מבוא ל-POM

בסביבות 1955, דופונט השיגה הומופולימר של פורמלדהיד על ידי פילמור של פורמלדהיד. קל להתגבש לפוליאוקסימתילן, עם גבישיות מעל 70 אחוז. טמפרטורת ההיתוך של הומו פורמלדהיד היא בערך 180 מעלות.
זהו פלסטיק הנדסי נוסף עם תכונות מקיפות מצוינות לאחר פוליאמיד. יש לו תכונות מכניות גבוהות, כגון חוזק, מודולוס, עמידות בפני שחיקה, קשיחות, עמידות בפני עייפות ועמידות בפני זחילה. יש לו גם בידוד חשמלי מעולה, עמידות לממסים ויכולת עיבוד. זהו אחד מחמשת הפלסטיקה ההנדסית הכללית.
הפולימר האצטל, כלומר פוליאוקסימתילן (POM), נוצר על ידי פילמור של פורמלדהיד, הנקרא לעתים קרובות גם פוליאוקסימתילן (POM). הכנת פולימרים מפורמלדהיד נחקרה כבר בשנות ה-20, אך חומרים יציבים תרמיים לא הוכנו עד ש-DuPont פיתחה את Delrin (Dailin) ​​בשנת 1950. הומפולימר מוכן על ידי פילמור אניוני של פורמלדהיד טהור מאוד. הפולימר שנוצר אינו מסיס. עם התקדמות הפילמור, המשקעים נמשכים. כאשר שרף האצטל שנבחר על ידי פורמלדהיד מתפרק, מתרחשת השפלה תרמית. ניתן לשפר את היציבות התרמית של הפולימר על ידי אסטריפיקציה של קבוצות קצה הידרוקסי עם אנהידריד אצטית. דרך נוספת לשפר את היציבות התרמית היא קופולימריזציה עם המונומר השני, כגון אתילן אוקסיד, שהפולימר שלו מוכן על ידי פילמור קטיוני.
ישנם ארבעה מנגנונים של פירוק תרמי של שרף אצטל. הראשון הוא דה-פולימריזציה של שרשרת מזורזת תרמית או אלקלי; התוצאה היא שפורמלדהיד משתחרר, וחיתוך קבוצת הקצה של פולימר יכול להפחית נטייה זו; השני הוא שחמצן תוקף את המיקום הלא סדיר של הפולימר, מה שמוביל גם לדה-פולימריזציה. השימוש בנוגדי חמצון יכול להפחית את הופעת מנגנון הפירוק הזה, וגם קופולימריזציה יכולה לסייע בהפחתת נטייה זו; המנגנון השלישי הוא ששרשרת שרף האצטל נשברת על ידי חומצה. השפלה הרביעית היא דה-פולימריזציה תרמית כאשר שיפוע הטמפרטורה עולה על 270 מעלות, וזה חשוב מאוד. זה מזהיר את המפעיל לשמור על טמפרטורת העיבוד מתחת ל-270 מעלות כדי למנוע פירוק פולימר.
שרף אצטל הוא גבישי מאוד, עם גבישיות טיפוסית של 75 אחוז ונקודת התכה של 180 מעלות. בהשוואה לפוליאתילן (PE), השרשראות המולקולריות מוערמות באופן הדוק יותר בגלל קשר ה-CO הקצר יותר, וכתוצאה מכך נקודת התכה גבוהה יותר של הפולימר. גבישיות גבוהה מקנה לפולימר אצטל עמידות טובה לממסים. פולימרים הם בעיקר ליניאריים. המשקל המולקולרי שלהם נע בין 20000 ל-110000.
שרף אצטל הוא תרמופלסטי חזק וקשיח עם עייפות טובה ויציבות תרמית. יש לו מקדם חיכוך נמוך ועמידות בחום טובה. נחשב ששרף אצטל דומה לניילון, אך עמידותו בפני עייפות, עמידות לזחילה, קשיות ועמידות למים עדיפים מהניילון. עם זאת, עמידות הזחילה של שרף אצטל אינה טובה כמו זו של פוליקרבונט. כפי שהוזכר קודם, לשרף אצטל יש עמידות מצוינת לממסים, ולא נמצא ממס אורגני שיכול להמיס שרף אצטל מתחת ל-70 מעלות; אבל זה יכול להתנפח בכמה ממסים. שרף אצטל רגיש לחומצה, אלקלי וחמצון. למרות שקשר ה-CO הוא קוטבי, הוא מאוזן, והקוטביות שלו קטנה בהרבה מקבוצת הקרבוניל בניילון, וכתוצאה מכך ספיגת לחות נמוכה יחסית של שרף אצטל. כמות קטנה של לחות שנספגת עלולה לגרום לנפיחות ולשינוי בגודל, אך לא תגרום להידרוליזה ופירוק פולימריים. השפעת הלחות קטנה בהרבה מזו של פולימרי ניילון. אור אולטרה סגול יכול לגרום לפירוק פולימר, שניתן להפחית על ידי הוספת פחמן שחור. לקופולימרים בדרך כלל יש תכונות דומות להופולימרים, אך התכונות המכניות של ההופולימרים גבוהות מעט יותר מקופולימרים. גם נקודות ההיתוך שלהם גבוהות יותר, אבל היציבות התרמית ועמידות האלקליות שלהם גרועות יותר מקופולימרים. גם הומופולימר וגם קופולימר הם חומרי מילוי (סיבי זכוכית, פלואורפולימר, סיבי פוליאמיד ארומטי וחומרי מילוי אחרים), העשויים מחומרים מוקשחים וחומרים מיוצבים באור אולטרה סגול. שרף אצטל ואלסטומר פוליאוריטן מעורבבים כדי לשפר את הקשיחות שלהם, וניתן לקנות חומרים אלה בשוק.
זמינים שרפי אצטל עבור הזרקה, הזרקה ודפוס אקסטרוזיה. חשוב לא להתחמם יתר על המידה או לחץ יתר רציני הנגרם על ידי פורמלדהיד במהלך העיבוד. יש לנקות את הפולימר לפני הכיבוי כדי למנוע התחממות יתר במהלך האתחול. שרף אצטל יאוחסן במקום יבש. הצמיגות הנראית לעין של שרף האצטל תלויה פחות במתח הגזירה ובטמפרטורה מזו של הפוליאולפין, אך להיתוך שלו יש גמישות נמוכה וחוזק נמוך. חוזק היתוך נמוך הוא בעיה ביציקת מכה. קופולימרים בעלי מבנה שרשרת מסועפת מתאימים יותר ליציקת מכה. מהירות ההתגבשות מהירה מאוד, וניתן להשלים את ההתכווצות לאחר היציקה תוך 48 שעות לאחר היציקה. קשה ליצור סרטים שקופים בגלל התגבשות מהירה.
הביקוש בשוק לשרף אצטל בארצות הברית ובקנדה בשנת 1997 היה 368 מיליון פאונד. יישומים של שרף אצטל כוללים גלגלי שיניים, רולים, רכיבי צינור, חלקי משאבה, להבי מאווררים, מיכלי אירוסול העשויים מסרט מפוצץ, גלגלי שרשרת יצוקים ושרשראות, המשמשים לעתים קרובות להחלפה ישירה של מתכות. שרף אצטל משמש בעיקר לייצור הזרקה, ולאחר מכן שחול של צלחות וסורגים. מקדם החיכוך הנמוך של שרף האצטל מאפשר ליצור מיסבים טובים.