Acetal

Gemensamma namnet för polyoxymethyene (POM)

Polyoxymetylen (allmänt kallade POM och även känd som acetalplast eller polyformaldehyde) är en teknisk termoplast som används i precision delar som kräver hög styvhet, låg friktion och utmärkt dimensionsstabilitet. Det är allmänt känt under DuPonts varumärke Delrin.

Hermann Staudinger, en tysk kemist som fick 1953 Nobelpriset i kemi, studerade först i polymerisation och struktur POM på 1920-talet till forskning teorin om jätten molekylen. På grund av initiala problem med termisk stabilitet det inte kommersialiseras.

Syntetiserades första av DuPont forskning kemister runt 1952, företaget gick i patentskyddet för homopolymer 1956 och avslutat byggandet av en anläggning för produktion av Delrin på Parkersburg, West Virginia 1960. Celanese avslutat sin undersökning om en sampolymer 1960, producerar Celcon 1962 och Hostaform 1963 i Kelsterbach, Tyskland, under ett kommanditbolag med Ticona.

Egenskaper
Fördelar med acetal plaster:

Kemiskt resistenta
Mycket låg vattenabsorption
Resistenta mot hydrolys av bas
Nackdelar med acetal plaster:

Låg slagseghet
Låg smältpunkt
Styvare än nylons
Mycket hög termisk expansion
Känsliga för sur hydrolys och klor attack
Polymeren delar gemensamt med andra syntetiska polymerer såsom låg densitet (1,4 till 1,5 g/cm3), och lätt att forma när molekylvikt är tillräckligt låg. Det är en delkristallin polymer (75-85% kristallint) med en smältpunkt på 175 ° C som en homopolymer. En sampolymer version har något lägre smältpunkt av 163 ° C. Det är ett tufft material med mycket låg friktionskoefficient. Det är dock känslig för polymer nedbrytning katalyseras av syror, varför båda polymeren typer stabiliserats. När det gäller de homopolymer har det grupper kedja slut som motstå depolymerisation. Med sampolymer, är den andra enheten en cyklisk eter som motstår kedja klyvning. Det är också känslig för oxidation, och en antioxidant normalt läggas till gjutning kvaliteter av materialet.

Syntes

För att göra polyoxymetylen homopolymer måste vattenfri formaldehyd genereras. Den huvudsakliga metoden är av en reaktion mellan vattenlösning formaldehyd med en alkohol för att skapa en hemiformal, uttorkning av hemiformal / vattenblandning (antingen genom extrahering eller vakuumdestillation) och utsläpp av formaldehyd genom uppvärmning av hemiformal. Den formaldehyd är då polymeriserade genom anjoniska katalys och den resulterande polymeren stabiliserats genom reaktion med ättiksyraanhydrid.

För att göra polyoxymetylen sampolymer är formaldehyd i allmänhet omvandlas till trioxane. Detta görs genom syra katalys (antingen svavelsyra eller sura jonbyteshartser) och samtidig borttagning av trioxane genom destillation eller extraktion. Den trioxane torkas för att avlägsna allt vatten och andra aktiva vätgas innehållande föroreningar.

Den sammonomer är typiskt dioxolane men etylenoxid också kan användas. Dioxolane bildas genom reaktion av etylenglykol med formaldehyd källa (trioxane eller koncentrerad vattenlösning formaldehyd) över en syra katalysator. Andra dioler kan också användas.

Trioxane och Dioxolane polymeriserat med en sur katalysator, ofta bortrifluorideterat, BF3 · OEt2. Den polymerisering kan ske på ett icke-polärt lösningsmedel (i vilket fall polymeren bildar en slurry) eller i smältan (t.ex. strängsprutning). Efter polymerisering, måste det sura katalysator deaktiveras och polymeren stabiliserats genom värme.

Stabil polymer är smälta förvärras, lägga termisk och oxidativ stabilisatorer och eventuellt smörjmedel och diverse spackel.

