Description de Pom (acétal) -xyh Plastic

Les applications typiques de POM moulé par injection comprennent des composants d'ingénierie haute performance tels que de petites roues d'engrenages, des roulements à billes, des reliures de ski, des attaches, des poignées de couteau et des systèmes de verrouillage. Le matériau est largement utilisé dans l'industrie de l'électronique automobile et grand public. Le stock du fusil M16 et d'autres pièces en sont faits.

Le polyoxyméthylène a été découvert par Hermann Staudinger, un chimiste allemand qui a reçu le prix Nobel de chimie de 1953. Il avait étudié la polymérisation et la structure du POM dans les années 1920 lors de la recherche de macromolécules, qu'il a caractérisées comme des polymères. En raison de problèmes de stabilité thermique, le POM n'a pas été commercialisé à l'époque.

Vers 1952, les chimistes de recherche de Dupont ont synthétisé une version de POM et, en 1956, la société a demandé la protection des brevets de l'homopolymère. DuPont crédite RN MacDonald comme inventeur du pom de poids moléculaire élevé. Les brevets de MacDonald et des collègues décrivent la préparation de l'hémiacétal à haut poids moléculaire (~ O-CH2OH) ont terminé le POM, mais ceux-ci manquent d'une stabilité thermique suffisante pour être commercialement viable. L'inventeur d'un homopolymère POM stable (et donc utile) était Dal Nagore, qui a découvert que la réaction des extrémités hémiacétales par de l'anhydride acétique convertit l'hémiacétal facilement dépolymérisable en un plastique processeur fondu thermiquement stable.

Dupont a terminé la construction d'une usine pour produire sa propre version de la résine acétale, nommée Delrin à Parkersburg, en Virginie-Occidentale, en 1960. également en 1960, le Celanese a terminé ses propres recherches. Peu de temps après, dans un partenariat limité avec la firme de Francfort Hoechst AG, une usine a été construite à Kelsterbach, Hessen; De là, Celcon a été produit à partir de 1962, Hostaform le rejoignant un an plus tard. Les deux restent en production sous les auspices de Celanese et sont vendus comme des parties d'un groupe de produits maintenant appelé Hostaform / Celcon Pom

Différents processus de fabrication sont utilisés pour produire les versions homopolymères et copolymères de POM.

Homopolymère

Pour faire un homopolymère de polyoxyméthylène, un formaldéhyde anhydre doit être généré. La principale méthode est par réaction du formaldéhyde aqueux avec un alcool pour créer une déshydratation hémiformale du mélange hémiforal / eau (soit par extraction ou distillation sous vide) et la libération du formaldéhyde en chauffant l'hémiforal. Le formaldéhyde est ensuite polymérisé par catalyse anionique et le polymère résultant stabilisé par réaction avec de l'anhydride acétique. Un exemple typique est Delrin de Dupont.

Copolymère

Pour faire du polyoxyméthylène copolymère, le formaldéhyde est généralement converti en trioxane (en particulier le 1,3,5-trioxane, également appelé trioxine). Ceci est fait par catalyse acide (résines d'échange d'ions sulfuriques ou d'échange d'ions acides) suivie d'une purification du trioxane par distillation et / ou extraction pour éliminer l'eau et d'autres impuretés contenant de l'hydrogène actif. Les copolymères typiques sont hostaform de Ticona et Ultraform de BASF.

Le co-monomère est généralement du dioxolane mais l'oxyde d'éthylène peut également être utilisé. Le dioxolane est formé par réaction de l'éthylène glycol avec du formaldéhyde aqueux sur un catalyseur acide. D'autres diols peuvent également être utilisés.

Le trioxane et le dioxolane sont polymérisés en utilisant un catalyseur acide, souvent éthéré de trifluoride de bore, BF3 OET2. La polymérisation peut avoir lieu dans un solvant non polaire (auquel cas le polymère se forme comme une suspension) ou dans un trioxane soigné (par exemple dans une extrudeuse). Après polymérisation, le catalyseur acide doit être désactivé et le polymère stabilisé par hydrolyse de fusion ou de solution afin d'éliminer les groupes finaux instables.

Le polymère stable est composé de fonte, ajoutant des stabilisateurs thermiques et oxydatifs et éventuellement des lubrifiants et des charges diverses.

Fabrication

Le POM est fourni sous une forme granulée et peut être formé dans la forme souhaitée en appliquant la chaleur et la pression. Les deux méthodes de formation les plus courantes utilisées sont le moulage et l'extrusion d'injection. Le moulage en rotation et le moulage par soufflage sont également possibles.

Les applications typiques de POM moulé par injection comprennent des composants d'ingénierie haute performance (par exemple, les roues de vitesse, les reliures de ski, les attaches, les systèmes de verrouillage) et le matériau est largement utilisé dans l'industrie de l'électronique automobile et grand public. Il existe des notes spéciales qui offrent une ténacité mécanique plus élevée, une rigidité ou des propriétés à faible frottement / usure.

Le POM est généralement extrudé sous forme de longueurs continues de section ronde ou rectangulaire. Ces sections peuvent être coupées sur la longueur et vendues sous forme de barre ou de feuille pour l'usinage.

Usinage

Lorsqu'elle est fournie comme barre ou feuille extrudée, POM peut être usiné à l'aide de méthodes traditionnelles telles que le tournage, le fraisage, le forage, etc. Ces techniques sont mieux utilisées où l'économie de production ne mérite pas les dépenses du traitement des fonte. Le matériau est en coupe libre, mais nécessite des outils nets avec un angle de dégagement élevé. L'utilisation d'un lubrifiant de coupe soluble n'est pas nécessaire, mais est recommandée.

Parce que le matériau n'a pas la rigidité de la plupart des métaux, il faut prendre soin d'utiliser des forces de serrage légères et un soutien suffisant pour la pièce de travail.

Le POM usiné peut être dimensionnellement instable, en particulier avec des pièces qui ont de grandes variations dans les épaisseurs de paroi. Il est recommandé que ces fonctionnalités soient «conçues», par exemple en ajoutant des filets ou en renforçant les côtes. Le recuit des pièces pré-masculines avant la finition finale est une alternative. Une règle de jeu est qu'en général, les petits composants usinés dans POM souffrent de moins de déformation.

Liaison

Le POM est généralement très difficile à créer des liens. Des processus et des traitements spéciaux ont été développés pour améliorer les liaisons. En règle générale, ces processus impliquent une gravure de surface, un traitement des flammes ou une abrasion mécanique.

Les processus de gravure typiques impliquent de l'acide chromique à des températures élevées. Dupont a un processus breveté pour traiter l'homopolymère acétal appelé satinizage qui crée des points d'ancrage à la surface, donnant un quelque chose adhésif à saisir. Il existe également des processus impliquant un plasma d'oxygène et une décharge de corona. [6] [7]

Une fois la surface préparée, un certain nombre d'adhésifs peuvent être utilisés pour le collage. Il s'agit notamment des époxys, des polyuréthanes et des cyanoacrylates. Les époxys ont montré une résistance au cisaillement de 150 à 500 psi sur des surfaces mécaniquement abrasées et 500 à 1000 psi sur des surfaces traitées chimiquement. Les cyanoacrylates sont utiles pour se lier au métal, en cuir, en caoutchouc et autres plastiques.

Le soudage des solvants est généralement infructueux sur les polymères acétaux, en raison de l'excellente résistance au solvant de l'acétal.

Le soudage thermique par diverses méthodes a été utilisé avec succès sur l'homopolymère et le copolymère.