详细解读：聚甲醛（POM）简介

概述1.定义聚甲醛是：指份子链中以（－CH2－O－）链节为主的线性聚合物。简写为 POM。2. 发展简史1859年A．M．Butlever首先合成了聚甲醛，制得的这种聚合物具有脆性，并且达到成型温度时大量剖析成甲醛气体。1942年美国 Du Pout公司首先发表生产聚甲醛均聚物的专利，1959年产业化生产。1961年美国 Celanse公司生产出共聚甲醛。现在德国的 Ticona塑料公司、BASF公司、日本的Polyplastics公司、三菱瓦斯公司都生产共聚甲醛。我国吉林石井沟团结化工场、上海溶剂厂生产共聚甲醛。 3. 特性POM具有高的力学机能，如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性，还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和加工性。比强度和比刚度与金属很靠近，所以可替代有色金属制作各类布局零部件。因而成为五大通用工程塑料之一，继PA、PC之后排第3位。聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛两大类，共聚甲醛较均聚甲醛的热稳固性好，别的机能基础类似。 4. 用处均聚甲醛具有优良的物理、力学、电绝缘性还有耐有机溶剂、耐磨、抗蠕变、耐疲劳等特性。普遍运用于取代各类有色金属和合金制造各类零部件。如齿轮、凸轮、轴承、衬套、垫圈、阀门、液体输送管道、把手及化工容器等。在汽车上能够制作万向轮、汽化器，在修建上制作水龙头，在农业中制作喷灌器喷嘴、喷雾器元件．还可做灌音机、录相机磁带卷轴、抽水马桶浮球等。 共聚甲醛在农业机器、电器产业、修建运输和精密仪器等领域顶用作轴承、齿轮、凸轮、管材、导轨等制品以取代铜、锌等有色金属。还可用作汽车中的燃料泵、动力阀、马达齿轮、汽化器部件、万向节轴承、盘算机外壳、洗衣机滑轮、影碟机零件、耐侵蚀消防水龙头和讨论。

二、聚甲醛的合成1、均聚甲醛的合成均聚甲醛的制备是以精制过的三聚甲醛为原料，以活性较大的三氟化硼乙醚络合物为阳离子催化剂，在石油醚、环己烷、苯等惰性溶剂中举行溶液聚合，反映式为:反映竣事后举行溶液接纳，并使聚合物粉料经水煮、洗涤、烘干后在酯化釜内举行酯化反映或醚化反映的后处置，来撤除对热很不稳固的半缩醛端基。经封端后处置获得的粉料加人抗氧剂、紫外线吸收剂及别的助剂后再经挤出造粒即获得商品聚甲醛粒料。 2、共聚甲醛的合成共聚甲醛的制备可挑选与均聚甲醛类似的溶液聚合法，普通以3％～5％摩尔比的二氧五环，和三聚甲醛作为共聚单体，其反映式为上述反映竣事后也需举行后处置以撤除端基上的半缩醛布局。可用3％氨水在137～147℃，(4～12)×105Pa下处置2～3h，使端基达到稳固状况，也能够在 190～210℃及 N2珍爱下或在氛围中（须加人防老剂和稳固剂）熔融处置 30～60min。

3、聚甲醛的布局与机能聚甲醛是一种没有侧链的高密度、高结晶度的线性聚合物。布局与高密度、高结晶度①C—O键的键长（1.46×10―10m）比C—C键的键长（1.55×10―10m）短，因而聚甲醛链轴方向的填充密度大。②聚甲醛份子链中C和O原子不是平面曲折构型而是螺旋构型，所以份子链间间隔小、密度大。如与PE比拟，均POM的密度为 1.425～1.430g／cm3，而PE为 0.960 g／cm3，当份子主链中惹人少许C—C键后的共聚POM 密度则稍有下降（1.410 g／cm3），但仍比PE高很多。 ③聚甲醛份子链的和婉性大，链的布局规整性高，所以造成其结晶度高，结晶本领强。均聚甲醛的结晶度为75％～85％，共聚甲醛为70％～75％。聚甲醛非常轻易结晶，纵然快速淬火，结晶度也能达到65％以上。比方经－80℃淬火的试样，当温度升高到25℃时结晶度已达65％，完整非晶态 的聚甲醛只要在－100℃时才气获得。结晶度随淬火温度的升高而逐步增大，高温淬火所获得的低结晶度的形状是很不稳固的，安排于室温后结晶度还会随时段增长而增加。升温在100～150℃的温度范围内处置聚甲醛，会使其结晶布局更趋完美，但在150～175℃范围内结晶度会逐步下降，于175～180℃范围内结晶度会忽然下降，只要当温度超出181℃ 时晶核才气完整消逝。份子量：聚甲醛的平均聚合度在 1000～1500之间，数均份子量为 30000～45000，份子量漫衍窄。④ 高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良机能的重要原因。如硬度大和模量高，尺寸稳固性好，耐疲劳性突出，不易被化学介质侵蚀等。 ⑤ 只管聚甲醛份子链中C—O键有必定的极性，但因为高密度和高结晶度束缚了偶极矩的活动，从而使其仍具有优越的电绝缘机能和介电机能。⑥聚甲醛端基中含有半缩醛布局致使其热稳固性差，当加热至100℃上下时可从其端基的半缩醛处逐步解聚。当加热至170℃上下时，可从其份子链的任何一处发生主动氧化反映而放出甲醛，甲醛在高温有氧时会被氧化成为甲酸，甲酸对聚甲醛的降解反映有主动加速催化作用，因此常在均聚甲醛树脂中加人热稳固剂、抗氧剂、甲醛吸收剂等以满足成型加工的想要。 ⑦ 因为共聚甲醛份子链中含有必定量的C－C键，它能够阻遏聚甲醛份子链的氧化降解，因而共聚甲醛比均聚甲醛的热稳固机能要好很多。 然则不管是均聚甲醛还是共聚甲醛，在加工和运用时应留意其热稳固性和热氧稳固性差的缺陷。

