研究簡史

編輯 播報

1955年前后美國杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易結(jié)晶，結(jié)晶度70%以上。均聚甲醛的熔融溫度為180℃左右。

它是繼聚酰胺之后又一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，具有高的力學性能，如強度、模量、耐磨性、韌性、耐疲勞性和抗蠕變性，還具有優(yōu)良的電絕緣性、耐溶劑性和可加工性，是五大通用工程塑料之一。

縮醛聚合物即聚甲醛是由甲醛聚合形成的，它也常稱做聚氧亞甲基（POM）。由甲醛來制備聚合物早在20世紀20年代 就被研究過，但是直到l950年杜邦開發(fā)出Delrin (戴林）以前尚來制得熱穩(wěn)定的材料。均聚物是用非常純的甲醛經(jīng)陰離子聚合制得。形成的聚合物是不溶的。隨著聚合反應的進行不斷析出。隨著甲醛選出縮醛樹脂被拉開，于是發(fā)生了熱降解。聚合物的熱穩(wěn)定性可通過端羥基與醋酸酐的酯化來提高。改善熱穩(wěn)定性的另 一個方法是與第二單體：如環(huán)氧乙烷等共聚，其聚物是按陽離子聚合法制備的。

縮醛樹脂的熱降解有四種機理。第一種是熱或堿催化的鏈解聚；結(jié)果是釋出甲醛，聚合物的端基割閉可減少這種傾向；第二種是氧進攻聚合物的無規(guī)則位萱也導斂解聚，采 用抗氧劑可減少這種降解機理的發(fā)生，共聚也有助于降低這種傾向；第三種機理是縮醛樹脂鏈被酸斷裂。第四種降解是當溫崖超過270℃時發(fā)生熱解聚，這一點很重要，它告誡操作者加工溫度要保持270℃以下，以避免聚合物降解。

縮醛樹脂是高度結(jié)晶的，典型的結(jié)晶度是75%，熔點星180℃。與聚乙烯（PE）相比．由于C—O鍵更短所以分子鏈堆積得更緊密，其結(jié)果是聚合物的熔點更高。高的結(jié)晶度賦予縮醛聚合物以很好的抗溶劑性。聚合物主要是線型．其分子量在20000到110000之間。

縮醛樹脂是強而硬且有良好疲勞性和熱穩(wěn)定性的熱塑性塑料，它電具有低的摩擦系數(shù)和良好的耐熱性以認為縮醛樹脂類似于尼龍，但它的耐疲勞性、耐蠕變性、硬度和耐水性比尼龍更好。但是縮醛樹脂的抗蠕變能力不如聚碳酸酯。如前所述，縮醛樹脂具有優(yōu)異的耐溶劑性，還沒有找到在70℃以下可以溶解縮醛樹脂的有機溶劑；但是它可以在某些溶劑中溶脹?？s醛樹脂對酸、堿和氧化劑敏感。盡管C—O鍵是極性的．但它已被平衡．且極性比尼龍中的羰基小得多，其結(jié)果導致縮醛樹脂具有相對 低的吸濕性。吸附的少量濕氣可能引起溶脹和尺寸變化，但不會導致聚合物水解而降解。濕氣的影響比尼龍聚合物小得多。紫外線光町能會引起聚合物降解，可以通過加入炭黑來降低這種降解。共聚物通常具有和均聚物類似的性質(zhì)，但均聚物的力學性能比共聚物稍高一些．其熔點也更高，但其熱穩(wěn)定性和耐堿性比共聚物差。 均聚物和共聚物都是填充填料（玻璃纖維、含氟聚合物、芳族聚酰胺纖維和其他填料）制成增韌級、紫外線光穩(wěn)定級材料?？s醛樹脂與聚氨酯彈性體共混提高其韌性，這些材料都可以在市場上買到。

用于注射成型、注塑成型和擠出成型的縮醛樹脂都可買到。在加工過程中重要的是不要超溫或由于產(chǎn)生甲醛而引起的嚴重超壓。聚合物在關(guān)機前應清洗干凈，以免在啟動過程中過熱?？s醛樹脂應在干燥的地方儲存?？s醛樹脂的表觀粘度對剪切應力和溫度的依賴性比聚烯烴小，但是其熔體 卻具有低彈性和低強度。低的熔體強度是應用吹塑成型時存在的一個問題。對吹塑成型來說，帶有支鏈結(jié)構(gòu)的共聚物更適用。結(jié)晶速度很快，模塑后收縮可在成型后的48h內(nèi)完成。由于快速結(jié)晶很難制得透明薄膜。

美國和加拿大1997年縮醛樹脂的市場需求量為3.68億lb。縮醛樹脂的應用包括：齒輪、輥筒、管道部件、泵零 件、風扇葉片、吹塑膜制的空氣溶膠容器、模制鏈輪和鎖鏈，它經(jīng)常用以直接取代金屬?？s醛樹脂主要用于注射成型，其次用于擠出板材和棒材?？s醛樹脂的低摩擦系數(shù)使之可用以制造良好的軸承。