Полиформальдегид / полиацеталь (ПФЛ, POM)
Категория:
Документация
Сертификаты для контакта с питьевой водой (марка KOCETAL K300PW):
Полиформальдегид / полиацеталь (ПФЛ, POM)
История развития производства полиформальдегида
Еще в 1920-х годах, немецкий химик Штаудингер (Staudinger), в ходе изучения теории структуры макромолекул, изучал полимеризацию и структуру полиформальдегида (ПФЛ). Однако, вследствие низкой термостабильности полимера, производство полиформальдегида не нашло тогда промышленного применения. В 1948 году фирма DuPont начала фундаментальные исследования по изучению процессов переработки полиацеталей методом литья под давлением, отделки и областей применения изделий из полиацеталей, уделяя особое внимание проблемам повышения термостабильности полимера.
В результате, под девизом «Пластик заменит металл», в 1956 году, компания выпустила полиформальдегид под торговой маркой Delrin® (Делрин) и c 1960 года приступила к его промышленному производству.
Компания Celanese проводила исследования по созданию полиформальдегида с 1960 года и запустила его промышленное производство в 1962 году под торговой маркой Celkon®. C этого периода полиацеталь различают:
- как гомополимер, произведенный по технологии фирмы DuPont,
- и сополимер, произведенный по технологии Celanese.
Компании Ticona, Heochst (Германия) и Celanese в 1963 году организовали совместное предприятие и начали производство полиформальдегида под торговой маркой Hostaform® (Хостаформ). В 1968 году Celanese совместно с японской компанией Daicel Chemical организовали фирму Polyplastics, которая начала производство полиацеталей под торговой маркой Duracon®. По окончании срока действия патентов на базовые технологии фирм DuPont и Celanese, многие компании стремились разработать новые технологии производства полиформальдегида. В итоге ряд компаний также начали производить полиформальдегид: BASF (Германия) под торговой маркой Ultraform®, Asahi Kasei (Япония) и Mitsubishi Gas Chemical.
В Корее, компания Korea Engineering Plastics Co. начала производство полиацеталя под маркой Kepital® по технологии Mitsubishi Gas Chemical, а компания Kolon совместно с Toray (Япония) учредила компанию KTP Industries Inc., представив рынку в 1988 году полиформальдегид под маркой KOCETAL®.
«Компамид Инженерные Пластики» является региональным дистрибьютором компании KOLON PLASTICS по полиформальдегиду KOCETAL®.
Механические свойства
Полимер обладает кристаллической структурой и, как следствие, имеет высокое соотношение прочности и упругости, а также, благодаря подвижности макромолекул, обладает хорошим сопротивлением к усталостным нагрузкам, деформации и истиранию.
Теплостойкость
Важными параметрами, определяющими свойства полимеров, являются «температура изгиба под нагрузкой» и «износ».
Полимеры с аморфной структурой более зависимы от температуры, чем полиацетали, которые, благодаря наличию кристаллической структуры, менее зависимы от температурно-деформационных воздействий.
Предел температур зависит от дизайна изделия и от величины показателя «температура изгиба под нагрузкой».
Оценку стабильности полимера можно экстраполировать по значениям изменений свойств вещества при температурных воздействиях с использованием кривой Аррениуса. Термостабильность сополимерных полиацеталей может быть повышена при введении сталибилизаторов, в зависимости от их эффективности. Гомополимер менее стабилен, чем сополимер.
Химическая стойкость
Стойкость полимера к химическим воздействиям определяется растворимостью в различных веществах, изменением массы при абсорбции, влиянием химических веществ на прочностные показатели.
Вследствие наличия кристаллической структуры, полиацеталь не растворяется в большинстве органических растворителей, но набухает в ароматических, хлорсодержащих соединениях, кетонах и сложных эфирах с изменением своих механических свойства и геометрических размеров.
Исключением является гексафторацетон, в котором полиацеталь полностью растворяется.
Полиацеталь обладает масло-, бензостойкостью, но его устойчивость может снижаться, если в бензине (маслах) присутствуют кислотосодержащие легирующие добавки.
Сополимеры устойчивы к воздействию щелочей; гомополимеры – не устойчивы.
Полиацетали устойчивы к воздействию неорганических химических веществ, но могут быть проницаемы для водных растворов ZnCL2 в зависимости от их температуры и концентрации.
Срок эксплуатации полимера зависит от температуры и концентраций химических веществ, с которыми он контактирует. Например, при контакте с горячей водой при температуре около 90°C срок эксплуатации может составить 1 год, а если температура воды около 65°C – то 10 лет.
Благодаря своей химической структуре, срок службы гомополимера ниже, чем сополимера.
Устойчивость к атмосферным воздействиям
Полиацеталь не устойчив к воздействию ультрафиолета, но может быть стабилизирован введением УФ-абсорберов и светостабилизаторов. Устойчивость к воздействию УФ-излучения может быть также повышена введением сажи или других пигментов. В естественных условиях полимер подвергается воздействию УФ-излучения, оксидов серы, оксидов азота, озона и т.п., поэтому проблемам повышения атмосферостойкости необходимо уделять особое внимание.
Оценка устойчивости к атмосферным воздействиям может производиться экспресс-методами с использованием климатических камер, ксеноновых лам и приборов для определения цветостойкости. Квалифицированные испытания помогут устранить нежелательные эффекты изменения цвета и потери внешнего вида при атмосферных воздействиях.
Требуемый комплекс эксплуатационных свойств изделий должен учитываться при выборе материала между гомополимером и сополимером.
Общая характеристика
Полимеры, полученные из альдегида, обычно формальдегида, и характеризуемые наличием ацетальных функциональных групп в полимерной цепи известны под названиями полиформальдегид, полиацеталь и полиоксиметилен (ПОМ). Материалы имеют линейную структуру и высокую степень кристаллизации (70-100% — гомополимер, 60-80% — сополимер), плотность базовых марок — 1,4 – 1,45 г/см3. Их не следует смешивать с поливиниловыми ацеталями, в которой ацетальные функциональные группы являются заменителями в полимерной цепи. Полиформальдегид считается техническим (инженерным, конструкционным) видом пластмасс, получившим широчайшее применение
- корпуса, соединительные элементы, шестерни и подшипники электроприборов и инструментов
- клавишные блоки телефонов, корпуса катушек, видеокассеты и т.д.
- детали измерительных приборов, высокопрецизионные шестеренки, детали оптических приборов, точные зубчатые колеса и стрелки часов
- детали DVD-ROM и DVD-RAM, детали механизма электробритв, миксеров, электрических зубных щеток, принтеров, копировальных аппаратов, детали стиральных, посудомоечных машин, кондиционеров, кофеварок, чайников, насадки для пылесоса.
- спортивный инвентарь: крепления лыж, втулки теннисных ракеток, детали мачт и досок для виндсерфинга
- газовые счетчики
- ручки для мебели, игрушки, молнии, пряжки, головки шариковых ручек и т.п.
- Стеклонаполненные марки: для придания материалу максимальной твердости и жесткости, для снижения до минимума усадки (стекловолокно), и вероятности коробления (шарики)
- Антифрикционные марки: наполненные тефлоном, силиконовым маслом и графитом
- Другие специальные марки: светостабилизированную, электропроводящую , антистатическую, наполненную уретаном для придания материалу дополнительной ударопрочности и гибкости