改性聚甲醛材料-熱穩定性提升和改性方法

聚甲醛（POM）是一種無側鏈、高密度、高結晶性的熱塑性聚合物，被譽為“塑料鋼”，因其優異的力學性能和耐磨性能而被廣泛應用。然而，POM也存在一些性能上的局限性，如缺口敏感性、沖擊強度低和熱穩定性差等。為了克服這些缺點，研究者們開發了多種改性方法，以提高POM的綜合性能。

1. 增韌改性  

   通過添加熱塑性聚氨酯（TPU）等增韌劑，可以顯著提高POM的韌性和沖擊強度。研究表明，當TPU含量為40%時，POM的沖擊強度可達到75 kJ/m2，楊氏模量和拉伸斷裂伸長率也有所提高。此外，通過共混改性，如與PA6共混，可以進一步提高POM的韌性和熱穩定性。

2. 耐磨改性  

   通過添加耐磨填料如PTFE、玻璃微珠、納米Al2O3等，可以顯著提高POM的耐磨性能。例如，填充超細PTFE粉末的POM復合材料在耐磨性能上表現出色，摩擦系數僅為0.20，磨耗量顯著降低。納米Al2O3的加入不僅提高了POM的干摩擦性能，還顯著提升了油潤滑條件下的耐磨性能。

3. 熱穩定性提升  

   通過添加光屏蔽劑如炭黑和氧化鋅，可以有效提高POM的耐老化性能。研究表明，炭黑和氧化鋅的加入可以顯著減少紫外光和熱氧老化過程中POM表面層及內部的物理化學變化。此外，通過共混改性，如與A10穩定劑共混，可以進一步提高POM的熱穩定性。

4. 特殊應用  

   POM在煤礦、水工閘門滑道等特殊環境中的應用也取得了顯著成果。例如，以鋼基為座，青銅粉為過渡層，改性聚甲醛為塑料層的三層復合材料具有低的動摩擦系數和高的承載能力。此外，POM還被廣泛應用于汽車工業中，如作為軸承材料和齒輪材料。

改性聚甲醛材料在提高力學性能、耐磨性能和熱穩定性方面取得了顯著進展，并在多個領域展現出廣闊的應用前景。未來的研究應進一步探索新的改性方法和填料，以滿足更多工業應用的需求。