詳細解讀：聚甲醛（POM）簡介

概述1.定義聚甲醛是：指份子鏈中以（－CH2－O－）鏈節為主的線性聚合物。簡寫為 POM。2. 發展簡史1859年A．M．Butlever首先合成了聚甲醛，制得的這種聚合物具有脆性，并且達到成型溫度時大量剖析成甲醛氣體。1942年美國 Du Pout公司首先發表生產聚甲醛均聚物的專利，1959年產業化生產。1961年美國 Celanse公司生產出共聚甲醛?，F在德國的 Ticona塑料公司、BASF公司、日本的Polyplastics公司、三菱瓦斯公司都生產共聚甲醛。我國吉林石井溝團結化工場、上海溶劑廠生產共聚甲醛。 3. 特性POM具有高的力學機能，如強度、模量、耐磨性、韌性、耐疲勞性和抗蠕變性，還具有優良的電絕緣性、耐溶劑性和加工性。比強度和比剛度與金屬很靠近，所以可替代有色金屬制作各類布局零部件。因而成為五大通用工程塑料之一，繼PA、PC之后排第3位。聚甲醛可分為均聚甲醛和共聚甲醛兩大類，共聚甲醛較均聚甲醛的熱穩固性好，別的機能基礎類似。 4. 用處均聚甲醛具有優良的物理、力學、電絕緣性還有耐有機溶劑、耐磨、抗蠕變、耐疲勞等特性。普遍運用于取代各類有色金屬和合金制造各類零部件。如齒輪、凸輪、軸承、襯套、墊圈、閥門、液體輸送管道、把手及化工容器等。在汽車上能夠制作萬向輪、汽化器，在修建上制作水龍頭，在農業中制作噴灌器噴嘴、噴霧器元件．還可做灌音機、錄相機磁帶卷軸、抽水馬桶浮球等。 共聚甲醛在農業機器、電器產業、修建運輸和精密儀器等領域頂用作軸承、齒輪、凸輪、管材、導軌等制品以取代銅、鋅等有色金屬。還可用作汽車中的燃料泵、動力閥、馬達齒輪、汽化器部件、萬向節軸承、盤算機外殼、洗衣機滑輪、影碟機零件、耐侵蝕消防水龍頭和討論。

二、聚甲醛的合成1、均聚甲醛的合成均聚甲醛的制備是以精制過的三聚甲醛為原料，以活性較大的三氟化硼乙醚絡合物為陽離子催化劑，在石油醚、環己烷、苯等惰性溶劑中舉行溶液聚合，反映式為:反映竣事后舉行溶液接納，并使聚合物粉料經水煮、洗滌、烘干后在酯化釜內舉行酯化反映或醚化反映的后處置，來撤除對熱很不穩固的半縮醛端基。經封端后處置獲得的粉料加人抗氧劑、紫外線吸收劑及別的助劑后再經擠出造粒即獲得商品聚甲醛粒料。 2、共聚甲醛的合成共聚甲醛的制備可挑選與均聚甲醛類似的溶液聚合法，普通以3％～5％摩爾比的二氧五環，和三聚甲醛作為共聚單體，其反映式為上述反映竣事后也需舉行后處置以撤除端基上的半縮醛布局?？捎?％氨水在137～147℃，(4～12)×105Pa下處置2～3h，使端基達到穩固狀況，也能夠在 190～210℃及 N2珍愛下或在氛圍中（須加人防老劑和穩固劑）熔融處置 30～60min。

3、聚甲醛的布局與機能聚甲醛是一種沒有側鏈的高密度、高結晶度的線性聚合物。布局與高密度、高結晶度①C—O鍵的鍵長（1.46×10―10m）比C—C鍵的鍵長（1.55×10―10m）短，因而聚甲醛鏈軸方向的填充密度大。②聚甲醛份子鏈中C和O原子不是平面曲折構型而是螺旋構型，所以份子鏈間間隔小、密度大。如與PE比擬，均POM的密度為 1.425～1.430g／cm3，而PE為 0.960 g／cm3，當份子主鏈中惹人少許C—C鍵后的共聚POM 密度則稍有下降（1.410 g／cm3），但仍比PE高很多。 ③聚甲醛份子鏈的和婉性大，鏈的布局規整性高，所以造成其結晶度高，結晶本領強。均聚甲醛的結晶度為75％～85％，共聚甲醛為70％～75％。聚甲醛非常輕易結晶，縱然快速淬火，結晶度也能達到65％以上。比方經－80℃淬火的試樣，當溫度升高到25℃時結晶度已達65％，完整非晶態 的聚甲醛只要在－100℃時才氣獲得。結晶度隨淬火溫度的升高而逐步增大，高溫淬火所獲得的低結晶度的形狀是很不穩固的，安排于室溫后結晶度還會隨時段增長而增加。升溫在100～150℃的溫度范圍內處置聚甲醛，會使其結晶布局更趨完美，但在150～175℃范圍內結晶度會逐步下降，于175～180℃范圍內結晶度會忽然下降，只要當溫度超出181℃ 時晶核才氣完整消逝。份子量：聚甲醛的平均聚合度在 1000～1500之間，數均份子量為 30000～45000，份子量漫衍窄。④ 高密度和高結晶度是聚甲醛具有優良機能的重要原因。如硬度大和模量高，尺寸穩固性好，耐疲勞性突出，不易被化學介質侵蝕等。 ⑤ 只管聚甲醛份子鏈中C—O鍵有必定的極性，但因為高密度和高結晶度束縛了偶極矩的活動，從而使其仍具有優越的電絕緣機能和介電機能。⑥聚甲醛端基中含有半縮醛布局致使其熱穩固性差，當加熱至100℃上下時可從其端基的半縮醛處逐步解聚。當加熱至170℃上下時，可從其份子鏈的任何一處發生主動氧化反映而放出甲醛，甲醛在高溫有氧時會被氧化成為甲酸，甲酸對聚甲醛的降解反映有主動加速催化作用，因此常在均聚甲醛樹脂中加人熱穩固劑、抗氧劑、甲醛吸收劑等以滿足成型加工的想要。 ⑦ 因為共聚甲醛份子鏈中含有必定量的C－C鍵，它能夠阻遏聚甲醛份子鏈的氧化降解，因而共聚甲醛比均聚甲醛的熱穩固機能要好很多。 然則不管是均聚甲醛還是共聚甲醛，在加工和運用時應留意其熱穩固性和熱氧穩固性差的缺陷。

