pom

聚甲醛

聚甲醛(英文:polyformaldehyde)熱塑性結晶聚合物。被譽為“超鋼”或者“賽鋼”,又稱聚氧亞甲基。英文縮寫為POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受熱解聚。可用作有機化工、合成樹脂的原料,也用作藥物熏蒸劑。

性質


白色可燃結晶粉末,具有甲醛氣味。緩慢溶於冷水,在熱水中溶解較快。20℃時水中溶解度0.24g/100cmHO。不溶於乙醇、乙醚。溶於苛性鈉、鉀溶液。

一般性能

聚甲醛是一種表面光滑、有光澤的硬而緻密的材料,淡黃或白色,薄壁部分呈半透明。燃燒特性為容易燃燒,離火後繼續燃燒,火焰上端呈黃色,下端呈藍色,發生熔融滴落,有強烈的刺激性甲醛味、魚腥臭。聚甲醛為白色粉末,一般不透明,著色性好,比重1.41-1.43克/立方厘米,成型收縮率1.2-3.0%,成型溫度170-200℃,乾燥條件80-90℃2小時。POM的長期耐熱性能不高,但短期可達到160℃,其中均聚POM短期耐熱比共聚POM高10℃以上,但長期耐熱共聚POM反而比均聚POM高10℃左右。可在-40℃~100℃溫度範圍內長期使用。POM極易分解,分解溫度為280℃,分解時有刺激性和腐蝕性氣體發生。故模具鋼材宜選用耐腐蝕性的材料製作。

力學性能

POM強度、剛度高,彈性好,減磨耐磨性好。其力學性能優異,比強度可達50.5MPa,比剛度可達2650MPa,與金屬十分接近。POM的力學性能隨溫度變化小,共聚POM比均聚POM的變化稍大一點。POM的衝擊強度較高,但常規衝擊不及ABS和PC;POM對缺口敏感,有缺口可使衝擊強度下降90%之多。POM的疲勞強度十分突出,10交變載荷作用后,疲勞強度可達35MPa,而PA和PC僅為28MPa。POM的蠕變性與PA相似,在20℃、21MPa、3000h時僅為2.3%,而且受溫度的影響很小。POM的摩擦因數小,耐磨性好(POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC),極限PV值很大,自潤滑性好。POM製品對磨時,高載荷作用時易產生類似尖叫的雜訊。

電學性能

POM的電絕緣性較好,幾乎不受溫度和濕度的影響;介電常數和介電損耗在很寬的溫度、濕度和頻率範圍內變化很小;耐電弧性極好,並可在高溫下保持。POM的介電強度與厚度有關,厚度0.127mm時為82.7kV/mm,厚度為1.88mm時為23.6kV/mm。

環境性能

POM不耐強酸和氧化劑,對烯酸及弱酸有一定的穩定性。POM的耐溶劑性良好,可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱鹼等,並可在高溫下保持相當的化學穩定性。吸水性小,尺寸穩定性好。
POM的耐候性不好,長期在紫外線作用下,力學性能下降,表面發生粉化和龜裂。

成形性

結晶料,熔融範圍窄,熔融和凝固快,料溫稍低於熔融溫度即發生結晶,流動性中等,吸濕小,可不經乾燥處理。

生產過程


不同的生產工藝可以製造出不同種類的均聚甲醛和共聚甲醛。

均聚甲醛

要製造均聚甲醛,首先要製造無水 甲醛。主要方法是首先通過水合甲醛(甲二醇,HCH(OH) )與 乙醇的反應生成甲醛縮(二乙氧基甲烷,CH (OC H ) ),再將甲縮醛與水的混合物通過萃取或真空蒸餾的方法脫水,然後通過加熱甲縮醛的方式釋放其中的甲醛。此時甲醛在陰離子催化下開始聚合,然後通過乙酸酐進行封端處理,得到穩定的均聚甲醛。

共聚甲醛

要製造共聚甲醛,首先要把甲醛轉化為三氧雜環已烷(特別是1,3,5-三氧雜環己烷,又稱三聚甲醛)。

優缺點


優點

1、具高機械強度和剛性;2、最高的疲勞強度;3、環境抵抗性、耐有機溶劑性佳;
4、耐反覆衝擊性強;5、廣泛的使用溫度範圍(-40℃~120℃);6、良好的電氣性質;
7、復原性良好;8、具自已潤滑性、耐磨性良好;9、尺寸安定性優。

缺點

強酸腐蝕,耐侯差,粘合性差,熱分解與軟化溫度接近,限氧指數小。

用途


多聚甲醛為高甲醛含量的固態甲醛,呈固體顆粒狀、便於貯存和運輸。在較高的溫度下能變成甲醛蒸氣,易於代替高濃度甲醛參與各種反應,有利於化工、製藥等化學合成及其他工業領域的應用,特別是在要求使用無水甲醛作原料的合成方面,用途廣泛。主要有以下幾方面(1)農藥:合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等;(2)塗料:合成高檔汽車用漆;(3)樹脂:合成脲醛樹脂、酚醛樹脂、聚縮醛樹脂、蜜胺樹脂、離子交換樹脂等及各種粘合劑;(4)造紙:合成紙張增強劑; (5)鑄造:翻砂脫膜劑、合成鑄造粘合劑;(6)養殖業:薰蒸消毒劑。(7)有機原料:用於製備季戊四醇、三羥甲基丙烷、甘油、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、N-羥基甲基丙烯醯胺、烷基苯酚、甲基乙烯基酮等。(8)其他:醫藥及消毒。

中國發展現狀


聚甲醛(POM)以低於其他許多工程塑料的成本,正在替代一些傳統上被金屬所佔領的市場,如替代鋅、黃銅、鋁和鋼製作許多部件,自問世以來,pom已經廣泛應用於電子電氣、機械、儀錶、日用輕工、汽車、建材、農業等領域。在很多新領域的應用,如醫療技術、運動器械等方面,POM也表現出較好的增長態勢。
1、應用消費持續增長
POM用在那些對潤滑性、耐磨損性、剛性和尺寸穩定性要求比較嚴格的滑動和滾動的機械部件上,性能尤為優越,因此主要用於工業機械、汽車、電子電氣、管件和灌溉用品等方面。中國pom市場增長迅速,2002年中國pom市場表觀消費量為13.657萬噸,1990~2002年pom市場表觀消費量年均增長率為11.7%。預計2005年中國pom市場表觀消費量為16.8萬噸,2000~2005年pom市場表觀消費量年均增長率將達到10.3%。到2010年,中國pom市場表觀消費量將增加到19.7萬噸,2005~2010年pom市場表觀消費量年均增長率將達到3.2%。
2、技術差距不容忽視
儘管中國pom的市場需求不斷攀升,但由於中國對pom的研製開發相對較晚,中國內pom的生產規模、產量以及品種、質量始終不能滿足市場的需求。中國pom生產與其它國先進水平相比,仍存在原料單耗高、裝置規模小、質量不穩定、品種牌號少等問題。
3、產能增長不足需求
中國pom行業連續多年生產能力和產量都較低,生產能力和產量仍然不能滿足市場的需求。2002年中國pom生產廠家僅有3家,其中只有 雲天化集團的pom生產裝置為萬噸級(現已擴能為2萬噸/年)。2002年中國pom生產能力為1.28萬噸/年,產量約為1萬噸。1966~2002年中國pom生產能力年均增長率為16.7%,產量年均增長率為18.8%,可見擴大國內pom廠家的生產能力勢在必行。預計2005年中國pom生產廠家將達到6家,總生產能力將可達13萬噸/年;(不通,建議刪除)預計2010年中國pom生產能力為19萬噸/年,2005~2010年pom生產能力年均增長率將達到7.9%。
pom造成中國pom產能增長不能滿足市場需求的原因是:其它國pom市場增長較快,而中國pom生產的基礎比較薄弱;另外pom是資金和技術密集型的材料類化工產品,中國巨大的市場引起了國外大的關注,其它國一直想以其產品佔據中國市場,不願轉讓技術,使中國pom的技術水平提高緩慢,不能滿足用戶需求;再有就是長期以來,中國經濟體制和 企業經營機制不符合市場經濟規律,企業不能及時獲得足夠的資金投入,制約了pom生產的發展。