Acetal

Nombre común para polyoxymethyene (POM)

Polioximetileno (comúnmente conocida como POM y también conocido como poliacetal o poliformaldehído) es un termoplástico de ingeniería utilizados en las piezas de precisión que requieren una alta rigidez, baja fricción y estabilidad dimensional excelente. Es comúnmente conocido con Delrin de DuPont nombre comercial.

Hermann Staudinger, un químico alemán que recibió el 1953 el Premio Nobel de Química, primero estudió la polimerización y la estructura del POM en la década de 1920 para investigar la teoría de la molécula gigante. Debido a los problemas iniciales con la estabilidad térmica no fue comercializado.

Sintetizó por primera vez por los químicos DuPont investigación en torno a 1952, la empresa pidió la protección por patente del homopolímero en 1956 y terminó la construcción de una planta para producir Delrin en Parkersburg, West Virginia en 1960. Celanese completado su estudio sobre un copolímero en 1960, produciendo Celcon en 1962 y Hostaform en 1963 en Kelsterbach, Alemania, en una sociedad limitada con Ticona.

Propiedades
Ventajas de acetal plásticos a base de:

Resistente a los químicos
Muy baja absorción de agua
Resistente a la hidrólisis por la base
Desventajas de los plásticos a base de acetal:

Baja resistencia al impacto
Baja temperatura de fusión
Más rígido que el nylon
Muy expansión térmica de alta
Sensibles a la hidrólisis ácida y el ataque de cloro
Las acciones de polímero características comunes con otros polímeros sintéticos, tales como la baja densidad (1,4 a 1,5 g/cm3), y la facilidad de moldeo, cuando el peso molecular es lo suficientemente bajo. Es un polímero semi-cristalino (75-85% cristalino) con un punto de fusión de 175 ° C, según un homopolímero. Una versión copolímero tiene punto de fusión ligeramente menor de 163 ° C. Se trata de un material resistente, con un coeficiente de fricción muy bajo. Sin embargo, es susceptible a la degradación del polímero catalizada por ácidos, por lo que ambos tipos de polímeros se estabilizan. En el caso del homopolímero, que tiene grupos de la cadena de final que se resisten a la despolimerización. Con el copolímero, la segunda unidad es un éter cíclico que se resiste a rotura de la cadena. También es sensible a la oxidación, y un anti-oxidante se añade normalmente a los grados de moldeo del material.

Síntesis

Para hacer homopolímero polioximetileno, formaldehído anhidro debe ser generada. El método principal es por la reacción del formaldehído acuoso con un alcohol para crear una deshidratación hemiformal, de la mezcla de agua hemiformal / (ya sea por extracción o destilación al vacío) y la liberación del formaldehído calentando el hemiformal. El formaldehído es entonces polimerizados por catálisis aniónicos y el polímero resultante se estabiliza por reacción con el anhídrido acético.

Para hacer copolímero polioximetileno, el formaldehído es generalmente convierte en trioxano. Esto se hace mediante catálisis ácido (el ácido sulfúrico o el ácido resinas de intercambio iónico) y la eliminación simultánea de la trioxano por destilación o extracción. El trioxano entonces se seca para quitar toda el agua y otras impurezas que contienen hidrógeno activo.

El co-monómero es típicamente dioxolano óxido de etileno, pero también se puede utilizar. Dioxolano se forma por la reacción del glicol de etileno con una fuente de formaldehído (formol o trioxano acuosa concentrada) a través de un catalizador ácido. dioles Otros también se puede utilizar.

Trioxano y dioxolano se polimerizan usando un catalizador ácido, a menudo el trifluoruro de boro eterato, OEt2 · BF3. La polimerización puede llevarse a cabo en un solvente no polar (en cuyo caso las formas como una mezcla de polímeros) o en la fusión (por ejemplo, una extrusora). Después de la polimerización, el catalizador ácido debe ser desactivada y el polímero estabilizado por el calor.

polímero fundido es estable compuesto, agregando estabilizadores térmica ya la oxidación y, opcionalmente, lubricantes y rellenos varios.

Aplicaciones

La Administración de Alimentos y Medicamentos ha aprobado Delrin para su uso en la industria alimentaria. Delrin fue utilizado por Mattel desde 1968 hasta 1972 para producir los cojinetes de las ruedas de baja fricción que se encuentran en la línea roja de Hot Wheels. Delrin está hecha de resina acetal homopolímero, y, cuando saca en grandes formas básicas (es decir, hojas, barras y tubos), tiende a estar sujeto a los problemas de porosidad. Estos problemas de porosidad puede hacer el producto menos confiable en ciertas aplicaciones. copolímero acetal (Acetron GP) se utiliza a menudo como sustituto de Delrin (homopolímero de acetal) cuando el riesgo de porosidad es un factor en la selección de materiales.