四、聚甲醛的重要機能（l）物理機能聚甲醛為白色粉末狀固體或粒狀固體，外面光滑且有光芒和光滑感，硬而致密，泛起出半通明或不通明的特性。輕易熄滅，離火后繼承熄滅，火焰上端呈黃色，下端藍色，發生熔融滴落，有猛烈的刺激性甲醛味、魚腥臭。（2）力學機能它的硬度大、模量高、剛性好、打擊強度、彎曲強度和疲勞強度高，耐磨性優異，有較小的蠕變性和吸水性。由表11－l可見，均聚甲醛比共聚甲醛的力學機能略高10％～20％，這重要是其結晶度比共聚甲醛要高10％上下的來由。聚甲醛力學機能的突出優點是抗疲勞性好、耐磨性優異和蠕變值低， 表11－2為聚甲醛與別的塑料經107次彎曲實驗后的疲勞強度比擬。表11－3為聚甲醛與別的塑料重復屢次打擊至損壞時的次數。聚甲醛的疲勞強度隨溫度升高而下降。聚甲醛對缺口敏感，出缺口時的疲勞強度險些比無缺口時小1/2。只管第一次打擊時的打擊強度比PC和ABS低，但屢次重復打擊時的機能卻好過 PC和 ABS。 聚甲醛具有優異的耐磨性，它的摩擦因數小，摩耗量低，極限PV值高，并且動摩擦因數和靜摩擦因數險些相等。干摩擦因數為0.1～0.4，水光滑時為0.1～0.2，油光滑時為0.01～0.1，對鋼、黃銅及鋁的摩擦因數辨別為0.18，0.20和0.22，填充聚四氟乙烯后的摩擦機能更好，在負荷小于 17.5 MPa及溫度低于120℃時摩擦因數轉變很小。聚甲醛還具有優良的抗蠕變性，在23℃，21 MPa 經3000 h后的蠕變值僅為2.3％，抗蠕變性超出ABS、氯化聚醚等塑料。 2．熱機能聚甲醛的熱剖析溫度較低（Td＝235～240℃），屬熱敏性塑料，最高繼承事情溫度其實不高，均聚甲醛在82℃可繼承運用1年，在121℃可繼承運用3個月。共聚甲醛可在114℃繼承運用2000 h，在 138℃繼承運用 1000 h，在 160℃短時段運用。 共聚甲醛較均聚甲醛熱穩固性好，重要是因為其份子鏈中的C—C鏈可起到降解反映的中止點。然則聚甲醛的熱變形溫度卻比擬高，在 0.46 MPa載荷下均聚甲醛和共聚甲醛的熱變形溫度可達 170℃和 158℃。3．電機能聚甲醛具有較好的電機能，溫度和濕度對介電常數、介質損耗因數和體積電阻率影響不大。均聚甲醛還具有好的耐電弧性，因為電弧作用后并未留下C—C導電通路，而是逸去了甲醛氣體。 4．化學機能聚甲醛是弱極性結晶型聚合物，內聚能密度高、消融度參數大，決意了它在室溫下具有好的耐溶劑性，非常本領非極性有機溶劑，縱然在較高溫度下對普通有機溶劑也顯示出相當好的耐蝕性，顯示為尺寸和力學機能不受有機溶劑的影響。然則均聚甲醛只本領弱堿，而共聚甲醛可耐強堿及堿性洗滌劑，它們都不耐強酸和強氧化劑，也不耐酚類、有機鹵化物及強極性有機溶劑。聚甲醛的吸水性比 PA－6，PA－66，ABS要低，共聚甲醛的吸水率約為 0.20％～0.22％，均聚甲醛約為0.25％～0.27％，在濕潤的環境中仍能維持尺寸和外形的穩固性，縱然長時段在熱水中運用，力學機能也不會下降，短時可在121℃水中運用。 5．老化機能 聚甲醛的耐候性不好，經大氣老化后機能普通都要降落，長期在日光下暴曬會使份子鏈降解，外面粉化，變脆變色。如未加紫外線吸收劑的聚甲醛經1年室外老化后打擊強度降落至1／6，并且外面泛起裂縫和變色等現象。因此用于室外運用的聚甲醛，普通均要加人防老劑如2246，或雙氰胺；紫外線吸收劑如 2，4，6－三（2’,4’－三羥基苯酚）－l，3，5－三嗪，炭黑等。

