1955年前后美国杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易结晶,结晶度70%以上。均聚甲醛的熔融温度为180℃左右。
它是继聚酰胺之后又一种综合性能优良的工程塑料,具有高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性,
还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是五大通用工程塑料之一。缩醛聚合物即聚甲醛是由甲醛聚合形成的,它也常
称做聚氧亚甲基(POM)。由甲醛来制备聚合物早在20世纪20年代 就被研究过,但是直到l950年杜邦开发出Delrin (戴林)以
前尚来制得热稳定的材料。均聚物是用非常纯的甲醛经阴离子聚合制得。形成的聚合物是不溶的。随着聚合反应的进行不断析出。
随着甲醛选出缩醛树脂被拉开,于是发生了热降解。聚合物的热稳定性可通过端羟基与醋酸酐的酯化来提高。改善热稳定性的另
一个方法是与第二单体:如环氧乙烷等共聚,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。第一种是热或碱催化的链解聚;结果是释出甲醛,聚合物的端基割闭可减少这种倾向;第二种是
氧进攻聚合物的无规则位萱也导敛解聚,采 用抗氧剂可减少这种降解机理的发生,共聚也有助于降低这种倾向;第三种机理是缩
醛树脂链被酸断裂。第四种降解是当温崖超过270℃时发生热解聚,这一点很重要,它告诫操作者加工温度要保持270℃以下,以
避免聚合物降解。
缩醛树脂是高度结晶的,典型的结晶度是75%,熔点星180℃。与聚乙烯(PE)相比.由于C—O键更短所以分子链堆积得更紧密,
其结果是聚合物的熔点更高。高的结晶度赋予缩醛聚合物以很好的抗溶剂性。聚合物主要是线型.其分子量在20000到110000之间。
缩醛树脂是强而硬且有良好疲劳性和热稳定性的热塑性塑料,它电具有低的摩擦系数和良好的耐热性以认为缩醛树脂类似于尼龙,
但它的耐疲劳性、耐蠕变性、硬度和耐水性比尼龙更好。但是缩醛树脂的抗蠕变能力不如聚碳酸酯。如前所述,缩醛树脂具有优
异的耐溶剂性,还没有找到在70℃以下可以溶解缩醛树脂的有机溶剂;但是它可以在某些溶剂中溶胀。缩醛树脂对酸、碱和氧化
剂敏感。尽管C—O键是极性的.但它已被平衡.且极性比尼龙中的羰基小得多,其结果导致缩醛树脂具有相对 低的吸湿性。吸
附的少量湿气可能引起溶胀和尺寸变化,但不会导致聚合物水解而降解。湿气的影响比尼龙聚合物小得多。紫外线光町能会引起
聚合物降解,可以通过加入炭黑来降低这种降解。共聚物通常具有和均聚物类似的性质,但均聚物的力学性能比共聚物稍高一些.
其熔点也更高,但其热稳定性和耐碱性比共聚物差。 均聚物和共聚物都是填充填料(玻璃纤维、含氟聚合物、芳族聚酰胺纤维和
其他填料)制成增韧级、紫外线光稳定级材料。缩醛树脂与聚氨酯弹性体共混提高其韧性,这些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树脂都可买到。在加工过程中重要的是不要超温或由于产生甲醛而引起的严重超压。
聚合物在关机前应清洗干净,以免在启动过程中过热。缩醛树脂应在干燥的地方储存。缩醛树脂的表观粘度对剪切应力和温度
的依赖性比聚烯烃小,但是其熔体 却具有低弹性和低强度。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用。结晶速度很快,模塑后收缩可在成型后的48h内完成。由于快速结晶很难制得透明薄膜。
美国和加拿大l997年缩醛树脂的市场需求量为3.68亿lb。缩醛树脂的应用包括:齿轮、辊筒、管道部件、泵零 件、风扇叶片、
吹塑膜制的空气溶胶容器、模制链轮和锁链,它经常用以直接取代金属。缩醛树脂主要用于注射成型,其次用于挤出板材和棒
材。缩醛树脂的低摩擦系数使之可用以制造良好的轴承。
POM是一种表面光滑、有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,薄壁部分呈半透明。燃烧特性为容易燃烧,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端呈蓝色,发生熔融滴落,有强烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。
POM为白色一般不透明,着色性好, 比重1.41-1.43克/立方厘米,成型收缩率1.2-3.0%,成型温度170-200℃ ,干燥条件80-90℃ 2小时。POM的长期耐热性能不高,但短期可达到160℃,其中均聚POM短期耐热比共聚POM高10℃以上,但长期耐热共聚POM反而比均聚POM高10℃左右。可在-40℃~100℃温度范围内长期使用。POM极易分解,分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生,故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。
缺点
优点
1、具高机械强度和刚性;
2、最高的疲劳强度;
3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳;
4、耐反覆冲击性强;
5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃);
6、良好的电气性质;
7、复原性良好;
8、具自已润滑性、耐磨性良好
9、尺寸安定性优。
缺点
受强酸腐蚀,耐侯差,粘合性差,热分解与软化温度接近,限氧指数小。
P用途
多聚甲醛为高甲醛含量的固态甲醛,呈固体颗粒状、便于贮存和运输。在较高的温度下能变成甲醛蒸气,易于代替高浓度甲醛参与各种反应,有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用,特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面,用途广泛。主要有以下几方面:
(1)农药:合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等;
(2)涂料:合成高档汽车用漆;
(3)树脂:合成脲醛树脂、酚醛树脂、聚缩醛树脂、蜜胺树脂、离子交换树脂等及各种粘合剂;
(4)造纸:合成纸张增强剂;
(5)铸造:翻砂脱膜剂、合成铸造粘合剂;
(6)养殖业:薰蒸消毒剂。
(7)有机原料:用于制备季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、N-羟基甲基丙烯酰胺、烷基苯酚、甲基乙烯基酮等。
(8)其他:医药及消毒。