POM - Poliacetal (Delrin)

El poliacetal (POM), tambien conocido como polioximetileno o por el nombre comercial Delrin, es un termoplastico de ingenieria semicristalino de alto rendimiento ampliamente reconocido por su excepcional rigidez, bajo coeficiente de friccion, destacada estabilidad dimensional y superior resistencia a la fatiga. Comercializado por primera vez por DuPont en 1960, el POM se ha convertido en el material preferido para componentes mecanicos de precision que tradicionalmente se fabricaban a partir de metales como zinc, laton y aluminio.

El mercado global de poliacetal se valoro en aproximadamente $5,5 mil millones de dolares en 2024 y se proyecta un crecimiento a una tasa compuesta anual (CAGR) del 5,0% hasta 2030, impulsado por la creciente sustitucion de metales en componentes automotrices, la expansion de la demanda de mecanismos de precision en electronica de consumo, y las aplicaciones crecientes en dispositivos medicos y sistemas de plomeria. La produccion global de POM supera las 1,5 millones de toneladas anuales, con el sector automotriz representando aproximadamente el 40% del consumo total segun datos de la industria de Technavio.

Las resinas de poliacetal cumplen con las especificaciones ASTM D4181 para materiales de moldeo y extrusion de acetal (POM). Los grados seleccionados estan aprobados para contacto con alimentos segun FDA 21 CFR 177.2470, NSF/ANSI 61 para componentes de sistemas de agua potable, y cumplen con la clasificacion UL 94 HB. Los grados para aplicaciones automotrices de sistemas de combustible cumplen con las normas relevantes de SAE y EPA sobre permeacion.

Las propiedades clave del poliacetal incluyen:

• Alta rigidez y resistencia con un modulo de flexion de 2.600–3.200 MPa y resistencia a la traccion de 60–70 MPa, entre las mas altas de cualquier termoplastico semicristalino sin refuerzo.
• Coeficiente de friccion excepcionalmente bajo (0,20–0,35 contra acero) y excelente resistencia al desgaste, permitiendo que engranajes, rodamientos y componentes deslizantes operen durante millones de ciclos sin lubricacion.
• Destacada estabilidad dimensional con contraccion baja y predecible, minima absorcion de humedad (0,20–0,25%) y excelente resistencia a la fluencia bajo carga sostenida.
• Superior resistencia a la fatiga: el POM soporta cargas ciclicas repetidas mejor que practicamente cualquier otro termoplastico de ingenieria sin refuerzo, critico para elementos elasticos, ensamblajes de ajuste a presion y bisagras vivas.
• Buena resistencia quimica a aldehidos, esteres, eteres, hidrocarburos y la mayoria de los combustibles y lubricantes automotrices. El POM es particularmente resistente a los solventes organicos que atacan a muchos otros plasticos de ingenieria.
• Excelentes propiedades de recuperacion elastica y retorno a la forma original, lo que hace al POM ideal para conexiones de ajuste a presion, clips elasticos y bisagras integrales flexibles.
• Lubricidad natural y baja generacion de ruido durante la operacion, importante para mecanismos de electronica de consumo, componentes interiores automotrices e impulsos de electrodomesticos.

Homopolimero vs. Copolimero

El poliacetal esta disponible comercialmente en dos formas distintas, cada una ofreciendo diferentes caracteristicas de rendimiento:

• POM Homopolimero (ej., Delrin): Producido por polimerizacion de formaldehido, el POM homopolimero ofrece mayor resistencia mecanica, rigidez y dureza en comparacion con el copolimero. Tiene un punto de fusion mas alto (178°C vs. 165°C) y propiedades mecanicas a corto plazo ligeramente superiores. El homopolimero es preferido donde se requiere maximo rendimiento mecanico y resistencia al impacto.
• POM Copolimero (ej., Celcon, Hostaform): Producido por copolimerizacion de trioxano con pequenas cantidades de comonomero (tipicamente oxido de etileno). El copolimero ofrece mejor estabilidad termica durante el procesamiento, mejor resistencia a agua caliente y ambientes alcalinos, menor porosidad central en secciones gruesas, y ventanas de procesamiento mas amplias. El copolimero es preferido para piezas en contacto con agua caliente, componentes de pared delgada y aplicaciones que requieren procesamiento prolongado con canal caliente.

Grados disponibles

POM homopolimero estandar ofrece la mayor resistencia mecanica, rigidez y resistencia a la fatiga entre los grados de acetal sin refuerzo. Estos grados son la referencia para engranajes de precision, mecanismos de leva y componentes estructurales que requieren maximo rendimiento mecanico.

POM copolimero estandar proporciona excelente estabilidad de procesamiento termico, resistencia superior al agua caliente y mayor latitud de procesamiento en comparacion con el homopolimero. Los grados de copolimero son preferidos para accesorios de plomeria, aplicaciones con agua caliente y piezas de precision de pared delgada.

POM de baja friccion y con carga de PTFE incorpora PTFE (politetrafluoroetileno), silicona u otros aditivos lubricantes para reducir aun mas el ya bajo coeficiente de friccion. Estos grados son esenciales para aplicaciones donde ocurre contacto deslizante POM contra POM o POM contra metal, incluyendo mecanismos de impresoras, guias de transportadores y ajustadores de asientos automotrices.

POM estabilizado a los rayos UV contiene absorbentes UV y estabilizadores para aplicaciones en exteriores donde el POM de otra manera se degradaria bajo exposicion ultravioleta prolongada. Estos grados se utilizan en equipos de jardineria, mecanismos automotrices exteriores y herrajes para exteriores.

POM reforzado con fibra de vidrio con contenidos del 10% al 25% de fibra de vidrio, estos grados proporcionan mayor rigidez, temperatura de deflexion termica mas alta (hasta 170°C) y expansion termica reducida mientras mantienen buenas propiedades de desgaste. Estos grados sirven a soportes estructurales, componentes de bombas y carcasas de precision que requieren tolerancias dimensionales ajustadas en rangos de temperatura.

Procesamiento

El poliacetal se procesa principalmente por moldeo por inyeccion con temperaturas de fusion recomendadas de 190–230°C para copolimero y 200–220°C para homopolimero, con temperaturas de molde de 60–120°C. Las temperaturas de molde mas altas (80–120°C) mejoran la cristalinidad, el acabado superficial y la estabilidad dimensional. El POM tiene una absorcion de humedad relativamente baja, pero se recomienda el secado a 80–90°C durante 2–3 horas para una calidad superficial optima.

El POM tambien se procesa por extrusion (barra, lamina, perfil), mecanizado CNC de formas extruidas y moldeo por soplado para contenedores huecos. Las opciones de posprocesamiento incluyen soldadura ultrasonica, soldadura por placa caliente, soldadura por rotacion, ensamblaje por ajuste a presion, insercion a presion y fijacion mecanica. El POM no acepta facilmente la union adhesiva o la pintura debido a su baja energia superficial, aunque los tratamientos superficiales por plasma y llama pueden mejorar la adhesion cuando se requiere.