[精品]聚甲醛的研究進(jìn)展

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1、聚甲醛1955年前后杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛為熱塑性結(jié)晶聚合物。由于其具冇類似金屬的硬度、強(qiáng)度和剛性，被譽(yù)為“超鋼”或者“賽鋼”,又稱聚氧亞甲基。英文縮寫為POM。聚甲醛乂可分為兩大類：均聚甲醛和共聚甲醛。均聚甲醛是甲醛或是三聚甲醛的均聚物，碳-氧鍵的存在使大分子自由旋轉(zhuǎn)容易，因此它的流動(dòng)性好，固體的沖擊強(qiáng)度高。共聚甲醛是三聚甲醛和二氧五環(huán)的共聚體，英主鏈上冇碳-碳鍵,碳碳鍵對(duì)降解有終止作用，因此共聚物的熱穩(wěn)定性很好。AAAA均聚甲醛的結(jié)構(gòu)式聚甲醛（POM）是一種性能優(yōu)良的工程塑料，有“奪鋼”、“超鋼”Z稱。它是一種沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性

2、的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。它的力學(xué)性能主要表現(xiàn)為有類似金屬的碩度、強(qiáng)度和剛性；在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤(rùn)滑性；具有良好的耐疲勞性；磨擦性能非常優(yōu)異；尺寸穩(wěn)定性好，產(chǎn)品的尺寸精度高。POM以低于其他許多工程塑料的成本，正在替代一些傳統(tǒng)上被金展所占領(lǐng)的市場(chǎng)，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件，口問世以來，POM已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。當(dāng)然隨著對(duì)POM進(jìn)一步的研究，POM在很多新領(lǐng)域也嶄露頭角，如醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器械等方面，POM也表現(xiàn)出較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。接下來就總結(jié)一下POM在齊個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。首先在機(jī)械方面由于聚甲醛

3、具有硬度大、耐磨、耐疲勞、沖擊強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好、有自潤(rùn)滑特點(diǎn)，因而被大量用于制造各種齒輪、滾輪、軸承、輸送帶、彈簧、凸輪、螺栓及各種泵體、殼體、葉輪摩擦軸承等機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。在汽車工業(yè)屮聚甲醛的應(yīng)用量也是較大的。用聚甲醛制作的零件具冇減少潤(rùn)滑點(diǎn)、耐磨、便于維修、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、提高效率、降低成木、節(jié)約銅材等良好效果。代替銅制作汽車上的半軸、行星齒輪等不但節(jié)約了銅，而且提高了使用壽命。在建筑屮，由于其硬度大、耐磨、耐疲勞、沖擊強(qiáng)度高，POM可做自來水龍頭、窗框、洗漱盆、水箱、門帝滑輪、水表殼體和水管接頭等。農(nóng)業(yè)方面，手動(dòng)噴霧器部件，播種機(jī)的連接和聯(lián)運(yùn)部件，擠

4、乳機(jī)的活動(dòng)部件，排灌水泵殼，進(jìn)出水閥座、接頭和套管等都可由POM制造。它述可用于氣溶膠的包裝、輸送管、浸在油屮的部件及標(biāo)準(zhǔn)電阻面板等。雖然聚甲醛的力學(xué)性能優(yōu)良，用途廣泛，但美屮不足的是聚甲醛的沖擊韌性低、缺口敏感性大、耐熱性熱這些缺點(diǎn)極大地限制了聚甲酶在某些領(lǐng)域中應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。因此，對(duì)聚甲醛進(jìn)行改性研究意義重大。聚甲醛的改性研究始于80年代，十兒年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域做了大量的研究工作，取得了一些令人鼓舞的成就。目前對(duì)聚甲醛改性的方法包括填充、增強(qiáng)和共混等，其屮以通過高聚物共混制備聚卬醛合金為主要手段。但是，從分子結(jié)構(gòu)的角度分析，聚甲醛分子主鏈基團(tuán)，這種結(jié)

5、構(gòu)造成聚甲醛與其它聚合物相容性極差，給改性工作帶來巨大困難，因此提高聚甲醛與改性劑間的相容性是聚甲醛改性成功的關(guān)鍵因素。如前所述，聚甲醛是一種不帶側(cè)基的結(jié)品性很強(qiáng)的塑料，與其它聚合物的相容性較差。為了達(dá)到良好的改性目的，必須采取措施增進(jìn)兩者之間的相容性，具體來說，可以考慮采取以下辦法：(1)、加入增容劑。即選用一種與體系兩種聚合物組分都有較好相容性的物質(zhì)作為中介，它可以降低原兩組分間的界面張力，促進(jìn)它們之間的結(jié)合，從而起到增容的作用。如將甲醛與一縮二乙二醇縮合作為POM和PU共混物的壇容劑，取得了良好的增容效果。再比如制備分子量為7000的(CH2)段，分子量

6、分別為10000,20000的(CH2CH2O)段的共聚物作為POMPU共混物的增容劑，結(jié)果表明，增容劑的加入，不但可以使POM球晶變小使共混體系易于相容，而且增容劑本身單獨(dú)與POM共混也可以起到增韌作用。(2)、聚合物組分之間引入相互作用的基團(tuán)。當(dāng)共混體系兩者之間的極性相差較大時(shí)，可以在非極性聚合物上引入極性基團(tuán)，通過極性基團(tuán)間的偶極作用實(shí)現(xiàn)增容。如DuPont公司開發(fā)的用TPU接枝共混POM商品名為Derlinl00ST>500ST的樹脂的合成工藝就是利用了這一原理。(3)、利用混合過程中的化學(xué)反應(yīng)或作用增容。在高剪切混合機(jī)中，橡膠大分子鏈會(huì)發(fā)生自曲基裂解

7、和重新結(jié)合，從而可能與另一組分形成少量嵌段或接枝共聚物，產(chǎn)生增容作用。上海交大張祥福等研究了NBRPOM共混體系的動(dòng)態(tài)硫化過程，結(jié)果證實(shí)，由NBR屮的丙烯月青與POM在動(dòng)態(tài)硫化過程屮形成了某種結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了NBR與POM間的界而結(jié)合，從而增進(jìn)了它們Z間的相容。少量過氧化物Z類的引發(fā)劑存在可以加速這一過程。(1)、互穿網(wǎng)絡(luò)(TPN)法。這種方法將兩種聚合物穩(wěn)定地相互貫穿在一起，其增容作用是不言而喻的。也有人認(rèn)為上面提到的DuPont公司的DerlinlOOST中，TPU與POM所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)就是：TPN結(jié)構(gòu)。近年來，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了眾多高性能特種工程塑

8、料，這為聚甲醛的共混改性研究提供了優(yōu)質(zhì)