四、聚甲醛的重要机能（l）物理机能聚甲醛为白色粉末状固体或粒状固体，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。轻易熄灭，离火后继承熄灭，火焰上端呈黄色，下端蓝色，发生熔融滴落，有猛烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。（2）力学机能它的硬度大、模量高、刚性好、打击强度、弯曲强度和疲劳强度高，耐磨性优异，有较小的蠕变性和吸水性。由表11－l可见，均聚甲醛比共聚甲醛的力学机能略高10％～20％，这重要是其结晶度比共聚甲醛要高10％上下的来由。聚甲醛力学机能的突出优点是抗疲劳性好、耐磨性优异和蠕变值低， 表11－2为聚甲醛与别的塑料经107次弯曲实验后的疲劳强度比拟。表11－3为聚甲醛与别的塑料重复屡次打击至损坏时的次数。聚甲醛的疲劳强度随温度升高而下降。聚甲醛对缺口敏感，出缺口时的疲劳强度险些比无缺口时小1/2。只管第一次打击时的打击强度比PC和ABS低，但屡次重复打击时的机能却好过 PC和 ABS。 聚甲醛具有优异的耐磨性，它的摩擦因数小，摩耗量低，极限PV值高，并且动摩擦因数和静摩擦因数险些相等。干摩擦因数为0.1～0.4，水光滑时为0.1～0.2，油光滑时为0.01～0.1，对钢、黄铜及铝的摩擦因数辨别为0.18，0.20和0.22，填充聚四氟乙烯后的摩擦机能更好，在负荷小于 17.5 MPa及温度低于120℃时摩擦因数转变很小。聚甲醛还具有优良的抗蠕变性，在23℃，21 MPa 经3000 h后的蠕变值仅为2.3％，抗蠕变性超出ABS、氯化聚醚等塑料。 2．热机能聚甲醛的热剖析温度较低（Td＝235～240℃），属热敏性塑料，最高继承事情温度其实不高，均聚甲醛在82℃可继承运用1年，在121℃可继承运用3个月。共聚甲醛可在114℃继承运用2000 h，在 138℃继承运用 1000 h，在 160℃短时段运用。 共聚甲醛较均聚甲醛热稳固性好，重要是因为其份子链中的C—C链可起到降解反映的中止点。然则聚甲醛的热变形温度却比拟高，在 0.46 MPa载荷下均聚甲醛和共聚甲醛的热变形温度可达 170℃和 158℃。3．电机能聚甲醛具有较好的电机能，温度和湿度对介电常数、介质损耗因数和体积电阻率影响不大。均聚甲醛还具有好的耐电弧性，因为电弧作用后并未留下C—C导电通路，而是逸去了甲醛气体。 4．化学机能聚甲醛是弱极性结晶型聚合物，内聚能密度高、消融度参数大，决意了它在室温下具有好的耐溶剂性，非常本领非极性有机溶剂，纵然在较高温度下对普通有机溶剂也显示出相当好的耐蚀性，显示为尺寸和力学机能不受有机溶剂的影响。然则均聚甲醛只本领弱碱，而共聚甲醛可耐强碱及碱性洗涤剂，它们都不耐强酸和强氧化剂，也不耐酚类、有机卤化物及强极性有机溶剂。聚甲醛的吸水性比 PA－6，PA－66，ABS要低，共聚甲醛的吸水率约为 0.20％～0.22％，均聚甲醛约为0.25％～0.27％，在湿润的环境中仍能维持尺寸和外形的稳固性，纵然长时段在热水中运用，力学机能也不会下降，短时可在121℃水中运用。 5．老化机能 聚甲醛的耐候性不好，经大气老化后机能普通都要降落，长期在日光下暴晒会使份子链降解，外面粉化，变脆变色。如未加紫外线吸收剂的聚甲醛经1年室外老化后打击强度降落至1／6，并且外面泛起裂缝和变色等现象。因此用于室外运用的聚甲醛，普通均要加人防老剂如2246，或双氰胺；紫外线吸收剂如 2，4，6－三（2’,4’－三羟基苯酚）－l，3，5－三嗪，炭黑等。

