摘要:聚甲醛(Polyoxymethylene, POM)是一种热塑性工程塑料,由甲醛和其他添加剂组成。它具有优异的物理性能和化学稳定性,广泛用于制造各种高精度、高强度、高耐热、高耐化学腐蚀性的零部件和制品。
聚甲醛(Polyoxymethylene, POM)是一种热塑性工程塑料,由甲醛和其他添加剂组成。它具有优异的物理性能和化学稳定性,广泛用于制造各种高精度、高强度、高耐热、高耐化学腐蚀性的零部件和制品。
聚甲醛的制备方法有多种,其中最常用的是缩醛法和尿素法。
1. 缩醛法
缩醛法是一种传统的制备聚甲醛的方法,其主要反应为:
CH3CHO + H2O → CH3COOH + H2O
H2O + COOH → H2CO3 + OH−
CH3COOH + NaCl → CH3COONa + NaCl
CH3COONa + NaCl → CH3COOH + NaNO2 + NaCl
CH3COOH + NaNO2 → CH3COONa + H2O + NO2↑
CH3COONa + H2O → CH3COOH + NaOH
CH3COOH + NaOH → CH3COO- + H2O + OH−
CH3COO- + HOAc → CH3COOH↓ + H2O
CH3COOH↓ + H2O → CH3CHO + H2O
上述反应中,第一步是将甲醛和水反应生成甲醇;第二步是通过加入盐酸中和产生的羟基离子,生成乙酸钠;第三步是将乙酸钠和氯化钠混合,再加入亚硝酸钠还原产生羧酸根离子;第四步是将羧酸根离子和氢氧化钠反应生成乙酰化产物;最后一步是通过加入过量的乙酸酐和水,使产物中的乙酸酐分解成甲醇和水,从而得到聚甲醛。缩醛法的优点是可以控制产品的分子量和结晶度,但缺点是反应过程中会产生大量有毒气体,需要进行严格的安全控制。
1. 尿素法
尿素法是一种新型的制备聚甲醛的方法,其主要反应为:
NH2CONH2 + H2O → NH4OH + H2O
NH4OH + COOH → NH4COOH + H2O
NH4COOH + NaCl → NH4COONa + NaCl
NH4COONa + NaCl → NH4OH+NaNO2+NaCl
NH4OH+NaNO2 → NH4COONa+H2O+NO2↑
NH4COONa+H2O→NH4OH+NaOH
NH4OH+NaOH→NH4COOH+H2O+OH−
NH4COOH+HOAc→NH4COO-+H2O+Acetate↓
NH4COO-+Acetate→NH4COOH+Acetate↓+H2O+HCl↑
NH4COOH↓+HCl→NH4Cl+CH3COOH↑+H2O
NH4Cl+CH3COOH→CH3COOK−+H2O+CH3COONa↑
CH3COONa↑→CH3COOK−+H2O+NH4OH↑
上述反应中,第一步是将氨和水反应生成尿素;第二步是通过加入乙二醇中和产生的羟基离子,生成乙二酸钠;第三步是将乙二酸钠和氯化钠混合,再加入亚硝酸钠还原产生羧酸根离子;第四步是将羧酸根离子和氢氧化钠反应生成乙酰化产物;最后一步是通过加入过量的乙酸钾和水,使产物中的乙酸钾分解成甲醇和水,从而得到聚甲醛。尿素法的优点是反应条件温和、无毒害、无需严格安全控制,且可以实现大规模生产,但缺点是成本较高。