聚甲醛(POM)
一. 聚甲醛的結構特征
①線形,沒有側鏈的弱極性高結晶性聚合物。
②端基中C-O不穩定,易發生熱降解,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。
根據組成的不同可分為:均聚甲醛(主鏈由甲醛單元-CH2O-構成的聚合物)和共聚甲醛(主鏈由甲醛-CH2O-單元為主,其間含有少量-CH2CH2O-,-CH2CH2CH2CH2O-鏈節的聚合物)兩大類。共聚甲醛較均聚甲醛的熱穩定性好,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,呈現半透明或不透明的特點。POM具有高的力學強度,模量、耐磨性、韌性、耐疲勞性和搞蠕變性好,優良的電絕緣性、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的力學性能 POM具有與金屬材料相似的比強度(50MPa)和比剛性(2600MPa),可代替金屬材料;具有優異的抗沖擊性能,且受溫度濕度的影響小,對缺口敏感;具有優良的耐蠕變性,回彈性好,在熱塑性工程塑料中疲勞極限強度最大,疲勞強度隨溫度升高而降低,而且對于缺口敏感,有缺口時的疲勞強度幾乎比無缺口時小1/2,多次反復沖擊時的性能卻好于PC和ABS。POM具有優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性能略高10%~20%。這主要是其結晶度比共聚甲醛要高10%左右的緣故。兩種POM的力學性能指標見表1:
表1:兩種POM的力學性能指標
②POM的熱學性能 POM的熱分解溫度較低(230~240℃),屬熱敏性塑料,最高連續工作溫度不高,均聚甲醛在82℃可連續使用1年,在121℃可連續使用3個月。共聚甲醛可在114℃下可短時間使用。共聚甲醛較均聚甲醛熱穩定性好,主要是因為其分子鏈中的C-C鏈可中止降解反應。由于POM是線形,沒有側鏈的高結晶性聚合物,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124℃和110℃,POM的熱學性能數據見表2:
表2:POM的熱學性能數據
③POM的電性能 POM具有較好的電性能,溫度和溫度對介電常數、介質損耗因數和體積電阻率影響不大;均聚甲醛還具有好的耐電弧性,電弧作用后不產生碳化導電通路,而是逸出了甲醛氣體。兩種POM的電性能數據見表3:
表3:兩種POM的電性能數據
④POM的其他性能 POM是弱極性結晶型聚合物,在室溫下具有好的耐溶劑型,特別能耐非極性有機溶劑的侵蝕,即使在較高溫度下對一般有機溶劑也表現出相當好的耐蝕性,表現為尺寸和力學性能不受有機溶劑的影響。但是均聚甲醛只能耐弱堿,而共聚甲醛可耐強堿及堿性洗滌劑,它們都不耐強酸和強氧化劑,也不耐酚類、有機鹵化物及強極性有機溶劑。POM耐候性不好,經大氣老化后性能一般都要下降,長期在日光下暴曬會使分子鏈降解,表面粉化,變脆變色,耐射線輻照性能也不好,經X射線、γ射線、高速電子流等高性能射線照射后,會出現分子鏈斷裂和力學性能下降的現象。兩種POM的其他性能數據見表4:
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表4:兩種POM的其他性能數據
三.聚甲醛的應用
均聚甲醛廣泛應用于代替各種有色金屬和合金制造汽車、機械、儀表、農機、化工等行業的各種零部件,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、錄像機磁帶卷軸、抽水馬桶浮球等。