五、 聚甲醛的改性（一）玻璃纤维增强聚甲醛 聚甲醛中加人20％～30％经偶联剂处置的短无碱玻璃纤维后，拉伸强度可提升10％～20％，拉伸模量提升l～3倍，马丁耐热提升0.5～1倍，线收缩系数大约下降2/3，收缩率大约降落5/6～6/7。 但同时也会使其耐磨性、打击强度和伸长率有一切降落，脆性和磨耗量增加。（二）耐磨聚甲醛聚甲醛中填充固体光滑剂（如 PTFE粉、MoS2、石墨粉、碳纤维等）和光滑油（机油、硅油、脂肪酸酯等）可制得耐磨和含油的聚甲醛。它的力学机能与未填充时比拟靠近或稍有下降，但摩擦磨耗机能却得以大幅度提升，如摩擦因数、摩痕宽度和摩耗量会有显着地下降，临界极限PV值（在低速下）也得以较大提升，见表11－7和11－8所示。6、聚甲醛的成型加工1. 聚甲醛的加工工艺特性（l）聚甲醛在熔融状况下的流变性为非牛顿型，也就是说为了改动熔体的粘度，温度对其影响不大，而该当调治压力（增大剪切应力）。（2）聚甲醛熔融温度范围窄（均聚甲醛约10℃、共聚甲醛约50℃），热稳固性差，加工温度不宜超出250℃，熔体不宜于在料筒中停止太长时段（230℃只许可停止15分钟）。同时要加入稳固剂和防老剂等，免得物料变色发生气泡等。常加0.2%的2246双酚类抗氧剂和0.1%双氰胺甲醛吸收剂等。这样，可达制品洁白，受光不变色目标。（3）聚甲醛结晶度高，由无定型熔体变成结晶型凝固体时的体积收缩率大约为17％，因此须接纳保压补料方式防备收缩，以包管制品外形和尺寸的要求。 （3）聚甲醛熔体凝固速度很快，会造成充模难题、制品外面泛起皱折、毛斑、熔接痕等缺陷，因此宜将模温节制在80～130℃来消弭这些缺陷。同时因为凝固快、固体外面硬度和刚性大、模塑收缩率大、摩擦因数小，故制品脱模性异常好且可快速脱模。（4）聚甲醛吸湿性较小，水份对其成型工艺影响较小，普通可不烘干，也可在110℃下烘干2h。（5）聚甲醛加工时应选用突变螺杆，喷嘴宜选用直通式，模具的浇注系统应计划为流线型，浇口应尽量大些。2、聚甲醛的加工聚甲醛最重要的加工方法是注射和挤出，还可举行吹塑、焊接、机器加工、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，可用来加工阀杆、螺母、齿轮、凸轮、轴承和薄壁制品及精密制品等。（2）挤出成型聚甲醛经过挤出成型能够生产棒材、管材、片材及电线电缆的包覆层，还能够举行原料的着色、增强和填充改性及制造合金。表11－10为聚甲醛棒材挤收工艺前提。7、聚甲醛的运用聚甲醛具有非常优异的综合机能，比强度和比刚度与金属很靠近，所以可替代有色金属制作各类布局零部件。聚甲醛非常合适于制造耐摩擦、磨损及承受高载荷的零件，如齿轮、滑轮、轴承等，并普遍地运用于汽车产业、精密仪器、机器产业、电子电器、修建东西等方面。在汽车产业方面，可行使其比强度高的优点，替代锌、铜、铝等金属，制作水泵叶轮、燃料油箱盖、汽化器壳体、油门踏板、电扇、组合式开关、方向盘零件，转向节轴承等。在机器产业方面，因为聚甲醛耐疲劳、打击强度高、具有自光滑性等特性，被大量地用于制造各类齿轮、轴承、凸轮、泵体、壳体、阀门、滑轮等。在电子、电器、产业方面，因为聚甲醛介电损耗小、介电强度高、耐电弧性优良等特性，被用来制作继电器、线圈骨架、盘算机节制部件、电开工具外壳还有德律风、灌音机、录相机的配件等。另外，还可用于修建东西，如水龙头、水箱、煤气表零件还有水管讨论等；用于农业机器，如插种机的毗邻和联动部件、排灌水泵壳，喷雾器喷嘴等；因为聚甲醛无毒、有趣，还可用于食品产业，如食品加工机上的零部件、齿轮、轴承支架等