وصف بوم (أسيتال)-البلاستيك

تشمل التطبيقات النموذجية لـ POM المقدمة من الحقن مكونات هندسية عالية الأداء مثل عجلات التروس الصغيرة ، ومحامل الكرة ، وروابط التزلج ، والسحابات ، ومقابض السكين ، وأنظمة القفل. تستخدم المواد على نطاق واسع في صناعة السيارات والهندسة الاستهلاكية. مصنوعة من أسهم بندقية M16 والأجزاء الأخرى منه.

اكتشف هيرمان ستودنجر ، وهو الكيميائي الألماني الذي حصل على جائزة نوبل عام 1953 في الكيمياء. كان قد درس بلمرة وبنية POM في العشرينات من القرن الماضي أثناء البحث عن الجزيئات الكبيرة ، التي وصفها بأنها البوليمرات. بسبب مشاكل الاستقرار الحراري ، لم يتم تسويق POM في ذلك الوقت.

قام حوالي عام 1952 بتصنيع كيميائيو الأبحاث في دوبونت نسخة من POM ، وفي عام 1956 تقدمت الشركة بحماية براءات الاختراع في متجانسة. يعتمد DuPont على RN MacDonald كمخترع لوزن الجزيئي العالي. تصف براءات الاختراع من قبل ماكدونالد وزملاؤه تحضير Hemiacetal ذي الوزن الجزيئي العالي (~ O-CH2OH) بوم ، ولكن هذه تفتقر إلى الاستقرار الحراري الكافي لتكون قابلة للحياة تجاريا. كان مخترع البوم المتماثل الثابتة (وبالتالي مفيد) هو Dal Nagore ، الذي اكتشف أن رد فعل الأطراف الهيمتوري مع أنهيدريد الخليك يحول الهيموحيات القابلة للتطبيق بسهولة إلى البلاستيك القابل للذوبان مستقر حراريًا.

أكملت دوبونت بناء مصنع لإنتاج نسخته الخاصة من راتنج الأسيتال ، المسمى ديلرين في باركرسبورغ ، فرجينيا الغربية ، في عام 1960. وفي عام 1960 ، أكملت سيلانيز أبحاثها الخاصة. بعد ذلك بوقت قصير ، في شراكة محدودة مع شركة Frankfurt Hoechst AG ، تم بناء مصنع في Kelsterbach ، Hessen ؛ من هناك ، تم إنتاج Celcon بدءًا من عام 1962 ، مع انضمام Hostaform إلى ذلك بعد عام. يظل كلاهما قيد الإنتاج تحت رعاية Celanese ، ويتم بيعهما كأجزاء من مجموعة منتجات تسمى الآن Hostaform/Celcon Pom

تُستخدم عمليات التصنيع المختلفة لإنتاج إصدارات البوليمرات والكوبوليمر من POM.

متجانسة

لجعل البولي أوكسي ميثيلين متجانسة ، يجب إنشاء الفورمالديهيد اللامائي. الطريقة الرئيسية هي عن طريق تفاعل الفورمالديهايد المائي مع الكحول لإنشاء الجفاف النمائي ، الجفاف في مزيج النموس/الماء (إما عن طريق الاستخراج أو التقطير الفراغ) وإطلاق الفورمالدهايد عن طريق تسخين النموز. ثم يتم البلمرة الفورمالديهايد عن طريق الحفز الأنيوني والبوليمر الناتج المستقر بواسطة التفاعل مع أنهيدريد الخل. مثال نموذجي هو DuPonts Delrin.

كوبوليمر

لجعل البوليمر البوليوكسي ميثيلين ، يتم تحويل الفورمالديهايد عمومًا إلى ثلاثي إكسان (على وجه التحديد 1،3،5-توكسان ، والمعروف أيضًا باسم الثلاثي). يتم ذلك عن طريق الحفز الحمضي (إما حمض الكبريتيك أو راتنجات التبادل الأيوني الحمضي) تليها تنقية الثلاثي عن طريق التقطير و/أو الاستخراج لإزالة الماء وغيرها من الهيدروجين النشط الذي يحتوي على شوائب. البوليمرات النموذجية هي مضيف من تيكونا و Ultraform من BASF.

عادةً ما يكون الاقتراع المشارك هو ثنائي أكسيد ولكن يمكن أيضًا استخدام أكسيد الإيثيلين. يتكون الديوكولان من خلال تفاعل الجليكول الإيثيلين مع الفورمالديهايد المائي على محفز الحمض. يمكن أيضًا استخدام diols الأخرى.

يتم البلمرة الثلاثي والديوكولان باستخدام محفز الحمض ، وغالبًا ما يكون البورون ثلاثي فلوريد الأثير ، BF3 OET2. يمكن أن يحدث البلمرة في مذيب غير قطبي (وفي هذه الحالة يتشكل البوليمر كطين) أو في ثلاثي أكسيان أنيق (على سبيل المثال في بثق). بعد البلمرة ، يجب إلغاء تنشيط المحفز الحمضي واستقر البوليمر بواسطة التحلل المائي أو المحلول من أجل إزالة المجموعات النهائية غير المستقرة.

