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聚甲醛(英文:polyformaldehyde)熱塑性結晶聚合物。被譽為“超鋼”或者“賽鋼”,又稱聚氧亞甲基。結構為,英文縮寫為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。
聚甲醛學名聚氧化聚甲醛(簡稱POM) 。
聚甲醛是一種沒有沒有側鏈,高密度,高結晶性的線性聚合物,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溫度范圍內長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料*,又有良好的耐油,耐過氧化物性能。很不耐酸,不耐強堿和不耐月光紫外線的輻射。
聚甲醛的拉伸強度達70MPa,吸水性小,尺寸穩(wěn)定,有光澤,這些性能都比尼龍好,聚甲醛為高度結晶的樹脂,在熱塑性樹脂中是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(shù) 值
比重 1.43
熔點 175°C
伸強度(屈服) 70MPa
伸長率(屈服) 15%
?。〝嗔眩?15%
沖擊強度(無缺口) 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)劑的干燥溶劑中進行聚合。因為水的存在,使分子量顯著降低。引發(fā)劑可用路易斯酸或堿等。但大多用叔胺進行負離子加成聚合,反應如下:聚甲醛的端基為半縮醛(—CH2OH),當溫度高于 100℃ 時,端基易斷裂,一般需經(jīng)端基處理使之穩(wěn)定化。穩(wěn)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、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(shù)和很好的幾何穩(wěn)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、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:可以使用任何類型的澆口。如果使用隧道形澆口,則使用較短的類型。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(wěn)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(wěn)定性、化學穩(wěn)定性并且易于加工。無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。pom具有類似金屬的硬度、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(tǒng)上被金屬所占領的市場,如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件,自問世以來,pom已經(jīng)廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領域。在很多新領域的應用,如醫(yī)療技術、運動器械等方面,pom也表現(xiàn)出較好的增長態(tài)勢。
應用消費持續(xù)增長
pom用在那些對潤滑性、耐磨損性、剛性和尺寸穩(wěn)定性要求比較嚴格的滑動和滾動的機械部件上,性能尤為*,因此主要用于工業(yè)機械、汽車、電子電氣、管件和灌溉用品等方面。近年我國pom市場增長迅速,2002年我國pom市場表觀消費量為13.657萬噸,1990~2002年pom市場表觀消費量年均增長率為11.7%。預計2005年我國pom市場表觀消費量為16.8萬噸,2000~2005年pom市場表觀消費量年均增長率將達到10.3%。到2010年,我國pom市場表觀消費量將增加到19.7萬噸,2005~2010年pom市場表觀消費量年均增長率將達到3.2%。
支持我國pom市場迅速發(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應用市場不斷擴大,用量不斷增加;我國pom生產(chǎn)原料價廉易得,pom生產(chǎn)和貿(mào)易利潤豐厚;pom應用領域不斷出現(xiàn)新突破,如改性材料的研究開發(fā)等。鑒于我國市場需求的穩(wěn)步增長,近期內pom的價格將繼續(xù)保持穩(wěn)中有升的趨勢。
技術差距不容忽視
盡管我國pom的市場需求不斷攀升,但由于我國對pom的研制開發(fā)相對較晚,國內pom的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量以及品種、質量始終不能滿足市場的需求。我國pom生產(chǎn)與*水平相比,仍存在原料單耗高、裝置規(guī)模小、質量不穩(wěn)定、品種牌號少等問題。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)過改進有所下降,但差距仍然較大。
我國pom行業(yè)連續(xù)多年生產(chǎn)能力和產(chǎn)量都較低,生產(chǎn)能力和產(chǎn)量仍然不能滿足市場的需求。2002年我國pom生產(chǎn)廠家僅有3家,其中只有云天化集團公司的pom生產(chǎn)裝置為萬噸級(現(xiàn)已擴能為2萬噸/年)。2002年我國pom生產(chǎn)能力為1.28萬噸/年,產(chǎn)量約為1萬噸。1966~2002年我國pom生產(chǎn)能力年均增長率為16.7%,產(chǎn)量年均增長率為18.8%,可見擴大國內pom廠家的生產(chǎn)能力勢在必行。預計2005年我國pom生產(chǎn)廠家將達到6家,總生產(chǎn)能力將可達13萬噸/年;預計2010年我國pom生產(chǎn)能力為19萬噸/年,2005~2010年pom生產(chǎn)能力年均增長率將達到7.9%。
造成我國pom產(chǎn)能增長不能滿足市場需求的原因是:國內pom市場增長較快,而我國pom生產(chǎn)的基礎比較薄弱;另外pom是資金和技術密集型的材料類化工產(chǎn)品,我國巨大的市場引起了國外大公司的關注,外國公司一直想以其產(chǎn)品占據(jù)我國市場,不愿轉讓技術,使國產(chǎn)pom的技術水平提高緩慢,不能滿足用戶需求;再有就是長期以來,我國經(jīng)濟體制和企業(yè)經(jīng)營機制不符合市場經(jīng)濟規(guī)律,企業(yè)不能及時獲得足夠的資金投入,制約了pom生產(chǎn)的發(fā)展。
進出口不均衡
我國pom產(chǎn)量雖然已有所增加,但仍然不能滿足國內市場的需求,每年都要進口大量pom。我國進口pom的主要國家和地區(qū)是日本、美國、韓國以及我國中國臺灣省等。2002年,我國pom進口量為13.557萬噸,1995~2002年pom進口量年均增長率為26.3%。我國每年也有少量pom的出口貿(mào)易,2002年,pom出口0.9萬噸。
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(jù)了解,現(xiàn)在國內有多家正在進行中的pom在建項目,如杜邦-旭化成(張家港)公司的pom項目已破土動工,上海藍星化學新材料廠的pom擬建項目正在積極運作當中。根據(jù)我國pom擬建項目的情況,在具有原料基礎和技術基礎的地點,引進資金和*的技術設備,建設有經(jīng)濟規(guī)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(shù):
密度
| g /cm3
| 1.39
|
吸水率
| %
| 0.2
|
連續(xù)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(shù)
|
| 1.1
|
熱導率
| W/(m×K)
| 031
|
摩擦系數(shù)
|
| 0.35
|
其綜合表現(xiàn)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(wěn)定性好,產(chǎn)品的尺寸精度高。
•良好的滑動。
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