Ansökningar

The Food and Drug Administration har godkänt Delrin för användning inom livsmedelsindustrin. Delrin användes av Mattel 1968 till 1972 för att producera den låg friktion hjullager hittades på Redline Hot Wheels. Delrin är tillverkad av acetalplast homopolymer kåda, och när strängpressad i stora grundläggande former (dvs, lakan, stavar och rör), tenderar att bli föremål för porositet problem. Dessa porositet problem kan göra produkten mindre tillförlitliga i vissa applikationer. Acetal sampolymer (Acetron GP) används ofta som en ersättning för Delrin (acetal homopolymer) när porositeten risken är en faktor i val av material.

Det används också i yo-yos som Silk av Alchemy yoyo, Lyn Fury av YoYoJam, och mjölken med Born Crucial. Delrin är smörjförmåga (när maskinbearbetade på en svarv) ger en jojo med betydligt mindre friktion.

Det är också används flitigt i paintball markörer, där den används för att göra bultar, handtag pump och många andra delar. Dess låga kostnader, tillräcklig styrka, lätt vikt och självsmörjande egenskaper gör den idealisk för markörer. Den andra material ofta använda för markörer, Nylatron, medan något ljusare, är mer benägna att svullnad. En svällde del kan göra mekanismen omöjligt att driva och ibland även skadar markör. Nylon-baserade produkter såsom Nylatron har bättre slitstyrka än Delrin, men inte har bra fukt-motstånd, och är inte lämpliga att med hög luftfuktighet eller under vatten applikationer.

Delrin motståndskraft mot vätskor och låg friktionskoefficient har också gjort det användbart som ett bärande ersättare i hjul och hjul, som skall väljas i de fall där korrosiva miljöer göra en traditionell rulle eller kullager opraktiskt. I mitten av 1960-talet användes fonografen skivspelare tillverkare Garrard Delrin i tillämpningar där dess stabilitet, låg friktion och motstånd mot gemensam smörjmedel var fördelaktiga.

Delrin har också nyligen funnit användning i tillverkning av irländska flöjter (traditionellt av trä), tenn visselpipor (traditionellt av metall) och säckpipa (traditionellt av trä). Delrin flöjter ljud likartade eller identiska med träflöjter, men har ingen av krympning eller sprickbildning frågor vanligtvis förknippas med trä instrument i varmt, kallt, eller torra miljöer. Byggare såsom Des Seery, Michael Cronnolly av M & E flöjter, Tony Dixon, och Rob Forbes bygga Delrin flöjter.

Olika Tortex picksDelrin har blivit ett allt mer populärt material för plektrum. Den har utmärkt hållbarhet, det är mycket mer resistenta mot slitage än nylon på det ställe där string kontakt, särskilt på rund-strängar. Delrin inte spricka eller gå sönder som celluloid eller polyvinylklorid (PVC), ger en stabil, halkfria grepp, och utvecklar ett "minne" över tiden, det vill säga det gradvis utvecklar en liten krökning som överensstämmer med användarens grepp. Delrin plektrum, t.ex. Dunlop "Tortex" pick vunnit popularitet beror delvis på att ett internationellt förbud mot handel av sköldpaddsskal i slutet av 1970, som då var ett vanligt material som används för plektrum.

Delrin är också mycket uppskattad av många beslutsfattare och aktörer i cembalor, används för plektrum, som rycka i trådarna när en tangent trycks ned. Delrin har visat sig ge en tonkvalitet mycket likt fågeln-pennan används i gångna tider, samtidigt som det är mycket mer hållbara och konsistenta.

Delrin har använts under många år av ett antal bestick tillverkare att göra knivskaft, särskilt för jacknives.

Delrin används för att göra kombination hjul på de flesta höga säkerhetskrav säkra lås. Detta gör låset resistent mot avkodning av röntgen på grund av delrin låga densitet. Dock kan neutron bombardemang metoder användas för att avkoda delrin hjul. Delrin ökar också låset motstånd mot slitage.

Det är också för att göra ram reglage och puckar knä för motorcykelförare / förare, samt för slide handskar används när longboard.

Delrin är populärare för tillverkning av dykutrustning, på grund av den låga vikten och den låga porositet till gas under tryck. Vissa andra plaster kan absorbera gas under tryck, och svälla eller deformeras.

Delrin har använts allt för att skapa kroppen piercing smycken, speciellt tunnlar eller pluggar för användning i sträckt hål. Medan ses av många som relativt säkra för dagligt slitage, är säkerheten för denna praxis diskuteras inom piercing gemenskapen.