يتم إذابة البوليمر المستقر ، مما يضيف مثبتات حرارية وأكسدة ومواد تشحيم اختياري وحشو متنوعة.

التصنيع

يتم توفير POM في شكل محبب ويمكن تشكيله في الشكل المطلوب من خلال تطبيق الحرارة والضغط. الأساليب الأكثر شيوعا للتكوين المستخدمة هما صب الحقن والبثق. القولبة الدورانية وضرب القولبة ممكنة أيضا.

تتضمن التطبيقات النموذجية لـ POM المقدمة من الحقن مكونات هندسية عالية الأداء (مثل عجلات التروس ، وروابط التزلج ، والسحابات ، وأنظمة القفل) والمواد تستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات والهندسة الاستهلاكية. هناك درجات خاصة توفر صلابة ميكانيكية أعلى أو تصلب أو خصائص احتكاك/ ارتداء منخفضة.

عادة ما يتم بثق POM كطوال مستمرة من القسم المستدير أو المستطيل. يمكن قطع هذه الأقسام إلى الطول وبيعها كبشر أو ورقة للآلات.

الآلات

عندما يتم توفيرها كبار أو ورقة مقدمة ، قد يتم تشكيل POM باستخدام الأساليب التقليدية مثل الدوران ، والطحن ، والحفر ، وما إلى ذلك. من الأفضل استخدام هذه التقنيات حيث لا تستحق اقتصاديات الإنتاج على حساب معالجة الذوبان. المواد خالية ، ولكنها تتطلب أدوات حادة بزاوية خلوص عالية. استخدام مواد التشحيم القابلة للذوبان ليس ضروريًا ، ولكن يوصى به.

نظرًا لأن المادة تفتقر إلى صلابة معظم المعادن ، فيجب توخي الحذر لاستخدام قوى التثبيت الخفيفة ودعمًا كافيًا لقطعة العمل.

يمكن أن يكون بوم الآلي غير مستقر الأبعاد ، خاصة مع الأجزاء التي لها اختلافات كبيرة في سماكة الجدار. يوصى بأن تكون مثل هذه الميزات "مصممة" على سبيل المثال عن طريق إضافة شرائح أو تقوية الأضلاع. إن تلبيس الأجزاء المسبقة قبل الانتهاء النهائي هو بديل. قاعدة الإبهام هي أنه بشكل عام ، تعاني المكونات الصغيرة التي تم تصنيعها في بوم من تزييف أقل.

الترابط

عادة ما يكون بوم من الصعب للغاية الرابطة. تم تطوير العمليات والعلاجات الخاصة لتحسين الترابط. عادةً ما تتضمن هذه العمليات حفر السطح أو علاج اللهب أو التآكل الميكانيكي.

تتضمن عمليات الحفر النموذجية حمض الكروم في درجات حرارة مرتفعة. لدى DuPont عملية براءة اختراع لعلاج متجانسة الأسيتال التي تسمى Satinizing والتي تخلق نقاط مرساة على السطح ، مما يعطي مادة لاصقة للاستيلاء عليها. هناك أيضًا عمليات تتضمن بلازما الأكسجين وتفريغ الإكليل. [6] [7]

بمجرد تحضير السطح ، يمكن استخدام عدد من المواد اللاصقة للترابط. وتشمل هذه الايبوكسيات ، البولي يوريثان ، و cyanoacrylates. أظهرت الايبوكسيات قوة القص 150-500 PSI على الأسطح المتآكلة ميكانيكيا و 500-1000 PSI على الأسطح المعالجة كيميائيا. Cyanoacrylates مفيدة للترابط مع المعادن والجلد والمطاط وغيرها من المواد البلاستيكية.

عادةً ما يكون لحام المذيبات غير ناجح على البوليمرات الأسيتالية ، بسبب مقاومة المذيبات الممتازة للخلات.

تم استخدام اللحام الحراري من خلال طرق مختلفة بنجاح على كل من البوليمرات المتجانسة والبوليمرات.

شكل المنتج

ورقة POM: تستخدم صفائح POM على نطاق واسع في المواقف التي تتطلب دقة عالية وتسطيح ، مثل الأجزاء الميكانيكية ، ومباني المعدات الإلكترونية ، إلخ.

POM ROD: غالبًا ما تستخدم قضبان POM لتصنيع أجزاء العمود ، وتوجيه القضبان ، وما إلى ذلك ، ويفضلها لتصلبها العالي وخصائص الاحتكاك المنخفضة.

ورقة Delrin: تتمتع أوراقها بأداء ممتاز في مقاومة التآكل ، والاستقرار الأبعاد وأداء المعالجة ، وتستخدم على نطاق واسع في السيارات والإلكترونيات وغيرها من المجالات.

قضيب ديلرين: قضبان ديلرين مثالية لتصنيع الأجزاء الدقيقة بسبب خصائصها الميكانيكية الممتازة والاستقرار الكيميائي.