1、聚甲醛工程塑料的合成工艺以及应用 摘 要：聚甲醛树脂（ POM）是一种综合性能优良、原料来源丰富，成型加工方便，可代替有色金属用作结构和耐磨材料的工程塑料。自从实现工业化生产来，世界聚甲醛消费量逐年递增，加工技术也在不断发展。 关键词：聚甲醛；工程塑料；合成工艺 ；应用 一、概述 聚甲醛（ POM），又名聚缩醛，学名聚氧化亚甲基树脂。 POM 使用易得的甲醇为原料，采用甲缩醛法合成工艺，具有产品质量好、工艺简单、消耗低等特点。 POM 为线性结晶型聚合物，分子链结构规整、内聚能密度大、结晶度高、力学性能优异，具有较高的弹性模量、很高的刚度和硬度、拉伸强度、弯曲强度，耐蠕变性和耐疲劳性能优良，比
2、强度和比刚性接近于金属，是工程塑料中力学性能最接近金属的材料，有金属塑料之称。 聚甲醛树脂（ POM）是一种综合性能优良、原料来源丰富，成型加工方便，可代替有色金属用作结构和耐磨材料的工程塑 料。自从实现工业化生产来，世界聚甲醛消费量逐年递增，加工技术也在不断发展。 二、聚甲醛的性能 通常甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受热解聚。 1955 年前后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。 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。表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在 -40-
3、100C 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，不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。 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。 三、聚甲醛的合成工艺 主装置包括：甲醛、三聚甲醛、二氧五环、聚甲醛 /后处理四个单元系统。甲醛制备是以甲醇为原料，在银催化剂作用下氧化生成甲醛；三聚甲醛是以甲醛为原料，在催化剂硫酸作用下，生成三聚甲醛；二氧五环是以甲醛和乙二醇为原料，在 催化剂硫酸作用下
4、，生成二氧五环；聚甲醛装置是以三聚甲醛和二氧五环为原料，在三氟化硼的作用下，生成聚甲醛。 四、聚甲醛的国内外需求及应用 目前，国外 POM 聚合路线比较成熟，主要有以甲醛为单体制备均聚物和以三聚甲醛为单体制备共聚物两条路线。宇部公司综合了 DuPont 公司和Celanese 公司的工艺特点，成功地开发了以甲醛为单体，生产均聚物和共聚物的新工艺。该工艺技术先进，流程短，能耗低。此外，日本瓦斯和三菱瓦斯公司提出了固定酸液相合成新工艺。该工艺用共沸脱水后的甲醛二氯乙烷透明溶液作为合成原 料，排除了水对合成收率的影响。三聚甲醛单程收率 90%，理论收率 99.9%，这种工艺副反应少，工艺大大简化，使
5、浓缩、合成和精制为一体，展示了聚甲醛聚合工艺的良好前景。我国 POM主要用于电子、电气及仪表、轻工、运输、建材等领域。 “八五 “期间，我国 POM在单体合成、聚合工艺及后处理方面开展了一系列的研究和攻关，进一步优化、完善了双螺杆本体连续聚合工艺条件与装备。在后处理方面采用四螺杆连续熔融后处理新工艺取代氨法后处理，使工艺得以简化，同时未反应的单体和释放出的甲醛也得到回收。成都有机硅研究中心和吉林石井沟联合化工 厂共同研究的连续熔融法后处理工艺目前已达到国外技术水平。另外，成都有机硅研究中心研制开发的高润滑 POM和增强 POM新品种目前也已在电器设备及汽车工业等领域得到应用，取得了较好的经济效
6、益。 由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲劳、冲击强度离、尺寸稳定性好、有自润滑作用的特点， 因而被大用于制造各种齿轮、滚轮、轴承、翰送带、弹赞、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。 聚甲醛在汽车工业中的应用较大。用聚甲醛制作的零件具有减少润滑点、耐磨、便于维修、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， P
7、OM 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。 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
8、、输送管、浸在油中的部件及标准电阻面板等。 参考文献 石安富，龚云表 .工程塑料手册 M.上海：上海科技出版社， 2003： 554-581. 石安富，龚云表 .聚甲醛工程塑料的改性及应用开发 J.合成树脂及塑料， 1987（ 3）： 64-69. 刘莉，徐开杰 .聚甲醛改性研究现状 J.工程塑料应用， 2008， 36（ 2）： 71-75. 王敏，聚甲醛合成新工艺，宁波化工， 2000（ 01） 陈敏剑，聚甲醛纳米材料的开发及性能研究， 2005 年 高晓玲， 聚甲醛 /弹性体 /无机共混复合材料的形态、结构与性能的研究， 2003 年 作者简 介 张新党（ 1983-），男，河南开封杞县，职称：助理工程师，学历：本科，主要方向：化工生产
