За последние пару десятилетий в производстве новых пластиковых материалов были внесены изменения и инновации. Представляются новые пластмассы, каждая из которых обладает уникальным набором свойств и применения. Обычно используются такие материалы, как полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, ПВХ, АБС и термопласты ацеталь.

Термопласты — это полимеры, которые можно нагревать, плавить, формовать и это не влияет на их пригодность для вторичной переработки. Применение тепла переводит эти полимеры в жидкое состояние, что делает их пригодными для формования с использованием современных технологий, таких как литье пластмасс под давлением.

В статье рассказывается о составе термопласта Ацеталь, его свойствах, производстве, преимуществах и применении в различных отраслях.

Что такое термопластический ацеталь?

Ацеталь-термопласт также известен как полиоксиметилен (ПОМ). Пластик находится в белом полукристаллическом состоянии. Одна из причин высокого спроса в промышленности — его высокая прочность на разрыв. Кроме того, полимер обладает значительным сопротивлением ползучести, что делает его идеальным материалом для использования в качестве альтернативы металлам.

Как упоминалось выше, ацеталь — это термопласт. Хотя термореактивные пластмассы долгое время использовались в промышленности, невозможность их повторного нагрева и повторного использования была серьезным ограничением. Термореактивные пластмассы горят при повторном нагревании.

Напротив, термопласты иначе реагируют на тепло. Термопласты разжижаются при определенной температуре и могут затвердевать и принимать желаемые формы.

Гомополимерный пластик ацеталя плавится при 175 градусах Цельсия, тогда как сополимер ацеталя плавится при 162-173 градусах Цельсия.

Многократное нагревание и охлаждение термопластов, таких как ацеталь, не приводит к значительному химическому разрушению.

Полимеры ацеталя демонстрируют повторяющиеся и упорядоченные структурные единицы, которые придают им высокие температуры плавления в отличие от аморфных твердых веществ.

Ацеталь обычно классифицируют как:

  • Ацеталь гомополимер;
  • Ацеталь сополимер.

Гомополимеры состоят из повторяющихся мономерных звеньев со сходной молекулярной структурой, проявляемой каждым звеном.

Сополимеры состоят из различных типов мономерных звеньев, которые объединяются друг с другом, образуя общую структуру полимера.

И гомополимеры ацеталей, и сополимеры ацеталей используются для применения в широком диапазоне отраслей. Соответственно, у каждого есть свои преимущества и ограничения, которые необходимо учитывать.

Ниже приведены некоторые важные соображения при выборе между сополимером ацеталя и гомополимером ацеталя:

  • Гомополимеры более жесткие, твердые, скользкие по текстуре и имеют высокую прочность на разрыв. Также имеют высокую рабочую температуру и высокую ударную вязкость при комнатной температуре.
  • Сополимеры обладают лучшей стабильностью размеров и более устойчивы к химическим веществам и истиранию.

Каждое из вышеупомянутых свойств гомополимеров ацеталя и сополимеров ацеталей способствует их полезности при производстве прецизионных деталей, требующих высокой устойчивости к истиранию, воздействию воды и химикатов. Его превосходная стабильность размеров, низкое трение и устойчивость к истиранию делают его хорошим выбором для небольших шестерен, пластиковых застежек-молний, пластмассовой мебели, бытовой электроники и медицинских деталей.

Промышленные названия

Ацеталь или ПОМ также известен под другими названиями. Некоторые из них включают:

  • Полиацеталь;
  • Полиформальдегид;
  • Полиоксиметиленгликоль;
  • Полиметиленгликоль.

Кроме того, существуют различные промышленные наименования, присвоенные Acetal различными производственными компаниями, участвующими в его производстве. Celcon, Delrin, Duracon, Kepital-POM, Tecaform, Tepcon, Hostaform, Ultraform — это некоторые распространенные торговые марки, доступные на рынке.

Ключевые свойства

Ацеталь известен по химической формуле: (CH 2 O) n.

Температура литья под давлением для ацеталя составляет от 79 до 107 градусов Цельсия. Материал имеет плотность от 1,41 до 1,42 г / см 3.

Предел прочности на разрыв для ацеталя составляет 63 МПа, а предел прочности на изгиб — 90 МПа. Ацеталь обеспечивает степень усадки от 2,1 до 2,9%.

Ниже приведены некоторые другие свойства ацеталя, которые делают его отличным выбором для применения в различных отраслях:

  • Отличная термостойкость;
  • Сильные электрические свойства;
  • Низкое водопоглощение;
  • Высокая прочность и жесткость;
  • Высокая прочность на разрыв;
  • 100% возможность вторичной переработки.

Токсичность

Известно, что ацеталь обладает некоторой токсичностью при вдыхании в парообразной / жидкой форме. Однако в твердой кристаллической форме он не считается токсичным. Ацеталь считается безопасным для пищевых продуктов и используется в производстве оборудования для пищевой промышленности и кухонных принадлежностей.

Однако при поиске подходящей пластмассы для пищевой промышленности и упаковки рекомендуется согласовывать свои требования с производителями материалов. Для принятия этих решений важно учитывать среду конечного использования.