五、 聚甲醛的改性（一）玻璃纖維增強聚甲醛 聚甲醛中加人20％～30％經偶聯劑處置的短無堿玻璃纖維后，拉伸強度可提升10％～20％，拉伸模量提升l～3倍，馬丁耐熱提升0.5～1倍，線收縮系數大約下降2/3，收縮率大約降落5/6～6/7。 但同時也會使其耐磨性、打擊強度和伸長率有一切降落，脆性和磨耗量增加。（二）耐磨聚甲醛聚甲醛中填充固體光滑劑（如 PTFE粉、MoS2、石墨粉、碳纖維等）和光滑油（機油、硅油、脂肪酸酯等）可制得耐磨和含油的聚甲醛。它的力學機能與未填充時比擬靠近或稍有下降，但摩擦磨耗機能卻得以大幅度提升，如摩擦因數、摩痕寬度和摩耗量會有顯著地下降，臨界極限PV值（在低速下）也得以較大提升，見表11－7和11－8所示。6、聚甲醛的成型加工1. 聚甲醛的加工工藝特性（l）聚甲醛在熔融狀況下的流變性為非牛頓型，也就是說為了改動熔體的粘度，溫度對其影響不大，而該當調治壓力（增大剪切應力）。（2）聚甲醛熔融溫度范圍窄（均聚甲醛約10℃、共聚甲醛約50℃），熱穩固性差，加工溫度不宜超出250℃，熔體不宜于在料筒中停止太長時段（230℃只許可停止15分鐘）。同時要加入穩固劑和防老劑等，免得物料變色發生氣泡等。常加0.2%的2246雙酚類抗氧劑和0.1%雙氰胺甲醛吸收劑等。這樣，可達制品潔白，受光不變色目標。（3）聚甲醛結晶度高，由無定型熔體變成結晶型凝固體時的體積收縮率大約為17％，因此須接納保壓補料方式防備收縮，以包管制品外形和尺寸的要求。 （3）聚甲醛熔體凝固速度很快，會造成充模難題、制品外面泛起皺折、毛斑、熔接痕等缺陷，因此宜將模溫節制在80～130℃來消弭這些缺陷。同時因為凝固快、固體外面硬度和剛性大、模塑收縮率大、摩擦因數小，故制品脫模性異常好且可快速脫模。（4）聚甲醛吸濕性較小，水份對其成型工藝影響較小，普通可不烘干，也可在110℃下烘干2h。（5）聚甲醛加工時應選用突變螺桿，噴嘴宜選用直通式，模具的澆注系統應計劃為流線型，澆口應盡量大些。2、聚甲醛的加工聚甲醛最重要的加工方法是注射和擠出，還可舉行吹塑、焊接、機器加工、外面施彩等。（1）．注射成型注射成型是聚甲醛的最重要加工方法，可用來加工閥桿、螺母、齒輪、凸輪、軸承和薄壁制品及精密制品等。（2）擠出成型聚甲醛經過擠出成型能夠生產棒材、管材、片材及電線電纜的包覆層，還能夠舉行原料的著色、增強和填充改性及制造合金。表11－10為聚甲醛棒材擠收工藝前提。7、聚甲醛的運用聚甲醛具有非常優異的綜合機能，比強度和比剛度與金屬很靠近，所以可替代有色金屬制作各類布局零部件。聚甲醛非常合適于制造耐摩擦、磨損及承受高載荷的零件，如齒輪、滑輪、軸承等，并普遍地運用于汽車產業、精密儀器、機器產業、電子電器、修建東西等方面。在汽車產業方面，可行使其比強度高的優點，替代鋅、銅、鋁等金屬，制作水泵葉輪、燃料油箱蓋、汽化器殼體、油門踏板、電扇、組合式開關、方向盤零件，轉向節軸承等。在機器產業方面，因為聚甲醛耐疲勞、打擊強度高、具有自光滑性等特性，被大量地用于制造各類齒輪、軸承、凸輪、泵體、殼體、閥門、滑輪等。在電子、電器、產業方面，因為聚甲醛介電損耗小、介電強度高、耐電弧性優良等特性，被用來制作繼電器、線圈骨架、盤算機節制部件、電開工具外殼還有德律風、灌音機、錄相機的配件等。另外，還可用于修建東西，如水龍頭、水箱、煤氣表零件還有水管討論等；用于農業機器，如插種機的毗鄰和聯動部件、排灌水泵殼，噴霧器噴嘴等；因為聚甲醛無毒、有趣，還可用于食品產業，如食品加工機上的零部件、齒輪、軸承支架等