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聚甲醛

发布日期:2016-03-31 16:35:00
  聚甲醛(英文:polyformaldehyde)又名缩醛天然树脂(acetaln resins);聚氧气亚甲基(polyoxymethylenes)。全名聚甲醛天然树脂,略称聚甲醛,热范性形成晶体聚合物。被誉为“超钢”还是“赛钢”,。排列式如下所述,英文减写为POM。经过甲醛聚合所得之聚合物,聚适宜不高,且易受热解聚。
  年初后美国杜邦企业由甲醛聚合获得甲醛的均聚物。聚甲醛很易形成晶体,形成晶体度70百分之百以上。均聚甲醛的熔化温度为180℃左右。
  它是继聚酰胺在这以后又一种综合性能良好的工程分子化合物塑料,具备高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲乏性和抗蠕改变性别,还具备良好的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是五大通用工程分子化合物塑料之一。
  缩醛聚合物即聚甲醛是由甲醛聚合形成的,它也常称做聚氧气亚甲基(POM)。由甲醛来制备聚合物早在20百年20时代 就被研讨过,不过一直到l950年杜邦研发出Delrin (戴林)曾经尚来制得热牢稳的材料。均聚物是用十分纯的甲醛经阴离子聚合制得。形成的聚台物是不溶的。随着聚合反响的施行不断析出。随着甲醛选出缩醛天然树脂被拉开,于是发生了热降解。聚合物的热牢稳性可经过端羟基与CH3COOH酐的酯化来增长。改善热牢稳性的另 一个办法是与第二单体:如环氧气乙烷等共聚,其聚物是按阳离子聚合法制备的。
  缩醛树 脂的热降解有四种机理聚丙烯酰胺生产厂家第1种是热或碱催化的链解聚;最后结果是释出甲醛,聚合物的端基割闭可减损这种倾向;第二种是氧气进击聚合物的无规则位萱也导敛解聚,采 用抗氧气剂可减损这种降解机理的发生,共聚也有助于减低这种倾向;第三种机理是缩醛天然树脂链被酸断开。第四种降解是当温崖超过270℃时发生热解聚,这一点儿很 关紧,它告诫操笔者加工温度要维持270℃以下,以防止聚合物降解。
  缩醛天然树脂是高度形成晶体的,典型的形成晶体度是75百分之百,熔点星180℃。与聚乙烯(PE)相形。因为C—O键更短所以分子链堆积得更紧急,其最后结果是聚台物的熔点更高。高的形成晶体度给予缩醛聚合物以美好的抗溶剂性。聚合物辛要是线型。其分子量(Mn)在20000到110000之间。
  缩醛天然树脂是 强而硬且有令人满意疲乏性和热牢稳性的热塑(性)分子化合物塑料,它电具备低的磨擦系数和令人满意的耐热性以觉得缩醛天然树脂大致相似于锦纶,但它的耐疲乏性、耐蠕改变性别、硬度和耐水 性比锦纶更好。不过缩醛天然树脂的抗蠕变有经验还不如聚碳酸酯。如前所述,缩醛天然树脂具备特别好的耐溶剂性,还没有找到在70℃以下可以溶解缩醛天然树脂的有机溶剂;不过 它可以在某些溶剂中溶胀。缩醛天然树脂对酸、碱和氧气化剂敏锐。尽管C—O键是极性的。但它已被均衡。且极性比锦纶中的碳酰基小得多,其最后结果造成缩醛天然树脂具备相对 低的吸湿性。吸附的小量潮气有可能引动溶胀和尺寸变动,但不会造成聚合物水分解而降解。潮气的影响比锦纶聚合物小得多。紫外光光町能会{f起聚台物降解,町以 经过参加炭黑来减低这种降解。共聚物一般具备和均聚物大致相似的性质,但均聚物的力学性能比共聚物稍高一点。其熔点也更高,但其热牢稳性和耐碱性比共聚物差。 均聚物和共聚物都是补充填料(玻璃纤维、含氟聚合物、芳族聚酰胺纤维和其它填料)制成增韧级、紫外光光(UV)牢稳级材料。缩醛天然树脂与聚氨酯弹性体共混提 高其韧性,这些个材料都可以在市场上买到。
