Descripción del plástico POM (Acetal) -xyh

Las aplicaciones típicas para la POM moldeada por inyección incluyen componentes de ingeniería de alto rendimiento, como ruedas de engranajes pequeños, rodamientos de bolas, enlaces de esquí, sujetadores, manijas de cuchillos y sistemas de bloqueo. El material se usa ampliamente en la industria automotriz y electrónica de consumo. El stock del rifle M16 y otras partes están hechas de él.

Hermann Staudinger, un químico alemán que recibió el Premio Nobel de Química de 1953. Había estudiado la polimerización y la estructura de POM en la década de 1920 mientras investigaba macromoléculas, que caracterizó como polímeros. Debido a problemas con la estabilidad térmica, POM no se comercializó en ese momento.

Alrededor de 1952, los químicos de investigación en DuPont sintetizaron una versión de POM, y en 1956 la compañía solicitó la protección de patentes del homopolímero. DuPont acredita a RN MacDonald como inventor de POM de alto peso molecular. Las patentes de MacDonald y los compañeros de trabajo describen la preparación de POM hemiacetal (~ O-Ch2OH) de alto peso molecular, pero estos carecen de la estabilidad térmica suficiente para ser comercialmente viable. El inventor de un homopolímero POM estable (y por lo tanto útil) fue Dal Nagore, quien descubrió que reaccionar los extremos hemiacetales con anhídrido acético convierte el hemiacetal fácilmente despolimerizable en un plástico procesable térmalmente estable y fundido.

DuPont completó la construcción de una planta para producir su propia versión de la resina Acetal, llamada Delrin en Parkersburg, West Virginia, en 1960. También en 1960, Celanese completó su propia investigación. Poco después, en una sociedad limitada con la firma de Frankfurt Hoechst AG, se construyó una fábrica en Kelsterbach, Hessen; A partir de ahí, Celcon se produjo a partir de 1962, con Hostaform uniéndose un año después. Ambos permanecen en producción bajo los auspicios de Celanese, y se venden como partes de un grupo de productos ahora llamado Hozaform/Celcon Pom

Se utilizan diferentes procesos de fabricación para producir las versiones de homopolímero y copolímero de POM.

Homopolímero

Para hacer homopolímero de polioximetileno, se debe generar formaldehído anhidro. El método principal es mediante la reacción del formaldehído acuoso con un alcohol para crear una deshidratación hemiformal de la mezcla hemiformal/de agua (ya sea por extracción o destilación al vacío) y la liberación del formaldehído calentando el hemiformal. El formaldehído se polimeriza por catálisis aniónica y el polímero resultante estabilizado por reacción con anhídrido acético. Un ejemplo típico es DuPont's Delrin.

Copolímero

Para hacer copolímero de polioximetileno, el formaldehído generalmente se convierte en trioxano (específicamente 1,3,5-trioxano, también conocido como trioxina). Esto se realiza mediante catálisis ácida (ya sea ácido sulfúrico o resinas de intercambio de iones ácidos) seguido de la purificación del trioxano por destilación y/o extracción para eliminar el agua y otras impurezas activas que contienen hidrógeno. Los copolímeros típicos son hostios de Ticona y UltraForm de BASF.

El co-monónimo es típicamente dioxolano, pero también se puede usar óxido de etileno. El dioxolano se forma mediante la reacción de etilenglicol con formaldehído acuoso sobre un catalizador ácido. También se pueden usar otros dioles.

El trioxano y el dioxolano se polimerizan usando un catalizador de ácido, a menudo boro trifluoruro eterato, BF3 OET2. La polimerización puede tener lugar en un disolvente no polar (en cuyo caso el polímero se forma como una lechada) o en trioxano ordenado (por ejemplo, en un extrusor). Después de la polimerización, el catalizador ácido debe desactivarse y el polímero se estabiliza mediante fusión o hidrólisis de solución para eliminar los grupos finales inestables.

El polímero estable se fusiona, agrega estabilizadores térmicos y oxidativos y opcionalmente lubricantes y rellenos diversos.

Fabricación

POM se suministra en forma granulada y se puede formar en la forma deseada aplicando calor y presión. Los dos métodos de formación más comunes empleados son el moldeo de inyección y la extrusión. También es posible el moldeo rotacional y el moldeo de soplado.

Las aplicaciones típicas para la POM moldeada por inyección incluyen componentes de ingeniería de alto rendimiento (por ejemplo, ruedas de engranajes, fijaciones de esquí, sujetadores, sistemas de bloqueo) y el material se usa ampliamente en la industria de electrónica automotriz y de consumo. Hay calificaciones especiales que ofrecen mayores teniosidad mecánica, rigidez o baja fricción/ propiedades de desgaste.

POM se extruye comúnmente como longitudes continuas de sección redonda o rectangular. Estas secciones se pueden cortar a longitud y venderse como barra o stock para mecanizado.

Mecanizado

Cuando se suministra como barra o sábana extruida, POM se puede mecanizar utilizando métodos tradicionales como girar, molienda, perforación, etc. Estas técnicas se emplean mejor donde la economía de producción no merece el gasto del procesamiento de la fusión. El material es libre, pero requiere herramientas afiladas con un ángulo de espacio libre alto. El uso de lubricante de corte soluble no es necesario, pero se recomienda.

Debido a que el material carece de la rigidez de la mayoría de los metales, se debe tener cuidado para usar fuerzas de sujeción de luz y suficiente apoyo para la pieza de trabajo.

POM mecanizado puede ser dimensionalmente inestable, especialmente con piezas que tienen grandes variaciones en los espesores de la pared. Se recomienda que tales características sean 'diseñadas', por ejemplo, agregando filetes o costillas fortalecedoras. El recocido de piezas premachinadas antes del final final es una alternativa. Una regla general es que, en general, los componentes pequeños mecanizados en POM sufren menos deformación.

Vínculo

POM es típicamente muy difícil de unir. Se han desarrollado procesos y tratamientos especiales para mejorar la unión. Por lo general, estos procesos implican grabado superficial, tratamiento de llama o abrasión mecánica.

Los procesos de grabado típicos implican ácido crómico a temperaturas elevadas. DuPont tiene un proceso patentado para tratar el homopolímero acetal llamado satinización que crea puntos de anclaje en la superficie, dando un adhesivo algo para agarrar. También hay procesos que involucran plasma de oxígeno y descarga de corona. [6] [7]

Una vez que se prepara la superficie, se pueden usar varios adhesivos para la unión. Estos incluyen epoxies, poliuretanos y cianoacrilatos. Los epoxies han mostrado una resistencia al corte de 150-500 psi en superficies desaceleradas mecánicamente y 500-1000 psi en superficies tratadas químicamente. Los cianoacrilatos son útiles para unir a metal, cuero, caucho y otros plásticos.

La soldadura con disolvente típicamente no tiene éxito en los polímeros acetales, debido a la excelente resistencia al disolvente de acetal.

La soldadura térmica a través de varios métodos se ha utilizado con éxito tanto en homopolímero como en copolímero.