POM（酢酸）-Xyhプラスチックの説明

July 03, 2023

アセタル、ポリアセタル、ポリホルムアルデヒドとしても知られるポリオキシメチレン（POM）は、高剛性、低摩擦、優れた寸法安定性を必要とする精密部分で使用される工学的熱可塑性塑性です。他の多くの合成ポリマーと同様に、それはわずかに異なる式を持つさまざまな化学企業によって生産され、デルリン、セルコン、デュラコン、ホスタフォームなどの名前でさまざまに販売されています。

噴射型POMの典型的なアプリケーションには、小さなギアホイール、ボールベアリング、スキーバインディング、ファスナー、ナイフハンドル、ロックシステムなどの高性能エンジニアリングコンポーネントが含まれます。この材料は、自動車および家電業界で広く使用されています。 M16ライフルのストックと他の部品はそれでできています。

ポリオキシメチレンは、1953年のノーベル化学賞を受賞したドイツの化学者であるヘルマン・ストーディンガーによって発見されました。彼は、ポリマーとして特徴付けた高分子を研究しながら、1920年代にPOMの重合と構造を研究していました。熱安定性の問題により、POMは当時商品化されていませんでした。

1952年頃、デュポンの研究化学者はPOMのバージョンを統合し、1956年に同社はホモポリマーの特許保護を申請しました。デュポンは、RNマクドナルドが高分子量POMの発明者としてクレジットしています。マクドナルドと同僚による特許は、高分子量頭皮（〜O-CH2OH）終端POMの調製を説明していますが、これらは商業的に実行可能であるのに十分な熱安定性を欠いています。熱安定性（したがって有用な）POMホモポリマーの発明者はDal Nagoreでした。彼は、半頭蓋端を無水酢酸と反応することで、排気性が容易に溶けた溶融加工可能なプラスチックに容易に溶解性の半分を変換することを発見しました。

デュポンは、1960年にウェストバージニア州パーカーズバーグのデルリンと名付けられた独自のバージョンのアセタル樹脂を生産するための工場の建設を完了しました。また、1960年にセラネーゼは独自の研究を完了しました。その後まもなく、フランクフルト会社のHoechst AGとの限定パートナーシップで、ヘッセンのKelsterbachに工場が建設されました。そこから、セルコンは1962年から生産され、1年後にHostaFormが参加しました。どちらもCelaneseの後援の下で生産されており、現在はHostaform/Celcon Pomと呼ばれる製品グループの一部として販売されています

さまざまな製造プロセスを使用して、POMのホモポリマーバージョンと共重合体バージョンを生成します。

ホモポリマー

ポリオキシメチレンホモポリマーを作るには、無水ホルムアルデヒドを生成する必要があります。主要な方法は、ホルムアルデヒド水とアルコールとの反応により、hem骨形成/水の混合物（抽出または真空蒸留のいずれか）のhem骨形成、脱水、およびhome型を加熱することによりホルムアルデヒドの放出を作成することです。次に、ホルムアルデヒドはアニオン性触媒によって重合し、結果として得られるポリマーは無水酢酸との反応によって安定化されます。典型的な例は、デュポンのデルリンです。

共重合体

ポリオキシメチレン共重合体を作るために、ホルムアルデヒドは一般にトリオキサン（特にトリオキシンとも呼ばれる1,3,5-トリオキサン）に変換されます。これは、酸触媒（硫酸または酸性イオン交換樹脂のいずれか）によって行われ、その後に蒸留および/または抽出によるトリオキサンの精製により、水およびその他の活性水素を含む不純物を除去します。典型的なコポリマーは、TICONAのホストフォームであり、BASFからの超フォームです。

共同モノマーは通常ジオキソランですが、エチレンオキシドも使用できます。ジオキソランは、酸触媒上のエチレングリコールと水性ホルムアルデヒドとの反応によって形成されます。他のディオールも使用できます。

トリオキサンとジオキソランは、酸触媒、しばしばトリフルオリドエタレート、BF3 OET2を使用して重合します。重合は、非極性溶媒（この場合はポリマーがスラリーとして形成される）またはきちんとしたトリオキサン（たとえば、押出機で）で発生する可能性があります。重合後、酸性触媒を非アクティブ化し、不安定なエンドグループを除去するために、溶融または溶液の加水分解によってポリマーを安定化する必要があります。

安定したポリマーを溶かし、熱および酸化安定剤、オプションで潤滑剤とその他の充填剤を加えます。

製造

POMは顆粒化された形で供給され、熱と圧力をかけることで目的の形状に形成できます。採用されている2つの最も一般的な形成方法は、射出成形と押し出しです。回転成形とブロー成形も可能です。

噴射型POMの典型的なアプリケーションには、高性能エンジニアリングコンポーネント（ギアホイール、スキーバインディング、ファスナー、ロックシステムなど）が含まれ、材料は自動車および家電業界で広く使用されています。より高い機械的靭性、剛性、または低摩擦/摩耗特性を提供する特別なグレードがあります。

POMは、一般に、丸いまたは長方形のセクションの連続長として押し出されます。これらのセクションは長さまで切断し、機械加工用にバーまたはシートストックとして販売できます。

機械加工

押し出されたバーまたはシートとして供給される場合、POMは、ターン、フライス、粉砕、掘削などの従来の方法を使用して機械加工される場合があります。これらの手法は、生産経済が溶融処理の費用に値しない場合に最適に採用されます。材料は自由に切断されていますが、クリアランス角が高い鋭いツールが必要です。可溶性切断潤滑剤の使用は必要ありませんが、推奨されます。

材料はほとんどの金属の剛性を欠いているため、軽いクランプ力とワークピースに十分なサポートを使用するように注意する必要があります。

機械加工されたPOMは、特に壁の厚さに大きなばらつきがある部品で、寸法的に不安定になります。このような機能は、フィレットを追加したり、ribを強化することで「デザイン」することをお勧めします。最終仕上げ前の事前にマシンされた部品のアニーリングは、代替手段です。心配の規則は、一般に、POMで機械加工された小さなコンポーネントが反りが少ないことです。

ボンディング

POMは通常、絆を結ぶのが非常に困難です。結合を改善するために特別なプロセスと治療が開発されました。通常、これらのプロセスには、表面エッチング、炎治療、または機械的摩耗が含まれます。

典型的なエッチングプロセスには、高温でクロム酸が含まれます。デュポンには、表面にアンカーポイントを作成するサテン化と呼ばれるアセタルホモポリマーを処理するための特許取得済みのプロセスがあり、接着剤をつかむために何かを与えます。酸素血漿とコロナ放電を含むプロセスもあります。[6] [7]

表面が準備されたら、結合に多くの接着剤を使用できます。これらには、エポキシ、ポリウレタン、シアノアクリレートが含まれます。エポキシは、機械的に研磨された表面に150〜500 psiせん断強度、化学的に処理された表面で500-1000 psiを示しています。シアノアクリレートは、金属、革、ゴム、その他のプラスチックに結合するのに役立ちます。

溶媒溶接は、アセタルの溶媒耐性が優れているため、通常、酢酸ポリマーでは失敗します。

さまざまな方法による熱溶接は、ホモポリマーと共重合体の両方で正常に使用されています。

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Author:

Ms. Shelby Luo

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