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Lexikon der Chemie: Polyoxymethylen

Polyoxymethylen, Abk. POM, Polyformaldehyd, Polyacetal, ein Thermoplast, der durch ionische Polymerisation von Formaldehyd bzw. seinem Trimeren, dem Trioxan, erhalten wird: n H2C=O →-[CH2-O-]n.

Eigenschaften. P. zeichnet sich durch hohe Härte, Steifheit und Zähigkeit bis -40 °C, gute Formbeständigkeit in der Wärme, geringe Wasseraufnahme, gutes Gleit- und Verschleißverhalten sowie gute elektrische Eigenschaften aus. In den üblichen organischen Lösungsmitteln (außer in perfluorierten Alkoholen oder Ketonen) ist P. nicht löslich; besonders die Beständigkeit gegenüber Benzin und schwachen Laugen ist von technischem Interesse. Von starken Säuren und Oxidationsmitteln wird P. angegriffen. P. hat eine Dichte von 1,41 bis 1,42 g cm-3, einen Erweichungspunkt von 178 bis 183 °C und eine Reißdehnung von 20 bis 40 %.

Herstellung. Die Polymerisation des Formaldehyds erfolgt kationisch oder anionisch als Fällungspolymerisation in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. in Benzinfraktionen, bei 40 bis 50 °C ohne Druck. Als Katalysatoren werden Amine, Phosphine, Metallcarbonyle, Alkoholate u. a. eingesetzt. Die hohe Reaktionswärme (etwa 65 kJ/mol) wird durch Wand- und Rückflußkühlung abgeführt. In einem Vorreaktor wird der gasförmige Formaldehyd durch Abkühlen und durch Bildung von Paraformaldehyd gereinigt. Dem Polymerisationsreaktor wird kontinuierlich unter intensivem Rühren Formaldehyd, Lösungsmittel und Katalysator in dem Maße zugeführt, daß eine Polymersuspension mit einem Gehalt bis zu 15 % an P. entsteht. Zur Verhinderung der Depolymerisation, die unter Abspaltung von Formaldehyd abläuft, müssen die endständigen Hydroxygruppen acetyliert werden, was bei etwa 130 °C mit Essigsäureanhydrid in Anwesenheit von Natriumacetat und Pyridin erfolgt. Das P. fällt als Granulat an (Abb.).

Außerdem kann P. aus Trioxan durch kationische Polymerisation hergestellt werden, das auch ohne Lösungsmittel in Substanz und in der Gasphase polymerisiert werden kann. Geeignete Katalysatoren sind Lewis-Säuren und Protonensäuren.



Polyoxymethylen. Abb.: Herstellungsverfahren.

Eine Stabilisierung der Halbacetal-Endgruppen ist auch möglich, indem die Polymerisation des Formaldehyds oder Trioxans in Gegenwart geringer Anteile an cyclischen Ethern oder Acetalen durchgeführt wird (Copolymerisation) und durch thermische oder chem. Nachbehandlung so lange Formaldehyd aus der Oxymethylenkette abgespalten wird, bis ein stabiler Comonomerbaustein erreicht wird, der dann die stabile Endgruppe bildet.

Verarbeitung und Verwendung. Das P.-Granulat wird mit Antioxidanzien, Säurefängern und Lichtstabilisatoren stabilisiert. Je nach Einsatzgebiet können Gleitmittel, Pigmente, Füllstoffe (z. B. Glasfasern) u. a. zugesetzt werden. Die Hauptmenge wird nach dem Spritzgußverfahren verarbeitet. Durch Extrudieren oder Blasformen werden Stangen, Rohre, Profile, Platten und Folien hergestellt. P. wird für Haushaltsgeräte, im Fahrzeug-, Maschinen- und Apparatebau sowie in der Sanitär- und Installationstechnik eingesetzt.

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