También se utiliza en los yo-yos, como la seda por yoyos Alquimia, la furia de Lyn por YoYoJam, y la leche de Born crucial. Delrin de lubricación (cuando mecanizadas en un torno) se obtiene un yo-yo con la fricción significativamente menor.

También se utiliza ampliamente en los marcadores de paintball, en el que se utiliza para hacer tornillos, manijas de la bomba y muchas otras partes. Su bajo costo, la resistencia adecuada, peso ligero, y las propiedades de auto-lubricación, lo hacen ideal para los marcadores. El otro material de uso común para los marcadores, Nylatron, mientras que un poco más ligero, es más propenso a la hinchazón. Una parte se hinchó puede hacer que el mecanismo imposible de operar e incluso a veces daña el marcador. productos de nylon con sede como Nylatron tienen mejor resistencia al desgaste que el Delrin, pero no tienen buena resistencia a la humedad, y no son adecuadas a la alta humedad o aplicaciones bajo el agua.

la resistencia de Delrin de líquidos y de bajo coeficiente de fricción también han útil como un cojinete de reemplazo de ruedas y las ruedas, para ser seleccionados en los casos en ambientes corrosivos hacer un rodillo tradicional o cojinete de bolas práctico. A mediados de la década de 1960, el fonógrafo tocadiscos Garrard fabricante utiliza Delrin en aplicaciones donde la estabilidad, baja fricción y la resistencia a los lubricantes comunes fueron ventajosas.

Delrin recientemente también ha encontrado uso en la fabricación de flautas irlandesas (tradicionalmente de madera), silbatos de hojalata (tradicionalmente hecha de metal), y la gaita (tradicionalmente de madera). Delrin flautas no suenan similares o idénticas a las flautas de madera, pero de la contracción o problemas de agrietamiento por lo general asociada con instrumentos de madera en ambientes calientes, fríos o secos. Constructores como Des Seery, Michael Cronnolly de M & E Flautas, Tony Dixon, y Forbes Rob construir flautas Delrin.

picksDelrin Tortex Varios se ha convertido en un material cada vez más popular de púas de guitarra. Tiene una excelente durabilidad, es mucho más resistente al desgaste que el nylon en el punto de contacto con cadena, especialmente en las cadenas enrolladas alrededor. Delrin no se agrieta o rompe como el celuloide o el cloruro de polivinilo (PVC), proporciona un agarre sólido, antideslizante, y desarrolla una "memoria" con el tiempo, es decir, poco a poco se desarrolla una ligera curvatura que se ajuste a control del usuario. recoge Delrin guitarra, como el Dunlop "Tortex" pick ganado popularidad debido en parte a una prohibición internacional sobre el comercio de carey en la década de 1970, que era entonces un material común usado para púas de guitarra.

Delrin es también muy apreciado por muchos fabricantes y los jugadores de clavecines, siendo utilizado para el plectro, que pulsar las cuerdas cuando se presiona una tecla. Delrin se ha encontrado para proporcionar una calidad tonal muy similar a la pluma de aves utilizadas en el pasado, mientras que siendo mucho más duradero y consistente.

Delrin se ha utilizado durante muchos años por una serie de fabricantes de cuchillería para hacer mangos de cuchillos, especialmente para jacknives.

Delrin se utiliza para hacer ruedas de la combinación en la mayoría de las cerraduras de alta seguridad seguro. Esto hace que la cerradura resistente a descifrar por hacer una radiografía debido a la baja densidad de delrin. Sin embargo, las técnicas de bombardeo de neutrones puede ser usado para decodificar ruedas delrin. Delrin también aumenta la resistencia de la cerradura de llevar.

También se usa para hacer controles deslizantes marco y duendes maliciosos rodilla para motociclistas / corredores, así como para los guantes de diapositivas utilizadas en longboard.

Delrin está ganando popularidad para la fabricación de equipos de buceo, debido a su peso ligero y su baja porosidad de gas a presión. Algunos otros plásticos pueden absorber gas a presión, y se hinchan o se deforman.

Delrin se ha utilizado cada vez más a crear la joyería piercing, especialmente túneles o tapones para su uso en agujeros estirada. Si bien muchos consideran relativamente seguros para el uso diario, la seguridad de esta práctica es objeto de debate dentro de la comunidad perforación.

Delrin también está siendo utilizado como un sustituto de la bocina en el koiguchi de espadas japonesas modernas de fabricación.

Dos empresas que realizaron metros vatios-hora también se utilizan componentes de Delrin en sus registros de tipo velocímetro-por un tiempo. Sin embargo, Delrin tiene una tendencia a deteriorarse cuando se expone a los rayos ultravioleta (luz solar) durante largos períodos de tiempo - que conduce a problemas de rendimiento en el registro y una situación costoso para los fabricantes.

Fabricación

Se suministra en forma granulada, POM se pueden formar en la forma deseada mediante la aplicación de calor y presión. Los dos métodos de formación más comunes empleadas son de moldeo por inyección y extrusión. Rotacional y moldeo por soplado son también posibles.

Las aplicaciones típicas para el moldeado por inyección POM incluye componentes de alta ingeniería de rendimiento (por ejemplo, ruedas dentadas, fijaciones de esquís, fijaciones, sistemas de bloqueo) y el material es ampliamente utilizado en la industria de automoción y electrónica de consumo. Hay tipos especiales que ofrecen mayor resistencia mecánica rigidez o de baja fricción / propiedades de desgaste.

POM es comúnmente como sacada de longitudes continuas de sección redonda o rectangular. Estas secciones se pueden cortar a la longitud y se vende como bar o acción de la hoja para el mecanizado.

Es comúnmente usado por los fabricantes de coches para muchos componentes de automóviles.

Mecanizado

Cuando se suministra como barra de extrusionado o lámina, Delrin puede mecanizar utilizando métodos tradicionales como el torneado, fresado, taladrado, etc Estas técnicas son los mejores empleados en economía de la producción no merecen el gasto del proceso del derretimiento. El material es de fácil mecanización, pero se requieren herramientas afiladas con el ángulo libre de alta. El uso de lubricante de corte solubles no es necesario, pero se recomienda.

Debido a que el material no tiene la rigidez de la mayoría de los metales, se debe tener cuidado de utilizar la luz las fuerzas de sujeción y de apoyo suficiente para la pieza de trabajo.

Mecanizados Delrin puede ser dimensionalmente inestable, especialmente con las piezas que tienen grandes variaciones en el grosor de las paredes. Se recomienda que estas características son, por ejemplo 'diseñado-out "mediante la adición de filetes o el fortalecimiento de las costillas. Recocido de las piezas pre-mecanizadas antes del acabado final es una alternativa. Una regla de oro es que, en general, pequeños componentes mecanizados en Delrin sufren menos deformaciones.

Vinculación

polímeros de acetal son generalmente muy difíciles de pegar. procesos y tratamientos especiales se han desarrollado para mejorar la unión de acetal. Normalmente, estos procesos implican la superficie de grabado, tratamiento de la llama o la abrasión mecánica. Los procesos típicos de grabado ácido crómico involucrar a temperaturas elevadas. DuPont cuenta con un proceso patentado para el tratamiento de homopolímero de acetal llamado satinado que crea puntos de anclaje en la superficie, dando una cola para agarrar algo. También hay procesos de plasma de oxígeno y la descarga de corona.

Una vez que la superficie está preparada, una serie de adhesivos pueden ser utilizados para la unión. Estos incluyen epoxis, poliuretanos y cianoacrilatos. Epoxis han demostrado 150-500 PSI de fuerza cortante en la superficie erosionada y mecánicamente 5-1000 psi en las superficies tratadas químicamente. Cianoacrilatos son útiles para la vinculación al metal, cuero, caucho y otros plásticos.

soldadura solvente es normalmente sin éxito en los polímeros de acetal, debido a la excelente resistencia a disolventes de acetal. soldadura térmica a través de varios métodos ha utilizado con éxito en ambos homopolímero y copolímero.

La degradación

ataque de cloro de tuberías de resina acetal resinas jointAcetal son sensibles a la hidrólisis ácida y oxidación por agentes como el cloro, por ejemplo. Así, los bajos niveles de cloro en el suministro de agua potable (1-3 ppm) puede causar corrosión bajo tensión para el desarrollo, un problema que se ha experimentado en los EE.UU. y Europa en sistemas de abastecimiento de agua doméstica y comercial. molduras defectuosos son más sensibles a la fisuración, pero molduras normales sucumbirá si el agua está caliente.

falta generalizada de molduras acetal en el suministro de agua potable y caliente dio lugar a una de las acciones clase más grande en los EE.UU. cuando acetal accesorios de plomería agrietada y causaron inundaciones de viviendas, un problema exacerbado por problemas similares con tuberías de polibutileno. Los accesorios de acetal tendían a fallar en primer lugar, seguido de la tubería.