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聚甲醛(POM)的概述、特性及应用

发布日期:2015-03-12 来自:全球塑胶网

1、概述

聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。结构为,英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。一般结构长度有八到一百个单位。长链多聚甲醛常用制作于耐热塑胶, 又称聚甲醛塑胶(POE,杜邦出产之Derlin)。多聚甲醛因为分解快速而稍具臭味,可用于熏烟消毒、杀菌,也可用于制备纯甲醛(可制福马林)。低温储存甲醛溶液便会缓慢生成多聚甲醛,以白色不溶物沉淀出来。

2、基本性质

聚甲醛是一种没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能。
聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在-40-100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐强碱和不耐太阳光紫外线的辐射。
聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度,弯曲强度,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良。
CAS No.:9002-81-7分 子 式:CH₂O分 子 量:30.0260比重 1.43[1] 熔点 175°C[1] 伸强度(屈服) 70MPa伸长率(屈服) 15%(断裂) 15%冲击强度(无缺口) 108KJ/m2(带缺口) 7.6 KJ/m2
聚甲醛的分子结构式为毛CHZ-0矢,是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。由于C-0键的键长小于C-C键,因此聚甲醛链轴方向的填充密度大。与聚乙烯相比,聚甲醛的碳氧键短,内聚能密度高,密度大。
  按其分子链中化学结构的不同,可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的重要区别是:均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高,但热稳定性差,加工温度范围窄(约10℃),对酸碱稳定性略低;而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度范围宽(约 
50℃),对酸碱稳定性较好。是具有优异的综合性能的工程塑料。有良好的物理、机械和化学性能,尤其是有优异的耐摩擦性能。俗称赛钢或夺钢,为第三大通用塑料。 
适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件。
  聚甲醛分子链的柔顺性大,链的结构规整性高,因而结晶度高,结晶能力强。均聚甲醛的结晶度为75%一85 %,共聚甲醛为70%一75 
%,即使快速淬火,结晶度也能达到65%以上。完全非晶态的聚甲醛只有在一100℃时才能得到。
  高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良胜能的主要原因,如硬度大和模量高,尺寸稳定性好,耐疲劳性突出,不易被化学介质腐蚀等。尽管聚甲醛分子链中C-。键有一定的极性,但由于高密度和高结晶度束缚了偶极矩的运动,从而使其仍具有良好的电绝缘性能和介电性能。
  聚甲醛端基中含有半缩醛结构。当加热至100℃左右时,可从其端基的半缩醛处逐渐解聚,因此其耐热性较低。当加热到 
170℃左右时,可从分子链的任何一处发生自动氧化反应而放出甲醛,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应有自动加速催化作用,因此常在均聚甲醛树脂中加人热稳定剂、抗氧化剂、甲醛吸收剂等,以满足成形加工的需要。由于共聚甲醛分子链中含有一定量的C-C键,它可以阻止聚甲醛分子链的氧化降解,因而共聚甲醛比均聚甲醛的热稳定性能要好得多。但是无论是均聚甲醛还是共聚甲醛,在加工和应用时应充分重视其热稳定性和热氧稳定差的缺点。
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。注塑模工艺条件:干燥处理:如果材料储存在干燥环境中,通常不需要干燥处理。熔化温度:均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃。模具温度:80~105℃。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。注射压力:700~1200bar。注射速度:中等或偏高的注射速度。流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。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强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%~3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。

3、主要用途

由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲劳、冲击强度高、尺寸稳定性好、有自润滑特点,因而被大量用于制造各种齿轮、滚轮、轴承、输送带、弹簧、凸轮、螺栓及各种泵体、壳体、叶轮摩擦轴承等机械设备的结构零部件。用聚四氟乙烯乳液改性的高润滑聚甲醛制造的机床导板具有优良的刚性和耐疲劳性,能克服纯聚四氟乙烯易被磨耗和易蠕变的缺点,而且与金属摩擦的静、动摩擦系数基本相同,显示出了突出的自润滑特性。用作灭菌剂、消毒剂、熏蒸剂。用于有机合成,制药工业。

制药包装机械

输送螺杆、星轮、齿条、链轮、垫条等。图为本公司用聚甲醛加工的进口设备配件。

汽车工业 

聚甲醛在汽车工业中的应用量较大。用聚甲醛制作的零件具有减少润滑点、耐磨、便于维修、简化结构、提高效率、降低成本、节约铜材等良好效果。代替铜制作汽车上的半轴、行星齿轮等不但节约了铜,而且提高了使用寿命。在发动机燃油系统,POM可以制造散热器水管阀门、散热器箱盖、冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、水本叶轮、气化器壳体、油门踏板等零件。

电子电器

由于聚甲醛的电耗较小,介电强度和绝缘电阻较高,具有耐电弧性等性能,使之被广泛的应用于电子电器领域。如可用聚甲醛制造电扳手外壳、电动羊毛剪外壳、煤钻外壳和开关手柄等,还可制造电话、无线电、录音机、录像机、电视机、计算机和传真机的零部件、计时器零件,录音机磁带座。 

其它方面

建筑:可做自来水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表壳体和水管接头等。农业机械:手动喷雾器部件,播种机的连接和联运部件,挤乳机的活动部件,排灌水泵壳,进出水阀座、接头和套管等。还可用于气溶胶的包装、输送管、浸在油中的部件及标准电阻面 板等。