  用于注射成型、注塑成型和挤出成型的缩醛天然树脂都可买到。在加工过程中关紧的是不要超温或因为萌生甲醛而引动的严重超 压。聚合物在关机前应清洗整洁,免得在开始工作过程中过热。缩醛天然树脂应在干燥的地方贮存。缩醛天然树脂的表观粘度对剪切应力和温度的倚赖性比聚烯烃小,不过其熔体 却具备低弹性和低强度。低的熔体强度是应用吹塑成型时存在的一个问题。对吹塑成型来说,带有支链结构的共聚物更适合使用。形成晶体速度很快,模塑后收缩可在成型后 的48h内完成。因为迅速形成晶体很难制得透明薄膜。
  美国和加拿大l997年缩醛天然树脂的市场需要量为3.68亿lb。缩醛天然树脂的应用涵盖:齿轮、辊筒、管道器件、泵零 件、风扇叶片、吹塑膜制的空气胶体溶液器皿、模制链轮和锁链儿,它常常用以直接代替金属。缩醛天然树脂主要用于注射成型,其次用于挤出板料和棒材。缩醛天然树脂的低磨擦 系数使之可用以制作令人满意的轴承。
  理化性质
  聚甲醛是一种没有侧链,高疏密程度,高形成晶体性的线性聚合物,具备特别好的综合性能。
  聚甲醛是一种外表光溜,有光泽的硬而细致精密的材料,淡黄或白的颜色,可在-40-100°C温度范围内长时期运用。它的耐磨性和自润滑油性也比绝大部分数工程分子化合物塑料优良,又有令人满意的耐油,耐过氧气化物性能。很不耐酸,不耐烈性碱和不耐阳光紫外光的辐射。
  聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸牢稳,有光泽,这些个性能都比锦纶好,聚甲醛为高度形成晶体的天然树脂,在热范性天然树脂中是最坚韧的。具抗热强度,屈曲强度,耐疲乏性强度均高,耐磨性和电性能良好。
  结构
  聚甲醛的分子是一种没有侧链的高疏密程度、高形成晶体性的线型聚合物。因为C-O键的键长小于C-C键,因为这个聚甲醛链轴方向的补充疏密程度大。与聚乙烯相形,聚甲醛的碳氧气键短,内聚能疏密程度高,疏密程度大。
  按其分子链中化学结构的不一样,可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的关紧差别是:均聚甲醛疏密程度、形成晶体度、熔点都高,但热牢稳性差,加工温度范围窄(约10℃),对酸碱牢稳性略低;而共聚甲醛疏密程度、形成晶体度、熔点、强度都较低,但热牢稳性好,不易分解,加工温度范围宽(约50℃),对酸碱牢稳性较好。是具备特别好的综合性能的工程分子化合物塑料。有令人满意的物理、机械和化学性能,特别是有特别好的耐磨擦性能。俗称赛钢或夺钢,为第三大通用分子化合物塑料。 适于制造减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件。
  聚甲醛分子链的温柔和顺性大,链的结构归置性高,故而形成晶体度高,形成晶体有经验强。均聚甲醛的形成晶体度为75百分之百——85 百分之百,共聚甲醛为70百分之百——75 百分之百,纵然迅速淬火,形成晶体度也能达到65百分之百以上。绝对非晶态的聚甲醛只有在-100℃时能力获得。
  高疏密程度和高形成晶体度是聚甲醛具备良好胜能的主要端由,如硬度大和模量高,尺寸牢稳性好,耐疲乏性冒尖,不易被化学媒介腐蚀等。尽管聚甲醛分子链中C-O键有一定的极性,但因为高疏密程度和高形成晶体度约束限制了偶极矩的运动,因此使其仍具备令人满意的电绝缘性能和介电性能。
  聚甲醛端基中包括半缩醛结构。当加热至100℃左右时,可从其端基的半缩醛处渐渐解聚,因为这个其耐热性较低。当加热到170℃左右时,可从分子链的不论什么一处发生半自动氧气化反响而放出甲醛,甲醛在高温有氧气特殊情况被氧气化变成甲酸,甲酸对聚甲醛的降解反响有半自动加速催化效用,因为这个常在均聚甲醛天然树脂中加人热牢稳剂、抗氧气化剂、甲醛借鉴剂等,以满意成形加工的需求。因为共聚甲醛分子链中包括一定量的C-C键,它可以阻挡聚甲醛分子链的氧气化降解,故而共聚甲醛比均聚甲醛的热牢稳性能要好得多。不过不管是均聚甲醛仍然共聚甲醛,在加工和应用时应充分看得起其热牢稳性和热氧气牢稳差的欠缺。
  性能数字
  聚甲醛制品
  聚甲醛制品
  比重
  熔点 175°
  伸强度(屈挠)
  伸长率(屈挠)
  (断开)
  冲击强度(无损口儿)
  (带缺口儿)
