POM (acetal) -xyh 플라스틱에 대한 설명

July 03, 2023

아세탈, 폴리 아세탈 및 폴리 포름 알데히드로도 알려진 폴리 옥시 메틸렌 (POM)은 높은 강성, 낮은 마찰 및 우수한 치수 안정성을 필요로하는 정밀 부분에 사용되는 엔지니어링 열가소성이다. 다른 많은 합성 중합체와 마찬가지로, 그것은 약간 다른 공식을 가진 다른 화학 회사에 의해 생산되며 Delrin, Celcon, Duracon 및 Hostaform과 같은 이름으로 다양하게 판매됩니다.

사출 관리 POM을위한 일반적인 응용 프로그램에는 소형 기어 휠, 볼 베어링, 스키 바인딩, 패스너, 나이프 핸들 및 잠금 시스템과 같은 고성능 엔지니어링 구성 요소가 포함됩니다. 이 자료는 자동차 및 소비자 전자 산업에서 널리 사용됩니다. M16 소총의 재고 및 기타 부품이 만들어졌습니다.

폴리 옥시 메틸렌은 1953 년 노벨 화학상을 수상한 독일 화학자 인 Hermann Staudinger에 의해 발견되었습니다. 그는 1920 년대에 POM의 중합과 구조를 연구하면서 거대 분자를 연구했으며, 이는 폴리머로 특징 지었다. 열 안정성 문제로 인해 POM은 당시 상용화되지 않았습니다.

DuPont의 1952 년경 연구 화학자들은 POM의 버전을 합성했으며 1956 년 에이 회사는 Homopolymer의 특허 보호를 신청했습니다. DuPont는 RN MacDonald를 고 분자량 POM의 발명가로 신용합니다. MacDonald와 동료들에 의한 특허는 고 분자량 Hemiacetal (~ O-Ch2OH)이 종료 된 POM의 제조에 대해 설명하지만, 이들은 상업적으로 생존하기에 충분한 열 안정성이 부족합니다. 열 안정성 (그리고 따라서 유용한) pom homopolymer의 발명가는 Dal Nagore 였는데, 그는 hemiacetal 끝이 아세트산 무수물과 반응하는 것이 쉽게 탈퇴 할 수있는 헤아 아세탈을 열적으로 안정적, 용융 가공 가능한 플라스틱으로 변환한다는 것을 발견했습니다.

DuPont는 1960 년 웨스트 버지니아 주 Parkersburg에있는 Delrin이라는 자체 버전의 Acetal Resin을 생산하기 위해 공장 건설을 완료했습니다. 또한 1960 년에 Celanese는 자체 연구를 완료했습니다. 그 후 얼마 지나지 않아 프랑크푸르트 회사 인 Hoechst AG와의 제한된 파트너십으로 공장은 Hessen의 Kelsterbach에 지어졌습니다. 그곳에서 Celcon은 1962 년부터 제작되었으며 1 년 후 HostaForm이 합류했습니다. 둘 다 Celanese의 후원하에 생산 상태를 유지하며 현재 Hostaform/Celcon Pom이라는 제품 그룹의 일부로 판매됩니다.

상이한 제조 공정은 POM의 동종 폴리머 및 공중 합체 버전을 생산하는 데 사용된다.

Homepolymer

폴리 옥시 메틸렌 동질성기를 만들려면 무수 포름 알데히드가 생성되어야한다. 주요 방법은 수성 포름 알데히드와 알코올과 반응하여 혈액 형/물 혼합물 (추출 또는 진공 증류에 의해)의 hemiformal, 탈수를 생성하고, 혈액을 가열함으로써 포름 알데히드의 방출에 의한 것이다. 이어서, 포름 알데히드는 음이온 성 촉매에 의해 중합되고, 생성 된 중합체는 아세트산 무수물과의 반응에 의해 안정화된다. 일반적인 예는 DuPont의 Delrin입니다.

공중 합체

폴리 옥시 메틸렌 공중 합체를 만들기 위해, 포름 알데히드는 일반적으로 트리 옥산 (특히 트리오신으로도 알려진 1,3,5- 트라이 옥산)으로 전환된다. 이는 산 촉매 (황산 또는 산성 이온 교환 수지)에 이어 증류 및/또는 추출에 의한 트리 옥산을 정제하여 물 및 기타 활성 수소 함유 불순물을 제거합니다. 전형적인 공중 합체는 Ticona로부터의 숙주 및 BASF의 Ultraform이다.

