Разновидности инженерных пластиков. Полиацетали. Часть 2

Во время экзотермической реакции растворитель испаряется, обращая реакцию в конечный полиацеталь, который осаждается и удаляется. Осажденный твердый ацетальный гомополимер, отделенный фильтрацией и центрифугированием, суспендируют с катализаторами на основе ацетата натрия и уксусного ангидрида. Посредством этого процесса цепь, произведенная из кетонов или альдегидов плюс спирты, замыкается в конце ацетильными группами –– (–– O –– C –– O––). Концы цепей стабилизируют уксусным ангидридом и затем кипятят с обратным охлаждением с образованием ацетильных групп. Гомополимер ацеталя промывают и сушат. Когда получают ацетальный сополимер, сначала получают триоксан подкислением водного формальдегида и перегонкой. Образующийся циклический тример 1,3,5-триоксан кристаллизуется или извлекается и удаляется из дистиллята.

Дальнейшая фракционная перегонка очищает циклический тример, который сополимеризуется с циклическим эфиром. Триоксан получают дистилляцией в водном растворе в присутствии п-толуола сернокислотного катализатора. Триоксан также известен как 1,3,5-триоксан, 1,3,5-триоксациклогексан, метаформальдегид, s-триоксан, s-триксан, сим триоксан, триоксиметилен, триформаль, альдеформ, а кроме того, имеет и некоторые другие названия. Это бесцветное токсичное легковоспламеняющееся кристаллическое вещество с запахом, напоминающим хлороформ. Хотя триоксан стабилен, со временем он может постепенно превращаться в токсичный газ формальдегид. Помимо интереса к нему в качестве сополимера в ацетальном сополимере и его использования в органическом химическом синтезе, триоксан используется в ряде совершенно разных областей применения, таких как дезинфицирующее средство и твердые топливные стержни, необходимые для автономных хозяйств.

Процесс формирования ацетального гомополимера следующий: Метанол → Формальдегид → Добавки, стабилизаторы → Ацетальный гомополимер. Ацетальный сополимер образуется следующим образом: Метанол → Формальдегид → Триоксановый сомономер → Циклический эфир сомономера → Добавки, стабилизаторы → Ацетальный сополимер. Существует множество различных конструкций технологических установок, используемых производителями полиацеталей. Полиацетальные смолы обычно представляют собой соединения, экструдированные с усилителями свойств (добавками), добавляемыми во время экструзии. Экструдат гасят водой и гранулируют. Ультрасовременные технологии позволяют производить экструдирование и литье под давлением, используя робототехнику и автоматизацию. Специалисты по полимерам подробно исследуют поведение ацетального кольца. Исследования включают в себя изучение структуры ацетального кольца, состоящей из пяти и шести членов — циклических ацеталей, таких как циклический ацеталь метакрилат, этилциклический ацетальакрилат, циклический ацеталь карбамат (OCN) акрилат и циклический ацеталь карбамат (OCN) метакрилат. Сополимеризация триоксанового сомономера, циклического тримера формальдегида и циклического эфира сомономера дает ацетальные сополимеры.

Дибутилэфират трифторида бора, BF3 (Bu) 2O, или другие катионные инициаторы плюс 2% этиленоксида с образованием кислоты Бренстеда начинают сополимеризацию. Ранние исследования показали, что п-хлорфенилдиазония гексафторфосфат и п-хлорфенилдиазония гексафторарсенат показали превосходные характеристики в качестве катализаторов по сравнению с BF3 (Bu) 2O для катионной полимеризации и сополимеризации триоксана. Сополимеризация ацеталя достигается путем раскрытия кольца триоксана с шестью членами. В промышленном процессе расплавленный триоксан + второй сомономер + инициатор + агент передачи цепи (последний не обязателен) сополимеризуют в массе с получением ацетального сополимера. Когда используются сомономеры, такие как триоксан, диоксолан и этиленгликоль, образуется стабильная концевая структура. Другие ацетали полимеризуются из альдегидов и спиртов. Поливинилацеталь, полимеризованный из поливинилового спирта, используется для изготовления покрытий, пленок, адгезивов и лаков.

Полиацетали имеют широкий спектр применения — их используют даже в производстве различных кухонных принадлежностей и других бытовых изделий, таких как грязеотталкивающие разделочные доски и дозаторы мыла. Полиацетальные изделия могут быть отлиты в прецизионные детали. Полиацетали все чаще используются для электронных, бытовых, автомобильных, промышленных, сантехнических, строительных, пневматических и потребительских целей. Они используются для изготовления элементов сантехники для горячей воды с температурой выше +82 °C и в системах горячего воздуха с температурой выше +107 °C. Сополимер имеет более высокую постоянную термостойкость как в воде, так и в воздухе, чем гомополимер, а 30-процентные полиацетали, армированные углеродным волокном, отливаются в подшипники, кулачки и зубчатые колеса. Улучшенная адгезия краски к ацеталевой гомополимерной подложке была открыта компанией DuPont Engineering Polymers. Субстрат состоит из 90-99,5% Delrin (коммерческое название полиацеталя) и 0,5-10% другого полукристаллического или аморфного термопластика. При этом обычно полиацеталь плохо прилипает к другим пластмассам.

Окрашенная полиацетальная композиция обладает хорошим сохранением физико-механических свойств по данным компании. Около 10 лет назад компания представила решения для декорирования DuPont Delrin для окрашенных и металлизированных (гальванических) гомополимеров, которые состоят из раствора для травления Delrin ES, покрытий и технологии нанесения. Технология Delrin ES подготавливает поверхность отливаемого изделия к нанесению покрытия или металлизации. Компания Shipley, дочерняя компания Rohm and Haas Company, лицензировала процесс производства травильного раствора Delrin от DuPont. Технология покраски и нанесения покрытий DuPont включает специально разработанные марки Delrin, Delrin ES, Cromax, Centari 6000 и Aqua Decosoft. Технология структурного связывания компании объединяет два расплава смолы в кристаллизаторе, такие как ацетальный гомополимер и HDPE (ПНД), по обе стороны от тонкой прослойки из нетканого микропористого материала, которая служит связующим слоем. Полиацеталь и HDPE проникают сквозь эту «завесу». Такая конструкция используется для формовки компонентов топливных баков и разрабатывается для некоторых других приложений.