Что такое ацеталевый пластик?

Ацеталевый пластик: что нужно знать?

Пластик является одним из самых необходимых материалов в современном мире, однако немногие люди понимают разнообразие и различия между пластиками.

Доступны тысячи смесей пластмасс, из-за чего даже информированным людям трудно решить, что использовать для своего следующего проекта.

В этой статье будут освещены ацеталевые пластмассы, или полиоксиметилен (ПОМ), и их характеристики как конструкционного материала, чтобы показать, где они могут быть указаны, и их полезные качества.

Что такое ацеталевый пластик?

ПОМ-пластик (полиацеталь) представляет собой полукристаллический термопласт, в основе которого лежит молекула формальдегида. По этой причине его также можно найти в виде полиформальдегида, полиэтиленгликоля или полиоксиметиленгликоля.

Его полимеры состоят из углеродных функциональных групп, связанных с двумя группами -OR, что обеспечивает исключительное сочетание механических и химических свойств.

Ацеталевый пластик обычно используется в качестве альтернативы металлам, поэтому он находит применение в механических передачах, электрических компонентах, автомобильных изделиях, спортивном инвентаре, медицинских изделиях, пищевом оборудовании, скобяных изделиях, строительных инструментах и ​​многом другом.

Свойства ацеталевого пластика?

Ацеталевый пластик ценится за его превосходную стабильность размеров и профиль обработки, который по своим свойствам может соперничать даже с металлами.

Ниже приведена таблица, включающая некоторые полезные свойства ацеталевого пластика (обратите внимание, что эта таблица не является исчерпывающей).

Свойство ASTM-тест Ценить

Плотность

1,39-1,43 г/см3

Предел прочности

Д638

10 000 фунтов на квадратный дюйм

Модуль упругости при изгибе

Д790

420 фунтов на квадратный дюйм

Модуль упругости при растяжении

Д638

450 фунтов на квадратный дюйм

Водопоглощение (при погружении на 24 часа)

Д570

0,25%

Температура теплового прогиба (66 фунтов на кв. дюйм и 264 фунта на кв. дюйм)

Д648

336 °F и 257 °F

Коэффициент трения

Динамический

0,20

Получение ацеталя

Формирование пластиков из ацеталя начинается с перегонки углеводородных цепей на более мелкие части и последующей их полимеризации с использованием катализаторов.

Метод рецептуры будет зависеть от типа ацеталевого пластика и обычно делится на процессы гомополимера ацеталя и сополимера ацеталя.

Органическая химия ацеталевых полимеров может вызвать головную боль даже у ученых, но краткое описание процесса, используемого для приготовления этого полукристаллического термопласта, следует за изображением ниже, на котором показана химическая структура полиоксиметилена:

В чем разница между сополимером и гомополимерным ацеталевым пластиком?

В процессе изготовления ацетального гомополимера строительные блоки на водной основе формальдегида смешивают со спиртами.

Они реагируют вместе с образованием гемиформаля, который затем перегоняют/дегидратируют с выделением формальдегида. Эти мономеры полимеризуются в присутствии катализатора с образованием в конечном итоге гомополимера ацеталя.

Сополимерный процесс гораздо сложнее; сначала он начинается, когда формальдегид катализируется кислотой с образованием 1,3,5-триоксана.

Отдельно сомономеры диоксолана или этиленоксида образуются в результате реакции этиленгликоля с водным раствором формальдегида при катализе.

Триоксан и диоксолан полимеризуются вместе (опять же, при катализе), и полученный полимер стабилизируется посредством гидролиза расплава или раствора для удаления нестабильных побочных продуктов и введения наполнителей, смазочных материалов, стабилизаторов и т. д.

Ниже приведена таблица, показывающая краткое сравнение гомополимера ацеталя и сополимера. В общем, гомополимеры следует выбирать вместо сополимеров из-за их повышенных механических свойств, в то время как сополимеры обычно более стабильны.

