POM-C/H(黑色、白色):分別代表POM共聚物和POM均聚物,POM共聚物熔點低、熱穩(wěn)定性、耐化學腐蝕性、流動特性、耐水解、耐強堿和熱力氧化降級、加工性優(yōu)于均聚甲醛。POM均聚物結(jié)晶度高、搞蠕變性、熱膨脹率更低、耐磨性、機械強度、剛性、熱變
形溫度等比共聚甲醛好。(目前市面上POM半成品普遍使用POM-C共聚)POM-H+PTFE(深棕色
POM-H+TF是用杜邦POM(DELRIN)原料加PTFE(鐵氟龍)纖維擠出而成。它保留了POM-H的大多數(shù)固有強度。因填加PTFE(鐵氟龍)纖維而有某些性能改變,稍軟,剛性小,比純的聚
甲醛樹脂更滑。與純POM板比較,該種材料潤滑性更好。用POM-H+PTFE制造的軸承摩擦系數(shù)低,耐磨,并且基本無蠕動現(xiàn)象。
POM板材的主要特性:
機械強度高、剛性大,硬度高,優(yōu)異的彈性,滑動性和耐磨性,抗蠕變性能好,即使在低溫下,沖擊強度高,非常好的尺寸穩(wěn)定性,機械性能優(yōu)異,生理惰性,適宜與食品接觸。POM板材的應(yīng)用領(lǐng)域: POM板材被廣泛用于制造各種滑動轉(zhuǎn)動機械、精密零件、
齒輪、軸承等。使用行業(yè)遍布汽車、電子、制衣、醫(yī)療、機械、運動器材等領(lǐng)域
聚甲醛的性能特點:
聚甲醛主要分為兩大類:
一類是均聚甲醛,以杜邦公司為代表,是三聚甲醛的均聚物。結(jié)構(gòu)如:CH3C-(CH2O)n-COCH3;首先由甲醛溶液與異辛醇反應(yīng),經(jīng)過脫水、熱裂解得到精制甲醛,然后在催化劑作用下進行液相聚合,聚合后用醋酐酯化封端。此工藝因工藝復雜,設(shè)備要求高,目前所生產(chǎn)的均聚甲醛約占聚甲醛生產(chǎn)能力的20%。均聚甲醛的結(jié)晶度高,分子量分布較窄。其產(chǎn)品相對密度約為1.4,熔點為170-185℃,特點是有優(yōu)異的剛性,拉伸強度可達68.9MPa,具有優(yōu)異的剛性,拉伸強度高,單位質(zhì)量的拉伸強度高于鋅和黃銅,接近鋼材,而且耐磨性能好、耐疲勞強度和蠕變性均好,摩擦系數(shù)小,但是熱穩(wěn)定性差、不耐酸堿。
另一類是共聚甲醛,以Hoechst-Celanese公司為代表,分子主鏈以(-CH2O-)鏈節(jié)為主,其間雜以少量的(-CH2CH2O-)或 (-C4H8O-)鏈節(jié)。是三聚甲醛與少量二氧五環(huán)或環(huán)氧乙烷,經(jīng)過本體連續(xù)共聚合端基為甲氧基醚或羥基乙基醚結(jié)構(gòu)的大分子。隨后巴斯夫公司、三菱瓦斯公司、宇部興產(chǎn)公司、寶理和旭化成對合成過程進行了改進,各自具有獨特的技術(shù)特點。宇部興產(chǎn)公司在聚合過程中采用氣相法。巴斯夫和三菱瓦斯公司所用溶劑為,以環(huán)氧乙烷(或二氧戊環(huán))為共聚單體。旭化成公司采用甲縮醛氧化直接合成70%高濃度甲醛的工藝。
因共聚甲醛結(jié)構(gòu)中引入少量的二氧五環(huán)或環(huán)氧乙烷,主鏈上含有少量的-C-C-鍵結(jié)構(gòu),可以阻斷自由基降解過程來提高它的穩(wěn)定性。但因其分子鏈的結(jié)構(gòu)對稱性較均聚POM差,結(jié)晶度低,強度較均聚甲醛低,熔融溫度一般為165℃[4][5][6]。
