Polyacétal (polyaldéhyde)
Propriétés
Le polyoxyméthylène (POM), parfois appelé polyformaldéhyde ou acétal, est le plus important des polyacétals. C’est un thermoplastique hautement cristallin qui est connu pour sa résistance élevée à la flexion et à la traction, sa rigidité, sa dureté et son faible fluage sous contrainte. Il possède également un faible coefficient de friction, une excellente résistance chimique et des propriétés de fatigue exceptionnelles, mais seulement une stabilité thermique modérée et une résistance à la flamme insuffisante.
En raison de leur faible température plafond, les polyaldéhydes sont généralement instables à température ambiante et élevée et se dépolymérisent facilement. Pour cette raison, la plupart des polyaldéhydes, comme le poly(acétaldéhyde) et le poly(n-butyraldéhyde), ont trouvé peu ou pas d’utilisation commerciale. Le polyformaldéhyde est une exception ; sa température plafond est sensiblement plus élevée que celles de tous les autres polyacétals.
La température à laquelle se produit la dépolymérisation peut être augmentée en convertissant les groupes terminaux hydroxyle moins stables en groupes ester plus stables, par exemple par réaction avec des anhydrides. Cette réaction est appelée « end-blocking » ou « end-capping ». La stabilité des polyacétals peut également être améliorée par copolymérisation avec d’autres monomères. La principale méthode est la copolymérisation par ouverture de cycle du trioxane (le trimère cyclique du formaldéhyde) avec ou sans une petite quantité d’éther cyclique (typiquement l’oxyde d’éthylène ou le 1,3-dioxolane) :
Un autre inconvénient des polyacétals est leur faible stabilité aux UV ; c’est-à-dire que le rayonnement UV prolongé provoque une dégradation, entraînant un changement de couleur, une fragilisation et une perte de résistance. Pour améliorer la stabilité aux UV, on ajoute souvent au mélange des stabilisateurs de lumière et des adsorbants UV à base d’amines encombrées. Certains pigments tels que le noir de carbone offrent également une certaine protection contre les UV.
Le POM et ses copolymères sont souvent un excellent choix pour les applications qui nécessitent une faible friction, des tolérances étroites et une résistance élevée aux chocs et au fluage. Il peut être transformé par toutes les méthodes courantes utilisées pour les thermoplastiques. Il peut être économiquement moulé par injection pour obtenir des pièces même extrêmement complexes ou il peut être extrudé en tiges, tuyaux, profils et feuilles qui sont souvent usinés davantage avec des outils de coupe pour produire des pièces finies (de haute précision).
POM COMMERCIAL
Les qualités commerciales de POM sont disponibles sous les noms commerciaux Delrin®, Duracon®, Celcon® (copolymère) et Ultraform® (copolymère). Des grades de polyacétal durcis au caoutchouc et renforcés de fibre de verre sont également disponibles. Ces grades sont utilisés pour des applications plus exigeantes où une résistance aux chocs et à la flexion plus élevée et/ou une rigidité et une dureté accrues sont requises.
APPLICATIONS
Le POM est un plastique d’ingénierie de grand volume. La production mondiale annuelle est de l’ordre d’un demi-million de tonnes. Il est connu pour sa grande stabilité dimensionnelle, sa dureté et sa résistance au fluage. Ces qualités permettent au POM d’être utilisé en remplacement de pièces métalliques. Avec ses résines copolymères, il est largement utilisé comme plastique technique dans presque toutes les industries. Il s’agit de pièces mécaniques, automobiles, de plomberie, de quincaillerie et de machines, ainsi que de composants électroniques et électriques. Citons, par exemple, les pièces de machines telles que les engrenages, les roulements, les rouleaux, les chaînes de convoyeur, les boîtiers de pompe et de filtre, les raccords de soupape d’écoulement d’air et les soupapes ; les pièces de l’industrie du transport telles que les boîtiers de pompe à carburant et de filtre, les pièces de ventilateur de refroidissement, les bouchons de carburant, les poignées de porte, les assemblages de colonne de direction et de changement de vitesse, les manivelles de toits ouvrants, les clips d’essuie-glace et les buses de lave-glace ; les appareils ménagers et les outils tels que les pièces de mixeurs alimentaires, les buses d’arrosage d’eau, les pommes de douche, les joints de meubles et les glissières de tiroirs, les pièces des machines à expresso et à café, les manches de couteaux et d’outils.