협동 조합체는 전형적으로 디 옥 솔란이지만 에틸렌 옥사이드도 사용될 수있다. 디 옥 솔란은 에틸렌 글리콜과 수성 포름 알데히드와 산 촉매에 의해 반응에 의해 형성된다. 다른 디올도 사용할 수 있습니다.

트리 옥산 및 디 옥 솔란은 산 촉매, 종종 붕소 트리 플루오 라이드 에테르 레이트, BF3 OET2를 사용하여 중합된다. 중합은 비극성 용매 (이 경우 중합체는 슬러리로서 형성) 또는 깔끔한 트리 옥산 (예 : 압출기에서)에서 발생할 수있다. 중합 후, 산성 촉매는 비활성화되어야하며, 불안정한 종말기를 제거하기 위해 용융 또는 용액 가수 분해에 의해 중합체를 안정화시켜야한다.

안정적인 중합체는 복합적으로 용융되어 열 및 산화 안정제 및 선택적으로 윤활제 및 기타 충전제를 첨가한다.

제작

POM은 과립 형태로 공급되며 열 및 압력을 가해함으로써 원하는 모양으로 형성 될 수 있습니다. 사용되는 가장 일반적인 두 가지 형성 방법은 주입 성형 및 압출입니다. 회전 성형 및 블로우 성형도 가능합니다.

주입 담보 POM을위한 일반적인 응용 프로그램에는 고성능 엔지니어링 구성 요소 (예 : 기어 휠, 스키 바인딩, 패스너, 잠금 시스템)가 포함되며 재료는 자동차 및 소비자 전자 산업에서 널리 사용됩니다. 더 높은 기계적 강인성, 강성 또는 낮은 마찰/ 마모 특성을 제공하는 특수 등급이 있습니다.

POM은 일반적으로 원형 또는 직사각형 섹션의 연속 길이로 압출됩니다. 이 섹션은 길이로 절단되어 가공을위한 막대 또는 시트 스톡으로 판매 할 수 있습니다.

가공

압출 막대 또는 시트로 공급 될 때 POM은 회전, 밀링, 시추 등과 같은 기존 방법을 사용하여 가공 될 수 있습니다. 이러한 기술은 생산 경제가 용융 처리 비용을 부담하지 않는 경우 가장 잘 사용됩니다. 이 재료는 자유 절단이지만 간결 각도가 높은 날카로운 도구가 필요합니다. 가용성 절단 윤활제 사용은 필요하지 않지만 권장됩니다.

재료는 대부분의 금속의 강성이 없기 때문에 경 클램핑 력을 사용하고 공작물에 대한 충분한 지원을 위해주의를 기울여야합니다.

가공 된 POM은 특히 벽 두께에 큰 변화가있는 부품에서 치수 적으로 불안정 할 수 있습니다. 필레를 추가하거나 갈비뼈를 강화하여 이러한 기능을 '설계'하는 것이 좋습니다. 최종 마무리 전에 미리 정리 된 부품의 어닐링은 대안입니다. 덤프 규칙은 일반적으로 POM에 가공 된 작은 구성 요소가 뒤틀림이 적다는 것입니다.

본딩

POM은 일반적으로 결합하기가 매우 어렵습니다. 결합을 개선하기 위해 특별한 프로세스와 치료가 개발되었습니다. 일반적으로 이러한 공정에는 표면 에칭, 화염 처리 또는 기계적 마모가 포함됩니다.

전형적인 에칭 공정은 높은 온도에서 크롬산을 포함합니다. DuPont는 Satinizing이라는 아세탈 동종 폴리머를 처리하는 특허받은 프로세스를 가지고있어 표면에 앵커 포인트를 생성하여 접착제를 잡을 수 있습니다. 산소 혈장 및 코로나 배출과 관련된 과정도 있습니다. [6] [7]

표면이 준비되면, 다수의 접착제가 결합에 사용될 수있다. 여기에는 에폭시, 폴리 우레탄 및 시아 노 아크릴 레이트가 포함됩니다. 에폭시는 기계적으로 연마 된 표면에서 150-500psi 전단 강도와 화학적으로 처리 된 표면에서 500-1000 psi를 보여 주었다. 시아아 노 아크릴 레이트는 금속, 가죽, 고무 및 기타 플라스틱에 결합하는 데 유용합니다.

용매 용접은 아세탈의 우수한 용매 저항성으로 인해 아세탈 폴리머에서 일반적으로 실패합니다.

다양한 방법을 통한 열 용접은 동지애머 및 공중 합체 모두에서 성공적으로 사용되었습니다.

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Author:

Ms. Shelby Luo

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