Ацетальные гомополимеры сополимеры ацеталя

Более структурно регулярный

Повышенная производительность при длительном применении (лучшее сопротивление ползучести и усталости)

Циклы формования короче

Более стабилен в щелочной среде и при химическом воздействии

Улучшенные механические характеристики (прочность на растяжение, ударная вязкость)

Минимальное выделение запаха/газа

Жёстче и сильнее

Более широкий диапазон темпов/времен обработки

Позволяет создавать конструкции с тонкими стенками и более легкие детали

Лучше защищен от УФ-излучения

Поставляется с различной вязкостью

Более стабильный размер

Обычно дешевле

Хорошо сохраняет цвет и не требует тяжелых металлов для окраски

Преимущества ацеталевого пластика

Ацеталь — универсальный инженерный термопласт, демонстрирующий выдающийся баланс прочности, производительности и технологичности. Ниже приведен краткий перечень преимуществ ацеталевых пластиков:

  • Демонстрирует размерную стабильность и сопротивление ползучести при механической обработке или обработке
  • Низкий коэффициент трения (или «скользкость»), обеспечивающий устойчивость к износу и истиранию.
  • Низкое влагопоглощение как во влажной, так и в сухой среде
  • Высокая прочность на растяжение и жесткость
  • Химически устойчив к топливу и органическим растворителям
  • Низкое дымовыделение
  • Высокоэстетичная отделка поверхности
  • На 100 % пригоден для вторичной переработки.
  • Может быть пропитан/смешан с графитом, каучуком, наполненным стеклом, нанокомпозитом, металлом и т. д. для получения дополнительных уникальных свойств материала.

Недостатки ацеталевого пластика

Ацеталевые пластмассы идут на компромиссы из-за их превосходных качеств. Ниже приведен краткий перечень недостатков ацеталевых пластиков:

  • Химически слабые до сильных кислот, оснований и окислителей
  • Склонен к быстрому возгоранию (без антипиренов) из-за высокой концентрации кислорода
  • Значительно сжимается в плесени
  • Плохая устойчивость к УФ-излучению без добавок; ухудшится цвет и прочность, если оставить на солнце
  • Трудно склеивать/склеивать без значительной обработки поверхности
  • Необходимо контролировать температуру при работе/обработке из-за небольшого рабочего диапазона
  • Сложнее обрабатывать, чем металлы
  • Токсично при вдыхании/проглатывании в жидкой форме

Виды использования ацеталевого пластика

Ацеталевый пластик имеет множество применений, как общего назначения, так и в промышленности. Ниже приведен список некоторых распространенных применений ацеталевого пластика:

Круглый пруток из сополимера ацеталя
  • Механические компоненты, такие как шестерни, насосы, клапаны, гайки, крепежные детали и т. д.
  • Пищевое оборудование, такое как насосы, конвейеры, резервуары и т. д.
  • Автомобильные компоненты, такие как компоненты стеклоподъемников, дверные замки, ручки, индикаторы и т. д.
  • Компоненты медицинского оборудования
  • Крепления, детали сантехники, подшипники
  • Молнии для одежды
  • Оборудование для газонов

и многое другое

Альтернативы ацеталевому пластику

Ацеталевый пластик выпускается в различных смесях и аналогичных составах, что позволяет легко найти альтернативу, если она не совсем соответствует необходимому профилю материала.

Ниже приводится краткое описание других пластиков, которые могут функционировать вместо ацетальных пластиков, с учетом некоторых ключевых соображений.

Делрин: Делрин представляет собой гомополимер POM от DuPont, который широко используется в промышленности.

Он отличается от обычного ацеталевого пластика, поскольку ацетальный пластик обычно находится в форме сополимера, а делрин представляет собой особую смесь гомополимеров от DuPont.

Делрин обычно используется в промышленных целях, таких как компоненты клапанов, насосы, шестерни, изоляторы, ролики и т. д.

Нейлон: Нейлон — это термопласт, обладающий более высокой термостойкостью, прочностью на растяжение, жесткостью и меньшими затратами, чем ацетальный пластик, что делает его распространенной альтернативой.

Вместо ацетальных пластиков обычно можно использовать нейлон; однако он менее стабилен в размерах, менее устойчив к химическому воздействию / износу и гораздо больше подвержен влиянию влажности и влаги.

