聚甲醛(POM)
一. 聚甲醛的結(jié)構(gòu)特征
①線形,沒有側(cè)鏈的弱極性高結(jié)晶性聚合物。
②端基中C-O不穩(wěn)定,易發(fā)生熱降解,而C-C可終止熱降解。
③分子間作用力大,分子鏈堆砌緊密,耐磨性好。
根據(jù)組成的不同可分為:均聚甲醛(主鏈由甲醛單元-CH2O-構(gòu)成的聚合物)和共聚甲醛(主鏈由甲醛-CH2O-單元為主,其間含有少量-CH2CH2O-,-CH2CH2CH2CH2O-鏈節(jié)的聚合物)兩大類。共聚甲醛較均聚甲醛的熱穩(wěn)定性好,它們性能基本相似。
聚甲醛(POM)為白色粉末狀固體或粒狀固體,表面光滑且有光澤和滑膩感,硬而致密,呈現(xiàn)半透明或不透明的特點(diǎn)。POM具有高的力學(xué)強(qiáng)度,模量、耐磨性、韌性、耐疲勞性和搞蠕變性好,優(yōu)良的電絕緣性、耐溶劑性和加工性,為五大通用工程塑料之一。
二.聚甲醛的性能
①POM的力學(xué)性能 POM具有與金屬材料相似的比強(qiáng)度(50MPa)和比剛性(2600MPa),可代替金屬材料;具有優(yōu)異的抗沖擊性能,且受溫度濕度的影響小,對缺口敏感;具有優(yōu)良的耐蠕變性,回彈性好,在熱塑性工程塑料中疲勞極限強(qiáng)度最大,疲勞強(qiáng)度隨溫度升高而降低,而且對于缺口敏感,有缺口時(shí)的疲勞強(qiáng)度幾乎比無缺口時(shí)小1/2,多次反復(fù)沖擊時(shí)的性能卻好于PC和ABS。POM具有優(yōu)良的自潤滑性能和耐磨損性能。均聚甲醛比共聚甲醛的力學(xué)性能略高10%~20%。這主要是其結(jié)晶度比共聚甲醛要高10%左右的緣故。兩種POM的力學(xué)性能指標(biāo)見表1:
表1:兩種POM的力學(xué)性能指標(biāo)
②POM的熱學(xué)性能 POM的熱分解溫度較低(230~240℃),屬熱敏性塑料,最高連續(xù)工作溫度不高,均聚甲醛在82℃可連續(xù)使用1年,在121℃可連續(xù)使用3個(gè)月。共聚甲醛可在114℃下可短時(shí)間使用。共聚甲醛較均聚甲醛熱穩(wěn)定性好,主要是因?yàn)槠浞肿渔溨械?/span>C-C鏈可中止降解反應(yīng)。由于POM是線形,沒有側(cè)鏈的高結(jié)晶性聚合物,分子間作用力大,分子鏈堆砌緊密,其熱變形溫度較高,在1.28MPa載荷下均聚甲醛和共聚甲醛的熱變形溫度分別可達(dá)124℃和110℃,POM的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)見表2:
表2:POM的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)
③POM的電性能 POM具有較好的電性能,溫度和溫度對介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)和體積電阻率影響不大;均聚甲醛還具有好的耐電弧性,電弧作用后不產(chǎn)生碳化導(dǎo)電通路,而是逸出了甲醛氣體。兩種POM的電性能數(shù)據(jù)見表3:
表3:兩種POM的電性能數(shù)據(jù)
④POM的其他性能 POM是弱極性結(jié)晶型聚合物,在室溫下具有好的耐溶劑型,特別能耐非極性有機(jī)溶劑的侵蝕,即使在較高溫度下對一般有機(jī)溶劑也表現(xiàn)出相當(dāng)好的耐蝕性,表現(xiàn)為尺寸和力學(xué)性能不受有機(jī)溶劑的影響。但是均聚甲醛只能耐弱堿,而共聚甲醛可耐強(qiáng)堿及堿性洗滌劑,它們都不耐強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑,也不耐酚類、有機(jī)鹵化物及強(qiáng)極性有機(jī)溶劑。POM耐候性不好,經(jīng)大氣老化后性能一般都要下降,長期在日光下暴曬會(huì)使分子鏈降解,表面粉化,變脆變色,耐射線輻照性能也不好,經(jīng)X射線、γ射線、高速電子流等高性能射線照射后,會(huì)出現(xiàn)分子鏈斷裂和力學(xué)性能下降的現(xiàn)象。兩種POM的其他性能數(shù)據(jù)見表4:
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表4:兩種POM的其他性能數(shù)據(jù)
三.聚甲醛的應(yīng)用
均聚甲醛廣泛應(yīng)用于代替各種有色金屬和合金制造汽車、機(jī)械、儀表、農(nóng)機(jī)、化工等行業(yè)的各種零部件,如齒輪,凸輪、軸承、襯套、墊圈、閥門、液體輸送管道、把手及化工容器等;用于制造萬向輪、汽化器、水龍頭、噴灌器噴嘴、噴霧器元件;還可做錄音機(jī)、錄像機(jī)磁帶卷軸、抽水馬桶浮球等。