  均聚甲醛的合成普通以甲醛的水溶液在酸的存在下缩减聚合。获得聚适宜为100以上的a-聚甲醛,而后将其加热分解成甲醛气体,经精制和脱水后,一般利用局部预聚合的办法醇化单体,而后通入含小量导发剂的干燥溶剂中施行聚合。由于水的存在,使分子量显著减低。导发剂可用路易斯酸或碱等。但大部分用叔胺施行负离子加成聚合,反响如下所述:聚甲醛的端基为半缩醛(—CH2OH),当温度高于 100℃ 时,端基易断开,普通需经端基处置使之牢稳化。牢稳化处置后可耐热到230 ℃。多聚甲醛可在 170——200 ℃的温度下加工,如注射、挤出、吹塑等。主要用作工程分子化合物塑料,用于交通工具、机械器件等。
  特别的性质
  是一种坚韧有弹性的材料,纵然在低温下仍有美好的抗蠕变特别的性质、几何牢稳性和抗冲击特别的性质。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具备美好的延展强度、抗疲乏强度,但难于加工。共聚物材料有美好的热牢稳性、化学牢稳性况且便于加工。不管均聚物材料仍然共聚物材料,都是形成晶体性材料况且不易借鉴养分。POM的高形成晶体程度造成它有相当高的收缩率,可高达到2百分之百——3.5百分之百。对于各种不一样的加强型材料有不一样的收缩率。
  用场
  聚甲醛(POM)是一种性能良好的工程分子化合物塑料,在海外有“夺钢”、“聚甲醛制品
  聚甲醛制品
  超钢”之称。POM具备大致相似金属的硬度、强度和钢性,在很宽的温度和湿润程度范围内都具备美好的自润滑油性、令人满意的耐疲乏性,并富于弹性,这个之外它还有较好的耐化学品质性格。POM以低于其它很多工程分子化合物塑料的成本,正在代替一点传统上被金属所占据的市场,如代替锌、黄铜、铝和钢制造很多器件,自问世以来,POM已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、交通工具、建筑材料、农业等领域。在众多新领域的应用,如医术、运动器械等方面,POM也表达出较好的提高情势。
  广泛用于制作各种滑动、转动因械零件,做各种齿轮、杠杆、轮轴、链轮,尤其相宜做轴承,热水阀门、精确计量阀、输送机的链环和辊子、流量计、交通工具里外部把儿、曲轴弯曲部分等车窗转动因械,油泵轴承座和叶轮燃气开关阀、电子开关零件、紧固体、接线柱镜遮蔽保护面部的罩子、电扇零件、加热板、仪表钮 ;灌音录像带的轴承 ;各种管道和农业喷灌系统以及阀门、莲蓬头、自来水龙头、冲澡盆零件;开关键盘、按键、音像带卷轴;温控定时器;动力工具,庭园收拾工具零件;额外可作为冲浪板、帆船及各种雪撬零件,手腕上的表微型齿轮、体育运动用设施的框架辅件和肩包用各种环扣、紧固件、打火机、拉索、扣环;医疗器械中的心脏起博器;人工制造心脏瓣膜、顶椎、以致等用于化工、制药等化学合成及运用无水甲醛作原料的合成方面。
  添加导电性炭黑是制作导电性POM的常用办法,所说的导电性炭黑是指粒径较小、表平面或物体表面的大小较大且锁状建构较多的一类炭黑。
  炭黑普通是有各种有机烃类以不绝对燃烧现象的办法或热分解的办法制成的,为不溶不熔的微球状粒子,其外表除孤对电子和芳 香环外,还有醌式碳酰基及酚式羟基等极性官能团。导电性炭黑的添加量普通为0.5百分之百-20百分之百,若炭黑的导电性较好,则POM的外表电阻率或大小电阻率均可降 低至1*10²数目等级。但因为炭黑外表较高等级性官能团的效用,往往会导致POM热牢稳性减退,继续往前导致物理力学性能的减低。为克服此缺 点,可采取导电性炭黑和亲水性高分子化合物(如PEG)并用的办法,以减损炭黑的运用量,也可以认为合适而使用添加以甲醛捕猎剂为主的热牢稳剂办法,改进整体体系热牢稳 性。
  与之相形,碳纤维的运用既能使POM的各种性能(涵盖自润滑油性)有较大的增长,又可达到令人满意的抗静电性。如添加20百分之百导电性较好的碳纤维时,POM的外表电阻率和大小电阻率均可达到1*10²数目级。
 
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