改性聚甲醛材料-热稳定性提升和改性方法

聚甲醛（POM）是一种无侧链、高密度、高结晶性的热塑性聚合物，被誉为“塑料钢”，因其优异的力学性能和耐磨性能而被广泛应用。然而，POM也存在一些性能上的局限性，如缺口敏感性、冲击强度低和热稳定性差等。为了克服这些缺点，研究者们开发了多种改性方法，以提高POM的综合性能。

1. 增韧改性  

   通过添加热塑性聚氨酯（TPU）等增韧剂，可以显著提高POM的韧性和冲击强度。研究表明，当TPU含量为40%时，POM的冲击强度可达到75 kJ/m²，杨氏模量和拉伸断裂伸长率也有所提高。此外，通过共混改性，如与PA6共混，可以进一步提高POM的韧性和热稳定性。

2. 耐磨改性  

   通过添加耐磨填料如PTFE、玻璃微珠、纳米Al2O3等，可以显著提高POM的耐磨性能。例如，填充超细PTFE粉末的POM复合材料在耐磨性能上表现出色，摩擦系数仅为0.20，磨耗量显著降低。纳米Al2O3的加入不仅提高了POM的干摩擦性能，还显著提升了油润滑条件下的耐磨性能。

3. 热稳定性提升  

   通过添加光屏蔽剂如炭黑和氧化锌，可以有效提高POM的耐老化性能。研究表明，炭黑和氧化锌的加入可以显著减少紫外光和热氧老化过程中POM表面层及内部的物理化学变化。此外，通过共混改性，如与A10稳定剂共混，可以进一步提高POM的热稳定性。

4. 特殊应用  

   POM在煤矿、水工闸门滑道等特殊环境中的应用也取得了显著成果。例如，以钢基为座，青铜粉为过渡层，改性聚甲醛为塑料层的三层复合材料具有低的动摩擦系数和高的承载能力。此外，POM还被广泛应用于汽车工业中，如作为轴承材料和齿轮材料。

改性聚甲醛材料在提高力学性能、耐磨性能和热稳定性方面取得了显著进展，并在多个领域展现出广阔的应用前景。未来的研究应进一步探索新的改性方法和填料，以满足更多工业应用的需求。