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技術(shù)文章

聚甲醛

 更新時(shí)間:2009-10-27 點(diǎn)擊量:1677

聚甲醛(英文:polyformaldehyde)熱塑性結晶聚合物。被譽(yù)為“超鋼”或者“賽鋼”,又稱(chēng)聚氧亞甲基。結構為,英文縮寫(xiě)為POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受熱解聚。1955年前后杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易結晶,結晶度70%以上。均聚甲醛的熔融溫度為180℃左右。

 

   聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛(簡(jiǎn)稱(chēng)POM) 。

聚甲醛是一種沒(méi)有沒(méi)有側鏈,高密度,高結晶性的線(xiàn)性聚合物,具有優(yōu)異的綜合性能。
    聚甲醛是一種表面光滑,有光澤的硬而致密的材料,淡黃或白色,可在-40- 100°C溫度范圍內長(cháng)期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數工程塑料*,又有良好的耐油,耐過(guò)氧化物性能。很不耐酸,不耐強堿和不耐月光紫外線(xiàn)的輻射。

 

  聚甲醛的拉伸強度達70MPa,吸水性小,尺寸穩定,有光澤,這些性能都比尼龍好,聚甲醛為高度結晶的樹(shù)脂,在熱塑性樹(shù)脂中是zui堅韌的。具抗熱強度,彎曲強度,耐疲勞性強度均高,耐磨性和電性能優(yōu)良。

 

  聚甲醛的性能:

 

  性 能 數 值

 

  比重 1.43

 

  熔點(diǎn) 175°C

 

  伸強度(屈服) 70MPa

 

  伸長(cháng)率(屈服) 15%

 

 ?。〝嗔眩?15%

 

  沖擊強度(無(wú)缺口) 108KJ/m2

 

 ?。◣笨冢?7.6KJ/m2

 

  均聚甲醛的合成一般以甲醛的水溶液在酸的存在下縮合聚合。得到聚合度為100以上的a-聚甲醛,然后將其加熱分解成甲醛氣體,經(jīng)精制和脫水后,通常利用部分預聚合的方法純化單體,然后通入含少量引發(fā)劑的干燥溶劑中進(jìn)行聚合。因為水的存在,使分子量顯著(zhù)降低。引發(fā)劑可用路易斯酸或堿等。但大多用叔胺進(jìn)行負離子加成聚合,反應如下:聚甲醛的端基為半縮醛(—CH2OH),當溫度高于 100℃ 時(shí),端基易斷裂,一般需經(jīng)端基處理使之穩定化。穩定化處理后可耐熱到230 ℃。多聚甲醛可在 170~200 ℃的溫度下加工,如注射、擠出、吹塑等。主要用作工程塑料,用于汽車(chē)、機械部件等 。

 

  POM 聚甲醛的典型應用范圍:

 

  POM具有很低的摩擦系數和很好的幾何穩定性,特別適合于制作齒輪和軸承。由于它還具有耐高溫特性,因此還用于管道器件(管道閥門(mén)、泵殼體),草坪設備等。

 

  注塑模工藝條件:

 

   干燥處理:如果材料儲存在干燥環(huán)境中,通常不需要干燥處理。

 

  熔化溫度:均聚物材料為190~230℃;共聚物材料為190~210℃。

 

  模具溫度:80~105℃。為了減小成型后收縮率可選用高一些的模具溫度。

 

  注射壓力:700~1200bar

 

  注射速度:中等或偏高的注射速度。

 

  流道和澆口:可以使用任何類(lèi)型的澆口。如果使用隧道形澆口,則使用較短的類(lèi)型。對于均聚物材料建議使用熱注嘴流道。對于共聚物材料既可使用內部的熱流道也可使用外部熱流道。

 

  POM 聚甲醛的化學(xué)和物理特性:

 