Нейлон используется в приложениях общего назначения, его можно найти в одежде, потребительских товарах, электронике и т. д.

Полибутилентерефталат (ПБТ): ПБТ иногда можно заменить ацеталевыми пластиками, так как он почти идентичен по механическим характеристикам.

Основной недостаток с ПБТ заключается в том, что он не может использоваться во влажной среде и имеет меньшую усадку, чем ацетали.

ПБТ обычно используется в электронике, спортивной одежде, сантехнике, компьютерных клавиатурах, компонентах бытовой техники и т. д.

В чем разница между ацеталем и делрином?

Делрин представляет собой гомополимерную смесь ацеталевого пластика для определенной марки, в то время как ацетальный пластик обычно относится к более распространенному материалу сополимерного типа.

Делрин производится и запатентован компанией DuPont, в то время как многие другие компании производят множество универсальных и фирменных ацеталей для использования в промышленности.

 Делрин обычно предназначен для промышленного применения, в то время как ацеталевые пластики охватывают все возможные области применения как на промышленных, так и на потребительских рынках.

В чем разница между ацеталем и полуацеталем?

Ацетали состоят из стабильных мономеров с двумя связями группы -OR, в то время как полуацетали являются промежуточными продуктами реакции с одной связью -OR, которые очень нестабильны и обычно встречаются только в циклических формах (например, глюкоза, молекула сахара, содержит полуацетальный углерод, но представляет собой кольцевую молекулу).

Самый важный вывод заключается в том, что ацеталь можно превратить в стабильный пластик, в то время как полуацетали не могут и обычно являются лишь частью механизмов реакции, описанных в главе об ацетализации в классе органической химии.

Как ацеталевый пластик влияет на здоровье человека?

Как указывалось ранее, ацеталевые пластики одобрены для использования в пищевой промышленности в твердом виде. Тем не менее, есть три основных момента, которые следует учитывать при обсуждении того, как ацеталевые пластмассы влияют на здоровье человека:

  1. Отходящие газы
  2. Невидимое пламя
  3. Неизученное длительное воздействие

При перегреве ацеталевые пластмассы выделяют газы, которые безошибочно пахнут и имеют нездоровый запах.

Эти газы особенно опасны, поскольку формальдегид (строительный блок, из которого делают ацеталевые пластмассы) выделяется в виде паров/частиц и является известным канцерогеном.

Пары вызывают умеренное или сильное раздражение глаз, носа и горла, а также головные боли и другие кратковременные симптомы.

Ацеталевые пластмассы представляют серьезную опасность, поскольку при воспламенении они образуют пламя, невидимое невооруженным глазом.

 Поверхность выглядит так, как будто она пузырится, но пламя воспламеняет любой горючий материал поблизости и может быть чрезвычайно опасным, если его не заметить.

Дополнительная проблема заключается в том, что при горении материала выделяется формальдегид, что создает сценарий двойной опасности.

Наконец, нет серьезных исследований, показывающих долгосрочные последствия для здоровья хронического воздействия ацеталевого пластика, но некоторые люди сообщают о росте заболеваемости раком, щитовидной железой и общих проблемах со здоровьем (особенно при регулярном контакте с парами/газами).

Несмотря на отсутствие исследований, рекомендуется установить надлежащее защитное оборудование, вентиляцию и процедуры, чтобы уменьшить воздействие частиц и паров ацеталя, чтобы свести к минимуму этот неизвестный риск.

Является ли ацеталь токсичным пластиком?

Ацеталевые пластмассы в их твердой форме регулярно встречаются с пищевыми продуктами и, как следствие, считаются нетоксичными.

Однако при возгорании или перегреве ацеталевые пластмассы выделяют формальдегид, который представляет значительную токсическую опасность для находящегося рядом персонала.

Хотя пластик сам по себе нетоксичен, любые испарения при механической обработке, работе, нагреве и т. д. представляют собой важный источник токсичности, и их следует избегать любой ценой.

В этой статье было представлено, что такое ацеталевый пластик, и его использование в промышленности в качестве универсального конструкционного материала.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

один × 1 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: