我国聚甲醛生产和改性发展现状

我国聚甲醛生产和改性发展现状

孟俊清

开封龙宇化工有限公司  开封475200

摘要：聚甲醛（POM），也称为聚甲醛，是五种通用塑料之一。其年产量仅次于尼龙（PA）和聚碳酸酯（PC）。POM的主要分子结构链为2CH2O）n-，没有侧链，具有高的结构规整性、高的碳氧键合能、高的相干能密度，是一种高度结晶流动的热塑性聚合物。

关键词:聚甲醛改性分子链

聚甲醛在制造的技术上的表现相当突出，并且使用的范围也是相当的广阔的。同时，聚甲醛对中国工艺品制造方面也有着一定的重要作用。

1聚甲醛用途

1.1汽车行业

聚甲醛在车辆制造业中的需求量很大。采用聚甲醛所生产的汽车零件,有着降低润滑点、更加耐磨、方便维护、改善设备功能、增加制造质量、降低材料成本、节省铜材等的效果。聚甲醛在汽油领域中,主要用于生产汽油泵、汽化器、汽车输油管、汽油驱动阀、汽车万向节轴承、汽油刹车外壳壳体、汽车车窗提升机、车辆安全带扣、汽车门把手、门锁座等。而在重型发动机领域,聚甲醛则主要用来生产浮动块、压力传讯器外齿轮、钢板簧片减震外壳壳体、推力棒球座等。

1.2机械制造行业

在机械生产中，POM可用于生产机床电机开关、通用润滑油导轨、研磨碗设计、圆柱形研磨机和液压套筒等。农业机械：手动喷洒部件、与播种机的连接和联运部件、移动挤奶部件、排水和灌溉泵壳、进水阀座、接头和管道等。此外，它还可用于气体载体、输送管道、浸在油脂中的机械部件和标准电阻板等的包装。

2我国聚甲醛产能现状

在甲醇产能严重过剩的情况下，该国启动了大量聚甲醛项目，这大大促进了苯丙胺的消化和吸收。目前，国内外使用的POM材料也主要来自英国富益国际工程有限公司和波兰ZAT有限公司。

3我国聚甲醛改性现状

聚合物树脂改性技术包括物理改性（混合、填充、增强、微发泡）和化学改性（共聚、嵌段、接种、渗透网），聚甲醛也不例外。然而，目前的改性技术仍然基于物理改性，相对困难、简单且易于实施。目前，世界上生产的聚甲醛产品有四五百种，改性高级聚甲醛产品的市场使用率已达30%以上，而中国海外公司已开始缓慢专注于改性高级产品的生产。目前，中国国内企业已经生产了数十种产品，其中90%是通用产品。

3.1增韧改性

POM的分子结构是规则的，结晶度达到75%至80%，导致冲击强度低、切口敏感性高和强度弱。硬化改性方法主要用于提高产品断裂时的冲击强度和膨胀强度。主要手段是弹性体硬化和硬颗粒的无机硬化。聚合物POM固化是迄今为止最常见和最简单的方法，但即使这种固化方法也会在一定程度上降低POM的硬度。然而，根据相关研究，影响硬化POM耐冲击性的主要因素是模具树脂中POM的类型、回火玻璃化转变温度、回火结构（即粒度和粒度分布）、回火含量和混合过程。

3.2摩擦磨损性能改性

目前，聚甲醛及其材料广泛应用于机械、车辆、电子设备等行业，生产各种具有自润滑、抗摩擦等特性的汽车零部件。然而，由于纯聚甲醛的高消耗值，它仅用于低速、低负荷和低压工作环境，难以适应高速、高压、高温和轻工作的工业部件的特性，例如精密机械、电子设备和汽车，严重影响了其在各个行业的广泛应用。目前，主要研究方向是添加结晶聚合物、硅油润滑脂、锌粉软金属板、无机粉末材料（如多层石墨）、润滑材料（如碳纤维）和其他对自身磨损因素影响较小的纤维材料（如聚四氟乙烯（PTFE）），聚四氟乙烯等改性聚甲醛材料的摩擦磨损财产最好。

3.3阻燃改性

因为POM分子链的特性决定了它可以在大爆炸的反应中分解并产生大量的乙醛气体，这可以促进大爆炸。因此，POM的极限纯氧指数仅低于15%，属于聚合物材料的较低水平，但亚结构中的氧浓度达到53%，并且非常容易点燃，这限制了其在电子和电器中的使用。由于POM的热稳定性较差，加工过程中存在少量酸碱物质会导致其质量退化，大量阻燃剂的加入也会导致POM的机械财产显著降低。因此，阻燃剂的要求非常严格，降低可燃性的改性工作也非常苛刻。文章还提到，无机减硫或硫磷阻燃剂的热分解温度非常适合POM，并且加热相对稳定，而无机阻燃剂通常是中性甚至弱碱，因此适合POM阻燃处理。目前，国内外在聚甲醛阻燃剂系列研发方面的最新研究成果包括：新开发的无卤复合磷硫复合阻燃体系对POM具有优异的阻燃效果，氧指数为52.8%，垂直着火温度为UL94V-0；在开发的基于聚磷酸铵的膨胀型无机防火产品中，当所有无机阻燃剂的总剂量仅为45%时，阻燃剂样品通过了UL94V-1控制标准，一些样品满足了自熄时间UL94V-0。以氢氧化铝为代表的无机防火系统对聚甲醛的机械财产干扰大，在加热和成型环境中容易分解，应用相对较少。

3.4稳定化改性

在主要的POM分子链中，也有精细的醚键，在光和热的影响下容易形成自由基，以降解解聚的乙酸醛。内部甲醛氧化成甲酸后，促进了热分解反应的终止，但耐久性不好。稳定系统的主要方法是改变分子结构并添加稳定剂，但在特定的生产和应用过程中，后者是主要的。例如，在工业中最常用的POM固化系统中，它通常由抗氧化剂、醛吸收剂和甲酸吸收剂组成，风味增强剂的具体应用也主要是用于热老化的受阻酚类抗氧化剂、高质量不饱和炔烃丙烯酸类聚合物（如三乙醇胺）；胺光稳定剂（HALS）和抗光老化的紫外线吸收剂，如苯并三唑，聚合物，如聚酯、聚酯、聚烯烃和遮光板，如氧化锌和炭灰。目前，POM稳定性改性技术主要集中在真正的抗氧化剂以及光稳定剂和热稳定剂上。最常见的真正使用的抗氧化剂品牌是醇抗氧化剂Irganox245和Irganox25，而光热稳定剂主要用于含氮物质，如双氰胺、聚合物化合物中的尿素、三聚氰胺和聚酰胺的改性。使用1.5%至3%的炭灰和氧化锌可以有效控制POM在紫外光下的分解和再结晶过程，并提高产品老化后的稳定性；使用0.3%至0.4%的F抗氧化剂可以有效延长聚甲醛产品的长期温度和臭氧保质期，且剂量小，成本低。不同的稳定剂相互混合或混合，通过协同效应改善温度老化和光POM老化，其稳定性越来越受到人们的关注。

4聚甲醛改性发展方向

聚甲醛因其分子结构特殊性稳定型处理

很复杂，科学地添加通用的助剂和加入某些高分子物质是本方面的重点研发目标。生产性能良好的聚甲醛材料及其合金时，从通用型向专用型的过渡成为当前聚甲醛行业所面临的重要问题。

5结束语

综上所述，将性能优良增容剂使用于日益完善的聚甲醛改性体系中的最有效途径，仍存在着相当的挑战性。各种填充添加剂相互复配，并通过协同效应提高了聚甲醛的某一种特性日益引起关注，但共混改性有机硅材料仍是未来聚甲醛改性开发的主流。为促进国内聚甲醛改性新型制品的研制开发，进一步扩大聚甲醛的广泛应用，积极探索发展新型的生产成型技术，向设计开发具备某种新颖功能的专用聚甲醛制品方式过渡，是未来的主要发展趋势。

参考文献

[1]王晓凤.离子液体用于萃取精馏提纯三聚甲醛的实验研究及流程模拟[D].中国石油大学(北京)，2020.

[2]吕锦飞.聚甲醛纤维混凝土性能研究[D].扬州大学，2019.

[3]施成宏.抗静电聚甲醛的研究与开发[D].吉林大学，2018.

[4]潘贝贝，王晓莉，张文辉，谷守玉．多聚甲醛合成脲甲醛缓释肥工艺初探[J].磷肥与复肥，2018(01)．

[5]炜婷，胡玉峰，魏立虎．离子液体在环丁砜中催化多聚甲醛合成三聚甲醛的研究[J].中国科学：化学，2019(12)．