  POM是一種堅韌有彈性的材料,即使在低溫下仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩定性和抗沖擊特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展強度、抗疲勞強度,但不易于加工。共聚物材料有很好的熱穩定性、化學(xué)穩定性并且易于加工。無(wú)論均聚物材料還是共聚物材料,都是結晶性材料并且不易吸收水分。POM的高結晶程度導致它有相當高的收縮率,可高達到2%~3.5%。對于各種不同的增強型材料有不同的收縮率。

 

  聚甲醛(pom)是一種性能優(yōu)良的工程塑料,在國外有“奪鋼”、“超鋼”之稱(chēng)。pom具有類(lèi)似金屬的硬度、強度和鋼性,在很寬的溫度和濕度范圍內都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性,并富于彈性,此外它還有較好的耐化學(xué)品性。pom以低于其他許多工程塑料的成本,正在替代一些傳統上被金屬所占領(lǐng)的市場(chǎng),如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件,自問(wèn)世以來(lái),pom已經(jīng)廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車(chē)、建材、農業(yè)等領(lǐng)域。在很多新領(lǐng)域的應用,如醫療技術(shù)、運動(dòng)器械等方面,pom也表現出較好的增長(cháng)態(tài)勢。

 

  應用消費持續增長(cháng)

 

  pom用在那些對潤滑性、耐磨損性、剛性和尺寸穩定性要求比較嚴格的滑動(dòng)和滾動(dòng)的機械部件上,性能尤為*,因此主要用于工業(yè)機械、汽車(chē)、電子電氣、管件和灌溉用品等方面。近年我國pom市場(chǎng)增長(cháng)迅速,2002年我國pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量為13.657萬(wàn)噸,1990~2002年pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量年均增長(cháng)率為11.7%。預計2005年我國pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量為16.8萬(wàn)噸,2000~2005年pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量年均增長(cháng)率將達到10.3%。到2010年,我國pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量將增加到19.7萬(wàn)噸,2005~2010年pom市場(chǎng)表觀(guān)消費量年均增長(cháng)率將達到3.2%。

 

  支持我國pom市場(chǎng)迅速發(fā)展的主要因素有:國民經(jīng)濟的整體發(fā)展使五大工程塑料之一的pom應用市場(chǎng)不斷擴大,用量不斷增加;我國pom生產(chǎn)原料價(jià)廉易得,pom生產(chǎn)和貿易利潤豐厚;pom應用領(lǐng)域不斷出現新突破,如改性材料的研究開(kāi)發(fā)等。鑒于我國市場(chǎng)需求的穩步增長(cháng),近期內pom的價(jià)格將繼續保持穩中有升的趨勢。

 

  技術(shù)差距不容忽視

 

  盡管我國pom的市場(chǎng)需求不斷攀升,但由于我國對pom的研制開(kāi)發(fā)相對較晚,國內pom的生產(chǎn)規模、產(chǎn)量以及品種、質(zhì)量始終不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。我國pom生產(chǎn)與*水平相比,仍存在原料單耗高、裝置規模小、質(zhì)量不穩定、品種牌號少等問(wèn)題。例如,杜邦公司均聚工藝pom的甲醛(37%)噸單耗為2.56噸,還有報道為3.08噸,而國內生產(chǎn)pom的甲醛噸單耗為5~6噸,雖然經(jīng)過(guò)改進(jìn)有所下降,但差距仍然較大。

 

  我國pom行業(yè)連續多年生產(chǎn)能力和產(chǎn)量都較低,生產(chǎn)能力和產(chǎn)量仍然不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。2002年我國pom生產(chǎn)廠(chǎng)家僅有3家,其中只有云天化集團公司的pom生產(chǎn)裝置為萬(wàn)噸級(現已擴能為2萬(wàn)噸/年)。2002年我國pom生產(chǎn)能力為1.28萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量約為1萬(wàn)噸。1966~2002年我國pom生產(chǎn)能力年均增長(cháng)率為16.7%,產(chǎn)量年均增長(cháng)率為18.8%,可見(jiàn)擴大國內pom廠(chǎng)家的生產(chǎn)能力勢在必行。預計2005年我國pom生產(chǎn)廠(chǎng)家將達到6家,總生產(chǎn)能力將可達13萬(wàn)噸/年;預計2010年我國pom生產(chǎn)能力為19萬(wàn)噸/年,2005~2010年pom生產(chǎn)能力年均增長(cháng)率將達到7.9%。