近,美國賓夕法尼亞州Bensalen的Penn纖維塑料公司開發(fā)了可用于熱成型的聚甲醛樹脂DelrinFS。DelrinFS具有良好的加工性能,高比強(強度/質(zhì)量),高尺寸穩(wěn)定性,良好的耐刮傷性和耐磨性,水蒸汽透過率極小,并具有的耐化學性和耐溶劑性,適用于生產(chǎn)板材和卷材。寶理塑料株式會社開發(fā)的奪鋼?HP-X系列聚甲醛,在擁有共聚單體骨架的同時,實現(xiàn)了與均聚甲醛同等以上高結(jié)晶度。我國POM在單體合成、聚合工藝及后處理方面開展了一系列的研究和攻關(guān),進一步優(yōu)化、完善了雙螺桿本體連續(xù)聚合工藝條件與裝備。在后處理方面采用四螺桿連續(xù)熔融后處理新工藝取代氨法后處理,同時未反應(yīng)的單體和釋放出的甲醛也得到回收。后處理工藝目前已達到國外技術(shù)水平。
聚甲醛的改性:
為了更好的適應(yīng)高負荷、高速、高溫等苛刻工作條件,需進一步提高POM的沖擊韌性、耐熱和耐摩擦等性能。杜邦公司采用機械共混和接枝共聚的方法開發(fā)出超韌性TPU/POM合金,既保持了聚甲醛的強度和剛性,又提高了聚甲醛的耐沖擊性,其缺口沖擊強度比純POM樹脂提高17倍,達到906J/m。TPU/CaCO3復合粉體(以CaCO3為核,以TPU為殼的核殼結(jié)構(gòu))增韌POM,沖擊強度可比POM基體樹脂增大數(shù)十倍,而且拉伸強度可達30MPa左右。
聚甲醛是高結(jié)晶性聚合物,其球晶、晶粒和結(jié)晶度對性能有較大的影響。在加工過程中,自熔融態(tài)冷卻定型時,生成的球晶大而完整,晶間界分子鏈穿插少,往往成為強度的弱點而使制品缺口敏感性大,成型收縮率高,且易殘留內(nèi)應(yīng)力,難于精密成型。在聚甲醛中加入成核劑,可在結(jié)晶過程中成為結(jié)晶中心,作為聚甲醛結(jié)晶的穩(wěn)定晶核,提高結(jié)晶速度和結(jié)晶度,形成顆粒較小的均一結(jié)構(gòu)的球晶,減小并穩(wěn)定成型收縮率。有效的成核劑有納米剛性粒子如滑石粉、硅藻土、二氧化鈦、納米碳酸鈣、玻璃微珠等、高摩爾質(zhì)量羧酸鹽類成核劑HC、氧化鎂、氮化硼(BN)、甲酸鈉等。
在改善POM耐磨性能方面,如:POM/ PTFE /硅油體系、聚酯( Ekonol)和固體潤滑劑石墨、二硫化鉬(MoS2)組成復合減磨體系、三元共聚尼龍(COPA)/硅油/載油體(PTFE和MoS2)/表面活性劑復合體系,均制備出了性能優(yōu)良的高抗沖、低磨耗POM共混物[10]。
日本塑料公司開發(fā)的DuraconNW-02是由潤滑性聚合物與聚甲醛接枝而成在相同載荷與滑動速度下,潤滑改性型DuraconNW-02的滑動表面溫度比未經(jīng)改性的一般共聚甲醛POM低30%~50%[11]。成都有機硅研究中心研制開發(fā)的高潤滑POM和增強P0M新品種目前也已在電器設(shè)備及汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
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