聚甲醛(POM)是一種性能優(yōu)良的可再生工程塑料，有“奪鋼”、“超鋼”之稱，其原料來源為甲醇，可從生物質(zhì)(木質(zhì)纖維素等)分解中獲得。POM具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度和剛性，在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)具有較好的自潤(rùn)滑性、良好的耐疲勞性。但其耐酸堿性能、熱穩(wěn)定性較差，可選擇與適當(dāng)單體共聚以提高穩(wěn)定性。目前，POM以及共聚型POM的專利技術(shù)基本為國(guó)外大公司(如杜邦公司等)壟斷。
近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物基及仿生高分子材料團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人萬曉波研究員等在研究中發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)引發(fā)條件下，可通過三聚甲醛(TOX)與相應(yīng)的氧雜環(huán)丁烷單體共聚得到共聚改性的POM。盡管TOX與其他含氧雜環(huán)(如環(huán)氧丙烷，二氧六環(huán)等)的共聚已形成專利，但其與氧雜環(huán)丁烷單體的共聚鮮有報(bào)道。
萬曉波等對(duì)TOX與帶有不同長(zhǎng)度側(cè)鏈的氧雜環(huán)丁烷的共聚進(jìn)行了系統(tǒng)研究，優(yōu)化了聚合條件，顯著提高了氧雜環(huán)丁烷的共聚比例(高達(dá)20%)，從而大大提高了共聚型POM的熱穩(wěn)定性。其中，以TOX與3-乙氧基甲基-3-乙基-氧雜環(huán)丁烷(EOX)的共聚產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性為優(yōu)。在未進(jìn)行封端穩(wěn)定情況下，含有~17%左右的EOX的共聚POM初始分解溫度比POM提高了近70℃(圖一)。該成果發(fā)表在新一期的Macromolecular Chemistryand Physics。
目前，該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)上述共聚反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行深入研究，以期進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)條件，提高共聚甲醛分子量，并擬采用封端手段，進(jìn)一步提高穩(wěn)定性，并有望在實(shí)際生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用。
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