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材料化学专业
聚甲醛的制备
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摘要
聚甲醛(POM)是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物。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。本文主要介绍共聚甲醛和以其为原料制得螺杆的工艺流程以及对未来发展的展望。
目录
摘要 I
第1章绪论 1
聚甲醛(POM)概述 1
均聚甲醛和共聚甲醛 1
聚甲醛的性能 2
聚甲醛的发展现状及前景 2
第2章聚甲醛(POM)的制备 4
均聚甲醛的制备 4
共聚甲醛的制备 5
聚合反应的机理 5
共聚甲醛的工艺流程 6
第3章聚甲醛(POM)螺杆加工工艺设计 8
POM的生产 8
共聚甲醛的生产 8
三聚甲醛的聚合 11
POM的流程图 13
POM螺杆的生产 13
加工工艺 13
总结 15
参考文献 16
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绪论
聚甲醛(POM)概述
自1959年美国杜邦公司成功开发聚甲醛 (polyxymethylene ,简称POM)并工业化生产以来[1],POM以其优异的性能在汽车、电子电器、日用消费品、机械工业等领域获得了广泛运用,迅速发展成为五大工程塑料之一。
聚甲醛是一种没有侧基、高密度、高结晶的线型聚合物,具有优异的综合性能。它是继尼龙之后发展的优良树脂品种,分子结构规整和结晶性使其物理机械性能十分优异,有金属塑料之称,被誉为“超钢”或者“赛钢”。按其分子链中化学结构的不同可以分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。
均聚甲醛和共聚甲醛
均聚甲醛(—[CH2O]n—)是甲醛或是三聚甲醛的均聚物,碳-氧键的存在使大分子自由旋转容易,均聚甲醛具有优异的刚性,拉伸强度高,单位质量的拉伸强度高于锌和黄铜,接近钢材,而且耐磨性能好、摩擦系数小,但是热稳定性差、不耐酸碱。
共聚甲醛(—[CH2O]n-[CH2O-CH2-CH2]m— (n>m))是三聚甲醛和二氧五环的共聚体,其主链上有碳-碳键,碳碳键对降解有终止作用,因此共聚物的热稳定性很好[2]。共聚甲醛加工成型的条件不象均聚甲醛那样苛刻,加工过程热分解释放出来的甲醛气体少,可回收再利用。因此,今后均聚甲醛发展势头将逐渐减弱,而共聚甲醛将成为今后的发展方向。目前共聚甲醛生产能力约占聚甲醛生产能力的80%。
聚甲醛的性能
聚甲醛(POM)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。
聚甲醛是一种没有侧链的高密度的,高结晶的线形聚合物通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。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。聚甲醛没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能。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[3]。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,不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。
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。
聚甲醛的发展现状及前景
一是生产更趋集中和垄断,其中赫斯特-塞拉尼斯公司、杜邦公司、巴斯夫公司和三菱瓦斯四家公司生产能力占全球聚甲醛生产总能力的83%,这几大公司控制着世界聚甲醛的生产与市场,主宰着世界聚甲醛的命运。
二是亚洲发展迅速,消费增加较快,1995年以前世界聚甲醛生产装置90%左右位于美国、西欧、日本等工业发达国家和地区[4];1995年至2001年亚洲尤其是马来西亚、新加坡、,加上日本的增加量,亚洲新增能力占全球新增加能力的65%左右。
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