Кроме того, рекомендуется тщательно следовать инструкциям по обращению с ацеталем в виде расплавленного полимера.

Процесс производства ацеталя

Практически все пластмассы проходят аналогичный производственный процесс. Процесс производства ацеталя начинается с перегонки углеводородов на фракции, которые затем объединяются в присутствии катализаторов для полимеризации.

В зависимости от типа производимого полимера (гомополимер ацеталя или сополимер ацеталя) используются разные типы производственных процессов.

Гомополимер ацеталь (ПОМ) получают путем реакции водного формальдегида со спиртами с образованием гемиформала. Затем эту смесь перегоняют или дегидратируют для высвобождения формальдегида, который затем полимеризуется в присутствии катализаторов с получением гомополимера ацеталя.

Процесс производства сополимера ацеталя более сложен. Формальдегид сначала превращается в триоксан (в присутствии катализаторов), а затем перегоняется (для очистки). Также используются сомономеры, диоксолан и оксид этила. Затем триоксан и диоксолан полимеризуются в присутствии катализатора для получения сополимера ацеталя.

Процесс полимеризации может сочетаться двух типов.

Полимеризация с ростом цепи — это последовательное связывание мономерных звеньев с образованием длинной полимерной цепи. Двойные или тройные углеродные связи обычно наблюдаются в процессе роста цепи.

Процесс полимеризации ступенчатого роста представляет собой серию реакций мономерных звеньев с образованием больших звеньев. Два мономера могут объединиться, чтобы стать димером, или три могут объединиться, чтобы сформировать тример, и так далее. Вода обычно выделяется во время процесса, поэтому пластмассы, изготовленные с использованием этого процесса, называются конденсационными пластиками.

Ацеталь доступен на рынках в гранулированном виде. Производители используют процесс нагрева и приложения давления, чтобы превратить его в жидкость, а затем придать ему желаемую форму.

Отрасли применения

Ацеталь — один из наиболее широко используемых материалов в производстве пластиковых изделий . Его составляющие включают инженерные компоненты, требующие высокой производительности, например, в электронике и автомобилестроении, к ним относятся шестерни, крепеж, системы замков и т. д.

Ниже приведены некоторые из основных применений Ацеталя:

  • Механические шестерни, оборудование, детали корпуса, цепи, гайки, детали насосов, арматуры и др.:
  • Электроизоляция, разъемы и детали различных электронных устройств;
  • Автомобильный сектор, такой как датчики топлива, электрические стеклоподъемники, дверные замки, указатели поворота, автомобильные баки и т. д.:
  • Спортивные материалы, такие как посадочные полозья, страйкбольное оружие и т. д.:
  • Детали медицинского сектора, такие как инсулиновая ручка, дозированные ингаляторы и т. д.;
  • Пищевая промышленность — молочные насосы, пищевые конвейеры и др.;
  • Фурнитура, например, замки, ручки и т. д.;
  • Музыкальные инструменты и детали, такие как медиаторы, волынки, мундштуки для инструментов, флейты, наконечники барабанных палочек и т. д.;
  • Строительные элементы, такие как структурное стекло;
  • Посуда, например кофеварки, ручки для ножей и т. д.

Приложение для 3D-печати

Ацеталь используется для 3D-печати в некоторых отраслях промышленности. Однако большинство машин требует значительного количества модификаций для печати с ацеталем. Возможно, это причина того, что ацеталь не является предпочтительным материалом для 3D-печати.

Однако, учитывая высокий спрос на ацеталь в потребительских товарах, тестируются и исследуются различные новые технологии для его использования в 3D-печати.

Ацеталь плохо склеивается (из-за его высокой химической стойкости), особенно с клеями.

Преимущества термопласта Ацеталь

Широкое использование ацеталя в различных отраслях промышленности объясняется его уникальными свойствами и особенностями.

Его прочность, химическая стойкость и стойкость к истиранию, ударопрочность делают его идеальным выбором для продуктов, которые должны работать в жестких функциональных и экологических условиях.

Его низкий коэффициент трения и долговечность делают его отличным вариантом для подвижных частей в транспортных средствах и автомобилях, а также строительных элементов, таких как петли и т. д..

Его широкая доступность в виде листов и блоков способствует легкой обработке.

Кроме того, Ацеталь можно легко окрасить в любой оттенок (так как в исходной форме он естественно белый). Это делает его хорошим выбором для деталей и продуктов, которые должны быть привлекательными.

Различные производители также используют добавки, такие как ПТФЭ или стекловолокно, для улучшения свойств ацеталя. ПТФЭ улучшает смазывающую способность, тогда как стекловолокно увеличивает прочность материала.

Заключение

Пластмассы, несомненно, новинка века. Они используются почти во всех отраслях промышленности и находят свое применение почти во всех продуктах повседневного использования. Использование пластика продемонстрировало рекордный рост за последние десятилетия. Благодаря инновациям и исследованиям в этом секторе был представлен широкий спектр уникальных пластиков, таких как ацеталь.

Как и другие материалы, Ацеталь имеет свои характерные особенности, о которых говорилось выше. Эти характеристики, а также его физические, химические, механические и электрические свойства делают его очень ценным сырьем для различного коммерческого и промышленного использования.