Nhựa POM (Acetate) là gì? Đặc tính, lợi ích, ưu nhược điểm và ứng dụng trong đời sống

Nhựa POM là gì?

Nhựa POM (polyacetal) là một loại nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể, được sản xuất từ phân tử formaldehyde. Nhờ vào cấu trúc đặc biệt này, nó còn được biết đến với các tên gọi như polyformaldehyde, polyethylene glycol, hoặc polyoxymethylene glycol. Các polymer của nhựa Acetal bao gồm các nhóm chức carbon gắn kết với hai nhóm -OR, mang lại sự kết hợp ưu việt giữa tính chất cơ học và hóa học.

Với đặc tính nổi bật, nhựa Acetal thường được sử dụng như một giải pháp thay thế lý tưởng cho kim loại. Nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm chế tạo các bộ phận cơ khí, linh kiện điện tử, sản phẩm ô tô, thiết bị thể thao, sản phẩm y tế, thiết bị chế biến thực phẩm, phần cứng, công cụ xây dựng, và nhiều lĩnh vực khác, nhờ vào sự bền bỉ và khả năng chịu tải vượt trội.

Xem thêm: Nhựa PVC là gì? Đặc điểm, cấu trúc và tính chất cấu tạo

Tính chất vật lý nhựa POM (Acetal)

Nhựa POM hay còn gọi là Acetal nổi tiếng với độ ổn định kích thước cao và khả năng gia công vượt trội, thậm chí sánh ngang với kim loại về nhiều mặt. Dưới đây là bảng tổng hợp một số đặc tính quan trọng của nhựa Acetal.

Với những đặc tính trên, nhựa Acetal không chỉ là vật liệu lý tưởng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật mà còn thể hiện ưu thế vượt trội trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác và khả năng chịu lực cao.

Quá Trình Sản Xuất Nhựa Acetal

Nhựa Acetal được hình thành thông qua một quá trình chưng cất các chuỗi hydrocarbon thành các đơn vị nhỏ hơn, sau đó polymer hóa chúng với sự hỗ trợ của các chất xúc tác. Phương pháp sản xuất nhựa Acetal có sự khác biệt tùy thuộc vào loại sản phẩm mong muốn và chủ yếu được chia thành hai quy trình: nhựa Acetal đồng polymer và nhựa Acetal copolymer.

Hóa học hữu cơ của các polymer Acetal có thể khá phức tạp, nhưng dưới đây là một mô tả tóm tắt về quá trình hình thành loại nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể này.

Sự Khác Biệt Giữa Nhựa Acetal Đồng Polymer và Copolymer

Trong quá trình chế tạo nhựa Acetal đồng polymer, các khối cấu tạo formaldehyde trong dạng dung dịch được trộn với cồn. Chúng sẽ phản ứng với nhau để tạo thành hemiformal, sau đó được chưng cất và khử nước để giải phóng formaldehyde. Các monomer này sau đó sẽ được polymer hóa trong sự có mặt của chất xúc tác, tạo thành nhựa Acetal đồng polymer.

Cấu trúc phân tử nhựa Acetal đồng polymer

Ngược lại, quá trình sản xuất copolymer phức tạp hơn nhiều. Đầu tiên, formaldehyde được xúc tác axit để tạo thành 1,3,5-trioxane. Các co-monome như dioxolane hoặc oxit etylen được tạo ra bằng cách phản ứng ethylene glycol với formaldehyde trong dung dịch xúc tác. Trioxane và dioxolane sau đó được polymer hóa với nhau, tạo ra polymer, và quá trình này sẽ được ổn định qua thủy phân nóng chảy hoặc trong dung dịch để loại bỏ các sản phẩm phụ không ổn định, đồng thời thêm vào các chất độn, chất ổn định và chất bôi trơn.

cấu trúc phân tử của Acetal Copolymer

Dưới đây là bảng so sánh nhanh giữa nhựa Acetal đồng polymer và copolymer. Nhìn chung, nhựa Acetal đồng polymer được ưa chuộng nhờ vào đặc tính cơ học vượt trội, trong khi nhựa Acetal copolymer lại có tính ổn định cao hơn trong các điều kiện khắc nghiệt.

Ưu nhược điểm của nhựa POM

Ưu điểm

• Ổn định kích thước và khả năng chống biến dạng vượt trội khi gia công hoặc làm việc.
• Hệ số ma sát thấp, giúp bề mặt nhẵn mịn và tăng khả năng chống mài mòn, ăn mòn.
• Hấp thụ độ ẩm thấp, giữ cho tính chất vật liệu ổn định trong cả môi trường ẩm ướt và khô.
• Độ bền kéo và độ cứng cực kỳ cao, đảm bảo khả năng chịu lực vượt trội.
• Kháng hóa chất mạnh mẽ, đặc biệt đối với nhiên liệu và dung môi hữu cơ.
• Tỏa ít khói khi cháy, giúp giảm thiểu nguy cơ phát tán chất độc hại.
• Bề mặt thẩm mỹ mịn màng, dễ gia công tạo lớp hoàn thiện tinh tế và bắt mắt.
• Nhựa POM có khả năng tái chế 100%, thân thiện với môi trường.
• Có thể tẩm hoặc pha trộn với các vật liệu như than chì, cao su, kính gia cường, kim loại… để mang lại các tính chất vật liệu đặc biệt, phục vụ các nhu cầu ứng dụng đặc thù.

Nhược điểm

• Yếu với các axit mạnh, kiềm và chất oxy hóa, có thể làm mất đi các tính chất cơ học.
• Dễ cháy nhanh (nếu không có chất chống cháy) do hàm lượng oxy cao trong cấu trúc.
• Co lại nhiều khi đúc khuôn, yêu cầu sự kiểm soát chính xác trong quá trình sản xuất.
• Khả năng chống tia UV kém, dễ bị giảm màu sắc và độ bền nếu tiếp xúc lâu dài với ánh sáng mặt trời mà không có phụ gia bảo vệ.
• Khó dán hoặc kết dính nếu không qua xử lý bề mặt kỹ lưỡng, đòi hỏi kỹ thuật gia công đặc biệt.
• Phạm vi nhiệt độ làm việc hạn chế, cần kiểm soát nhiệt độ cẩn thận khi gia công.
• Khó gia công hơn kim loại, yêu cầu công cụ và kỹ thuật gia công chuyên biệt.
• Độc hại nếu hít phải hoặc nuốt phải dưới dạng lỏng, cần xử lý cẩn thận khi sử dụng.

Ứng dụng của nhựa Acetal trong đời sống

• Các bộ phận cơ khí như bánh răng, bơm, van, đai ốc, ốc vít, v.v.
• Thiết bị chế biến thực phẩm như bơm, băng tải, bồn chứa, v.v.
• Bộ phận ô tô như linh kiện cửa sổ điện, khóa cửa, núm vặn, đèn báo, v.v.
• Linh kiện thiết bị y tế, yêu cầu độ chính xác cao và tính an toàn.
• Phụ kiện công nghiệp, bộ phận đường ống, ổ bi và các ứng dụng cơ khí khác.

Xem thêm: Tái Chế Là Gì? Lợi Ích và Quy Trình Cụ Thể tại Việt Nam