

Usinagem

Quando entregues no bar extrudados ou folha, Delrin pode ser usinado com métodos tradicionais, tais como torneamento, fresamento, furação, etc Estas técnicas são empregadas onde melhor economia de produção, não merecem a despesa do derretimento de processamento. O material é livre de corte, mas requer ferramentas afiadas com um ângulo de incidência elevada. O uso de lubrificante de corte solúveis não é necessário, mas é recomendado.

Como o material não tem a rigidez da maioria dos metais, os cuidados devem ser tomados para utilizar a luz forças de fixação e apoio suficiente para a peça.

Usinado Delrin pode ser dimensionalmente instável, especialmente com as peças que têm grandes variações na espessura da parede. Recomenda-se que tais características são, por exemplo "projetado para fora ', adicionando filetes ou reforço reforços. O recozimento de peças pré-usinadas antes acabamento final é uma alternativa. Uma regra prática é que, em geral, pequenas peças usinadas em Delrin sofrem menos distorção.

Aglutinação

polímeros de acetal são normalmente muito difíceis de aderir. processos especiais e os tratamentos têm sido desenvolvidos para melhorar a ligação de acetal. Normalmente, estes processos envolvem ataque da superfície, o tratamento chama ou abrasão mecânica. Típico processos envolvem condicionamento ácido crômico em temperaturas elevadas. DuPont tem um processo patenteado para o tratamento de homopolímero acetal chamado satinizing que cria pontos de ancoragem na superfície, dando um adesivo para pegar alguma coisa. Existem também processos que envolvem plasma de oxigênio e descarga de corona.

Depois de preparada a superfície, uma série de adesivos podem ser usados ​​para a ligação. Estes incluem epóxis, poliuretanos, e cianoacrilatos. Epoxies demonstraram 150-500 psi força de cisalhamento em superfícies mecanicamente jateados e 500-1000 psi em superfícies tratadas quimicamente. Cianoacrilatos são úteis para a ligação ao metal, couro, borracha e outros plásticos.

Solvente soldagem é geralmente mal sucedida de polímeros de acetal, devido à excelente resistência solvente de acetal. soldagem térmica através de vários métodos tem sido utilizada com sucesso em ambos os homopolímero e copolímero.

Degradação

ataque de cloro encanamento resina acetal resinas jointAcetal são sensíveis à hidrólise ácida e oxidação por agentes como o cloro, por exemplo. Assim, os baixos níveis de cloro no abastecimento de água potável (1-3 ppm) pode causar corrosão sob tensão para se desenvolver, um problema que tem sido experimentado tanto nos EUA e na Europa em sistemas de abastecimento de água doméstico e comercial. molduras com defeito são mais sensíveis ao rachamento, mas moldes normais vai sucumbir se a água está quente.

Generalizada falta de molduras acetal no abastecimento de água potável quente e resultou em uma das ações de maior classe nos EUA quando acessórios sanitários acetal rachado e causou a inundação de casas, um problema agravado por problemas semelhantes com tubagem de polibutileno. Os acessórios acetal tendem a falhar em primeiro lugar, seguido pela tubulação.