Polyacetal (Polyaldehyd)
Eigenschaften
Polyoxymethylen (POM), manchmal auch Polyformaldehyd oder Acetal genannt, ist das wichtigste Polyacetal. Es ist ein hochkristalliner Thermoplast, der für seine hohe Biege- und Zugfestigkeit, Steifigkeit, Härte und sein geringes Kriechen unter Belastung bekannt ist. Außerdem hat es einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und hervorragende Ermüdungseigenschaften, aber nur eine mäßige Wärmestabilität und eine unzureichende Flammbeständigkeit.
Aufgrund der niedrigen Deckentemperatur sind Polyaldehyde im Allgemeinen bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen instabil und depolymerisieren leicht. Aus diesem Grund haben die meisten Polyaldehyde, wie Poly(acetaldehyd) und Poly(n-butyraldehyd), wenig oder keine kommerzielle Verwendung gefunden. Eine Ausnahme bildet Polyformaldehyd, dessen Grenztemperatur deutlich höher ist als die aller anderen Polyacetale.
Die Temperatur, bei der die Depolymerisation stattfindet, kann erhöht werden, indem die weniger stabilen Hydroxylendgruppen in stabilere Estergruppen umgewandelt werden, beispielsweise durch Reaktion mit Anhydriden. Diese Reaktion wird als „end-blocking“ oder „end-capping“ bezeichnet. Die Stabilität von Polyacetalen kann auch durch Copolymerisation mit anderen Monomeren verbessert werden. Die wichtigste Methode ist die ringöffnende Copolymerisation von Trioxan (dem zyklischen Trimer von Formaldehyd) mit oder ohne eine kleine Menge eines zyklischen Ethers (typischerweise Ethylenoxid oder 1,3-Dioxolan):
Ein weiterer Nachteil von Polyacetalen ist ihre schlechte UV-Stabilität, d.h. längere UV-Bestrahlung führt zu einem Abbau, der zu Farbveränderungen, Versprödung und Festigkeitsverlust führt. Um die UV-Stabilität zu verbessern, werden den Mischungen häufig Lichtstabilisatoren und UV-Adsorber aus gehinderten Aminen zugesetzt. Einige Pigmente wie Ruß bieten ebenfalls einen gewissen UV-Schutz.
POM und seine Copolymere sind oft eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, die eine geringe Reibung, enge Toleranzen und eine hohe Schlag- und Kriechfestigkeit erfordern. Es kann mit allen für Thermoplaste üblichen Verfahren verarbeitet werden. Es kann kostengünstig im Spritzgussverfahren zu extrem komplizierten Teilen verarbeitet oder zu Stäben, Rohren, Profilen und Platten extrudiert werden, die häufig mit Schneidwerkzeugen weiterbearbeitet werden, um (hochpräzise) Fertigteile herzustellen.
KOMMERZIELLES POM
Kommerzielle POM-Typen sind unter den Handelsnamen Delrin®, Duracon®, Celcon® (Copolymer) und Ultraform® (Copolymer) erhältlich. Es sind auch gummivorgespannte und glasfaserverstärkte Polyacetalsorten erhältlich. Diese Typen werden für anspruchsvollere Anwendungen verwendet, bei denen eine höhere Schlagzähigkeit und Biegefestigkeit und/oder eine höhere Steifigkeit und Härte erforderlich sind.
ANWENDUNGEN
POM ist ein technischer Kunststoff, der in großen Mengen hergestellt wird. Die jährliche weltweite Produktion liegt im Bereich von einer halben Milliarde Tonnen. Er ist bekannt für seine hohe Dimensionsstabilität, Härte und Kriechfestigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften kann POM als Ersatz für Metallteile verwendet werden. Zusammen mit seinen Copolymerharzen wird es als technischer Kunststoff in fast allen Industriezweigen eingesetzt. Dazu gehören Teile des Maschinenbaus, der Automobilindustrie, der Sanitärtechnik, der Eisenwarenindustrie und des Maschinenbaus ebenso wie elektronische und elektrische Komponenten. Einige Beispiele sind Maschinenteile wie Zahnräder, Lager, Walzen, Förderketten, Pumpen- und Filtergehäuse, Armaturen und Ventile für Luftströmungsventile; Teile in der Transportindustrie wie Kraftstoffpumpen- und Filtergehäuse, Kühlerlüfterteile, Tankdeckel, Türgriffe, Lenksäulen- und Schaltgetriebebaugruppen, Kurbeln von Schiebedächern, Scheibenwischerklammern und Scheibenwaschdüsen; Haushaltsgeräte und Werkzeuge wie Teile von Küchenmaschinen, Sprinklerdüsen, Duschköpfe, Möbelgelenke und Schubladenführungen, Teile von Espresso- und Kaffeemaschinen, Messer- und Werkzeuggriffe.