Delrin är också används ofta som ett substitut för horn i koiguchi om den moderna gjort japanska svärd.

Två företag som gav watthour meter används också Delrin komponenter i sina cykeldator-typ register för ett tag. Dock har Delrin en tendens att försämras när de utsätts för UV (från solljus) under lång tid - som leder till prestandaproblem i registret och en kostsam situation för tillverkarna.

Fabrication

Levereras i granulatform kan POM formas till önskad form genom värme och tryck. De två vanligaste bildar metoder som används är formsprutning och extrudering. Roterande och formblåsning är också möjliga.

Typiska applikationer för formsprutade POM innehålla komponenter av hög prestanda teknik (t.ex. kugghjul, skidbindningar, fästelement, låssystem) och materialet används ofta inom fordons-och hemelektronikbranschen. Det finns speciella kvaliteter som erbjuder högre mekanisk tålighet, stelhet eller låg friktion och slitage egenskaper.

POM är allmänt pressad som sammanhängande längder rund eller rektangulär sektion. Dessa avsnitt kan kapas till önskad längd och säljs som bar eller ark lager för bearbetning.

Det används av biltillverkare för många komponenter i bilar.

Bearbetning

När levereras som extruderade bar eller ark, kan Delrin bearbetas med traditionella metoder som svarvning, fräsning, borrning etc. Dessa tekniker är bäst sysselsatta där produktionen ekonomi inte förtjänar bekostnad av smälta bearbetning. Materialet är friskärande, men kräver skarpa verktyg med hög släppningsvinkel. Användningen av lösliga skärvätska är inte nödvändigt, men rekommenderas.

Eftersom materialet saknar den stela flesta metaller, bör man använda ljus klämkrafter och tillräckligt stöd för arbetsstycket.

Maskinbearbetade Delrin kan dimensionsstabila instabil, speciellt med delar som har stora variationer i väggtjocklekar. Det rekommenderas att dessa aspekter är "utformat-out", t.ex. genom att lägga till filéer eller förstärka revben. Påkoppling av förbearbetade delar innan slutfinishen är ett alternativ. En regel-of-thumb är att det i allmänhet små komponenter bearbetas i Delrin lider mindre skevhet.

Limning

Acetal polymerer är oftast mycket svårt att limma. Speciella processer och behandlingar har utvecklats för att förbättra limning av acetalplast. Typiskt för dessa processer ingår yta etsning, låga behandling eller mekanisk nötning. Typiska etsning processer ingår kromsyra vid förhöjda temperaturer. DuPont har en patenterad process för behandling av acetal homopolymer kallas satinizing som skapar fästpunkter på ytan, vilket ger en självhäftande något att hålla. Det finns också processer som involverar syrgas plasma och coronaurladdning.

När ytan är beredd, kan ett antal lim användas för limning. Dessa omfattar epoxi-, polyuretan och cyanoakrylater. Epoxi har visat 150-500 psi skjuvhållfasthet på mekaniskt skadad ytor och 5-100 psi på kemiskt behandlade ytor. Cyanoakrylater är användbara för limning av metall, läder, gummi och andra plaster.

Lösningsmedel svetsning är normalt målet på en acetal polymerer, på grund av den utmärkta lösningsmedel motstånd acetal. Termisk svetsning genom olika metoder har använts framgångsrikt på både homopolymer och sampolymer.

Nedbrytning

klor attack av acetalplast VVS jointAcetal plaster är känsliga för sur hydrolys och oxidation av sådana aktörer som klor, till exempel. Således låga nivåer av klor i dricksvatten leveranser (1-3 ppm) kan orsaka spänningskorrosion att utveckla, ett problem som har upplevts i både USA och Europa i hushåll och kommersiella system vattenförsörjning. Defekta lister är mest känsliga för sprickbildning, men normal lister kommer duka under om vattnet är varmt.

Omfattande misslyckande med acetal lister i dricksvatten och till varmvatten resulterade i en av de största grupptalan i USA när acetal VVS-armatur spruckna och orsakade översvämningar av bostäder, ett problem som förvärras av liknande problem med polybutylen rörledningar. Den acetal beslag tenderade att misslyckas först, följt av rörledningar.