 

  造成我國pom產(chǎn)能增長(cháng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的原因是:國內pom市場(chǎng)增長(cháng)較快,而我國pom生產(chǎn)的基礎比較薄弱;另外pom是資金和技術(shù)密集型的材料類(lèi)化工產(chǎn)品,我國巨大的市場(chǎng)引起了國外大公司的關(guān)注,外國公司一直想以其產(chǎn)品占據我國市場(chǎng),不愿轉讓技術(shù),使國產(chǎn)pom的技術(shù)水平提高緩慢,不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求;再有就是長(cháng)期以來(lái),我國經(jīng)濟體制和企業(yè)經(jīng)營(yíng)機制不符合市場(chǎng)經(jīng)濟規律,企業(yè)不能及時(shí)獲得足夠的資金投入,制約了pom生產(chǎn)的發(fā)展。

 

  進(jìn)出口不均衡

 

  我國pom產(chǎn)量雖然已有所增加,但仍然不能滿(mǎn)足國內市場(chǎng)的需求,每年都要進(jìn)口大量pom。我國進(jìn)口pom的主要國家和地區是日本、美國、韓國以及我國中國臺灣省等。2002年,我國pom進(jìn)口量為13.557萬(wàn)噸,1995~2002年pom進(jìn)口量年均增長(cháng)率為26.3%。我國每年也有少量pom的出口貿易,2002年,pom出口0.9萬(wàn)噸。

  我國高科技工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使其對工程塑料的需求大幅度增加。pom作為一種對多種產(chǎn)業(yè)都十分適用的工程塑料,發(fā)展前景看好。據了解,現在國內有多家正在進(jìn)行中的pom在建項目,如杜邦-旭化成(張家港)公司的pom項目已破土動(dòng)工,上海藍星化學(xué)新材料廠(chǎng)的pom擬建項目正在積極運作當中。根據我國pom擬建項目的情況,在具有原料基礎和技術(shù)基礎的地點(diǎn),引進(jìn)資金和先進(jìn)的技術(shù)設備,建設有經(jīng)濟規模的pom裝置,將是我國pom產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
 

  POM的性能參數:

 

  

密度
 
  
g /cm3
 
  
1.39
 
  
吸水率
 
  

 
  
0.2
 
  
連續使用溫度
 
  

 
  
—50--110
 
  
屈服抗拉強度
 
  
MPa
 
  
63
 
  
屈服拉應變
 
  

 
  
10
 
  
極限抗拉強度
 
  
MPa
 
  

 
  
極限拉應變
 
  

 
  
31
 
  
抗沖擊韌度
 
  
Kj/㎡
 
  

 
  
缺口沖擊韌度
 
  
Kj/㎡
 
  
6
 
  
洛氏硬度
 
  
MPa
 
  
135
 
  
邵氏硬度
 
  
MPa
 
  
85
 
  
抗彎強度
 
  
MPa
 
  

 
  
彈性模量
 
  
MPa
 
  
2600
 
  
軟化溫度
 
  

 
  
150
 
  
熱變形溫度HDT
 
  

 
  
155
 
  
膨脹系數
 
  

 
  
1.1
 
  
熱導率
 
  
W/(m×K)
 
  
031
 
  
摩擦系數
 
  

 
  
0.35
 
  

 

  其綜合表現為:、

 

  •耐疲勞強度高。

 

  •耐磨性好,磨擦性能非常優(yōu)異。

 

  •吸水率低。

 

  •表面硬度大,剛性好。

 

  •尺寸穩定性好,產(chǎn)品的尺寸精度高。

 

  •良好的滑動(dòng)。