檢視聚甲醛的原始碼

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| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>聚甲醛</big>'''
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中文名；聚甲醛

外文名；IUPAC

中文别称；多聚甲醛；聚缩醛

外文别称；Polyoxymethylene，POM

分 子 式；CH2O

分 子 量；30.0260
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'''聚甲醛'''(POM)，又名缩醛树脂、聚氧化亚甲基，聚缩醛，是热塑性结晶性高分子[[聚合物]]，被誉为“超钢”或者“赛钢”。<ref>[https://www.sohu.com/a/203718149_167954 一份关于聚甲醛的介绍 ],搜狐 , 2017-11-10</ref>

==简介==

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]]0。

==理化性质==

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。

==结构==

聚甲醛的分子是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。由于C-O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%~85 %，共聚甲醛为70%~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-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-O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。

==性能数值==

伸强度： 70MPa（屈服）

伸长率： 15%（屈服）， 15%（断裂）

冲击强度： 108kJ/m2（无缺口）， 7.6 kJ/m2（带缺口）

均聚甲醛的合成一般以甲醛的水溶液在酸的存在下缩合聚合。得到聚合度为100以上的a-聚甲醛，然后将其加热分解成[[甲醛]]气体，经精制和脱水后，通常利用部分预聚合的方法纯化单体，然后通入含少量引发剂的干燥溶剂中进行聚合。因为水的存在，使分子量显著降低。引发剂可用路易斯酸或碱等。但大多用叔胺进行负离子加成聚合，反应如下：聚甲醛的端基为半缩醛（—CH2OH），当温度高于 100℃ 时，端基易断裂，一般需经端基处理使之稳定化。稳定化处理后可耐热到230 ℃。多聚甲醛可在 170～200 ℃的温度下加工，如[[注射]]、挤出、吹塑等。主要用作工程塑料，用于汽车、机械部件等。

==特性==

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。

==用途==

聚甲醛（POM）是一种性能优良的工程塑料，在国外有“夺钢”、“超钢”之称。POM具有类似金属的[[硬度]]、强度和钢性，在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好的耐化学品性。POM以低于其他许多工程塑料的成本，正在替代一些传统上被金属所占领的市场，如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件，自问世以来，POM已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗[[技术]]、运动器械等方面，POM也表现出较好的增长态势。

广泛用于制造各种滑动、转动机械零件，做各种齿轮、[[杠杆]]、滑轮、链轮，特别适宜做轴承，热水阀门、精密计量阀、输送机的链环和辊子、流量计、汽车内外部把手、曲柄等车窗转动机械，油泵轴承座和叶轮燃气开关阀、电子开关零件、紧固体、接线柱镜面罩、电风扇零件、加热板、仪表钮 ；录音录像带的轴承 ；各种管道和农业喷灌系统以及阀门、喷头、水龙头、洗浴盆零件；开关键盘、按钮、音像带卷轴；温控定时器；动力工具，庭园整理工具零件；另外可作为冲浪板、帆船及各种雪撬[[零件]]，手表微型齿轮、体育用设备的框架辅件和背包用各种环扣、紧固件、打火机、拉链、扣环；医疗器械中的心脏起博器；人造心脏瓣膜、顶椎、假肢等

用于化工、制药等化学合成及使用无水甲醛作原料的合成方面。

==参数==

其综合表现为：耐疲劳[[强度]]高；耐磨性好；吸水率低；表面硬度大，刚性好；尺寸稳定性好，产品的尺寸精度高；滑动性好。

POM环境性能

POM不耐强碱和氧化剂，对烯酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小，尺寸稳定性好。

==导电改性==

添加导电性炭黑是制造导电性POM的常用方法，所谓导电性炭黑是指粒径较小、表面积较大且锁状构造较多的一类炭黑。

炭黑一般是有各种有机烃类以不完全[[燃烧]]的方法或热分解的方法制成的，为不溶不熔的微球状粒子，其表面除孤对电子和芳香环外，还有醌式羰基及酚式羟基等极性官能团。导电性炭黑的添加量一般为0.5%-20%，若炭黑的导电性较好，则POM的表面电阻率或体积电阻率均可降 低至1×102数量等级。但由于炭黑表面上级性官能团的作用，往往会造成POM热稳定性下降，进而造成物理力学性能的降低。为克服此缺 点，可采取导电性炭黑和亲水性高分子化合物（如PEG）并用的方法，以减少炭黑的使用量，也可以采用添加以甲醛捕捉剂为主的热[[稳定剂]]方法，改进体系热稳定性。

与之相比，碳纤维的使用既能使POM的各种性能（包括自润滑性）有较大的提高，又可达到良好的抗静电性。如添加20%导电性较好的碳纤维时，POM的[[表面]]电阻率和体积电阻率均可达到1×102数量级。

== 参考来源 ==
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<center>聚甲醛 ，可代替金属</center>
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== 参考资料 ==

[[Category: 340 化學總論]]