Kunststoffmaterialien im Detail:Polyoxymethylen (POM), Acetal, Delrin® und Celcon®

Polyoxymethylen (POM)

POM ist ein thermoplastisches Material, das auch als Acetal bekannt ist. Es ist ein Molekül mit die funktionelle Gruppe des Kohlenstoffs, die an zwei –OR-Gruppen gebunden ist. POM wurde erstmals vom deutschen Chemiker Hermann Staudinger entdeckt, der 1953 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Er hatte es in den 1920er Jahren untersucht, stellte jedoch fest, dass es thermisch instabil war. DuPont synthetisierte eine Version und beantragte den Patentschutz des Homopolymers unter Angabe von R.N. MacDonald als Erfinder.

POM

Dieses Material hatte das gleiche Problem wie Staudingers POM, da es auch thermisch instabil und daher kommerziell nicht brauchbar war. Ein hitzestabiles POM-Homopolymer wurde schließlich von Dal Nagore entdeckt. Er erkannte, dass er durch die Reaktion der Halbacetalenden mit Essigsäureanhydrid leicht Halbacetal in einen thermisch stabilen und schmelzverarbeitbaren Thermoplast depolymerisieren konnte. 1960 baute Du Pont eine Produktionsanlage zur Herstellung von Delrin®, seiner Version des POM-Homopolymers, während Celanese im selben Jahr seine Studie über das Copolymer abschloss und 1962 mit der Produktion von Celcon® begann. Andere Hersteller folgten mit ihren eigenen Versionen dieser Materialien.

Polyoxymethylen weist die folgenden Eigenschaften auf:

• Hohe Steifigkeit
• Niedriger Reibungskoeffizient
• Härte
• Hohe Abriebfestigkeit
• Hohe Hitzebeständigkeit
• Geringe Wasseraufnahme
• Gute elektrische und dielektrische Eigenschaften
• Hervorragende Dimensionsstabilität
• Mehr Kriechfestigkeit als Nylon
• Geringe Rauchentwicklung
• Hochglanzoberfläche
• Hochkristallin

Nachteil:

• Entzündbare Flüssigkeit mit gefährlicher Brandgefahr (nicht in flammhemmender Qualität erhältlich)
• Schlechte Beständigkeit gegen Säuren/Laugen
• Hohe Schrumpfrate
• Begrenzter Betriebstemperaturbereich

Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Homopolmer- und Copolymer-POM

Es ist wichtig zu beachten, dass unterschiedliche Herstellungsverfahren verwendet werden, um die Homopolymer- und die Copolymerversion von POM herzustellen. Um das Homopolymer herzustellen, muss zunächst wasserfreies Formaldehyd hergestellt werden. Der Formaldehyd wird dann durch anionische Katalyse polymerisiert und das resultierende Polymer wird durch Reaktion zu Essigsäureanhydrid stabilisiert. Anfallendes Wasser muss aus der Reaktion entfernt werden. Das Homopolymer hat eine ausgezeichnete Kriechbeständigkeit. Delrin® von Du Pont wird typischerweise auf diese Weise hergestellt. Jedoch. das Copolymer von POM erfordert, dass das Formaldehyd in Trioxan umgewandelt wird, was durch Säurekatalyse erfolgen kann, gefolgt von einer Reinigung des Trioxans durch Destillation oder Extraktion, um Wasser und andere aktive Verunreinigungen, die Wasserstoff enthalten, zu entfernen. Celanese hat das Copolymer namens Celcon hergestellt und andere Unternehmen produzieren es unter ihrem eigenen Markennamen.

Wie Pom in Formen gebracht werden kann

POM wird in Granulatform geliefert und kann mit Hitze und Druck in die gewünschte Form gebracht werden. POM kann sowohl spritzgegossen als auch rotations- und blasgeformt werden. Es kann auch zu rechteckigen oder runden Stangen extrudiert werden, die für die Bearbeitung verwendet werden können. POM ist sehr, sehr schwer zu verkleben. Das Lösungsmittelschweißen von Acetalpolymeren ist aufgrund der hervorragenden Lösungsmittelbeständigkeit dieses Materials in der Regel nicht erfolgreich. Thermisches Schweißen wurde jedoch sowohl beim Homopolymer als auch beim Copolymer erfolgreich eingesetzt.

Technikmaterial

POM ist ein technisches Material, das in Teilen verwendet wird, die Präzision erfordern. Anwendungen für POM umfassen Hochleistungskomponenten wie Getriebe und Befestigungselemente (Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Distanzstücke usw.). Es wird auch in anderen Anwendungen wie Skibindungen, Jojos, elektronischen Zigaretten, Uhrenarmbändern, Reißverschlüssen, Insulinstiften und Dosieraerosolen verwendet. Es wird in Musikinstrumenten für Plektren und Instrumentenmundstücke, in der Lebensmittelindustrie in Anwendungen wie Milchpumpen und Kaffeezapfen sowie als Lösungsmittel für Parfüms und als synthetischer Aromastoff verwendet.

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