Poliossimetilene: proprietà, sintesi, usi
Il poliossimetilene il cui acronimo è POM, detto poliacetale o poliformaldeide, è un polimero termoplastico utilizzato per produrre componenti di alta precisione grazie al suo elevato potere lubrificante. Il poliossimetilene è un importante polimero tecnico costituito da catene principali di legami CO ripetuti sotto forma di unità ossimetileniche (OCH2). Il poliossimetilene (POM) è comunemente utilizzato come sostituto diretto dei metalli per la sua rigidità, stabilità dimensionale e resistenza alla corrosione
Proprietà
Il poliossimetilene è dotato infatti di particolari proprietà che lo rendono utilizzabile nei campi più svariati. Le proprietà più importanti sono:
- Elevata rigidità
- Basso coefficiente di attrito
- Durezza
- Elevata resistenza all’abrasione
- Elevata resistenza al calore
- Basso assorbimento d’acqua
- Buone proprietà elettriche e dielettriche
- Eccellente stabilità dimensionale
- Maggiore resistenza allo scorrimento rispetto al nylon
- Basse emissioni di fumo
Tuttavia è infiammabile, ha un intervallo di temperatura di esercizio limitato e mostra scarsa resistenza agli acidi e agli alcali
Sintesi
Poiché la formaldeide in acqua tende a polimerizzare per ottenere il poliossimetilene è necessario ottenere la formaldeide in forma anidra. La formazione di quest’ultima è indispensabile per evitare la formazione di polimeri a basso peso molecolare.
Per fare ciò si fa reagire la formaldeide con un alcool per ottenere un emiacetale:
HCHO + ROH → HOCH2OR
La miscela acqua emiacetale è distillata sotto vuoto da cui è rilasciata formaldeide anidra a seguito di riscaldamento per disidratazione dell’emiacetale.
La formaldeide è quindi polimerizzata per via anionica e il polimero stabilizzato con anidride acetica
Struttura
Il poliossimetilene è costituito da catene in cui si ripetono un ponte metilene e un atomo di ossigeno detto ossimetilene
Copolimero
Nel copolimero una percentuale che va dall’1 all’1.5% di gruppi -CH2O- è sostituita da gruppi -CH2CH2O-.
Per produrre il copolimero di poliossimetilene, la formaldeide è generalmente convertita in triossano
La reazione è catalizzata da un acido come acido solforico catalisi acida e si ha la contemporanea rimozione del triossano mediante distillazione o estrazione. Il triossano è quindi essiccato per rimuovere tutta l’acqua e altre impurità.
L’altro monomero utilizzato è l’1,3-diossolano composto eterociclico saturo, nonché un acetale ciclico.
Esso si forma dalla reazione di glicole etilenico con una fonte di formaldeide come triossano o formaldeide acquosa concentrata su un catalizzatore acido.
Il triossano e il diossolano sono polimerizzati utilizzando un catalizzatore acido, spesso eterato di trifluoruro di boro, BF3·OEt2 . La polimerizzazione può avvenire in un solvente non polare o nel fuso. Dopo la polimerizzazione, il catalizzatore acido deve essere disattivato e il polimero stabilizzato al calore.
Il polimero stabile è mescolato allo stato fuso, aggiungendo stabilizzanti termici e ossidativi, lubrificanti e riempitivi vari.
Usi
Il poliossimetilene, noto con il nome commerciale di Delrin, trova utilizzo nei campi più svariati. È un polimero ideale per applicazioni in cui l’elevata resistenza e durata sono fondamentali. I componenti in POM stampati a iniezione sono utilizzati in un’ampia varietà di prodotti in plastica, tra cui:
-Ingranaggi meccanici
-Cerniere per abbigliamento
-motori per azionamento
-vetro strutturale
-penne per insulina
Le applicazioni includono componenti ad alte prestazioni come ingranaggi ed elementi di fissaggio.
È anche utilizzato applicazioni come attacchi da sci, yo-yo, sigarette elettroniche, cinturini per orologi. È usato negli strumenti musicali per plettri, nell’industria alimentare in applicazioni come pompe per il latte e rubinetti del caffè, e anche come solvente per profumi e ingrediente aromatizzante sintetico. Il POM ha trovato ampia applicazione in vari settori industriali, come i settori meccanico, elettrico, automobilistico, edile e biomedico. Tuttavia, la sua bassa tenacità all’impatto, la sensibilità all’intaglio, la bassa resistenza ai raggi UV, la bassa conduttività termica e la bassa resistenza al calore limitano la sua gamma di applicazioni
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il 23 Dicembre 2021