[科普中國]-聚甲醛塑料

聚甲醛是甲醛的共聚物和均聚物的總稱，聚甲醛是一種沒有側鏈的高密度、高結晶性的線型聚合物。它在固態(tài)時具有高度的晶體結構。結構不同，其物理機械性能也不同。均聚甲醛的密度大，熔點高，機械強度高，而其他性能如熱穩(wěn)定性、對酸、堿穩(wěn)定性均比共聚甲醛差。

合成原理從低分子的甲醛或三聚甲醛合成高分子量的聚甲醛可以采用三種聚合原理：一是三聚甲醛的開環(huán)聚合，即將三聚甲醛的六元環(huán)在催化劑作用下打開聚合成為大分子；二是無水甲醛的加成聚合，即將甲醛的羰基雙鍵打開后聚合成為大分子；三是甲醛在水溶液或醇溶液中的縮聚，即將甲醛溶于水中形成甲二醇(HOCH2OH)，或在醇溶液中形成半縮醛(R-O-CH2-OH)，然后進行縮聚反應，當聚合度超過10時自動生成晶核從溶液中沉淀出來，然后以晶核為生長點不斷進行鏈增長反應形成聚甲醛大分子。

從聚合反應的實施方法可分為三聚甲醛的溶液聚合、本體聚合、氣相聚合和輻射聚合；無水甲醛的溶液聚合、本體聚合等多種方法。由于采用甲醛直接聚合對單體甲醛的純度要求很高，當純度不夠時難以得到高分子量化合物，因此工業(yè)上以三聚甲醛在催化劑作用下進行溶液聚合制備均聚甲醛和共聚甲醛較為普遍。1

優(yōu)勢①短時間內使用時，均聚甲醛的強度、彈性和熱變形溫度比共聚甲醛好；

②長期使用時，均聚甲醛的蠕變破壞和熱老化性能比共聚甲醛差；

③均聚甲醛的耐熱水性、耐堿性比共聚甲醛差；

④共聚成型熱穩(wěn)定性比均聚好，并且成型溫度幅度寬。2

基本性能①尺寸穩(wěn)定。溫度、濕度對其尺寸的影響比較小，優(yōu)于尼龍。它在80℃水中浸泡時，尺寸增大僅1.3%。

②沖擊性能優(yōu)異。在較寬的溫度范圍內具有較高的沖擊強度，特別是能夠耐多飲重復的沖擊，因此用來制造齒輪等反復受力的機件特別合適。

③具有較高的疲勞強度。它的疲勞壽命高于聚碳酸酯、尼龍、硬聚氯乙烯塑料；它能耐扭變，恢復迅速，在載荷去除后即能復原，這種性能使它適用于制造輕載彈簧。

④耐磨性能好。具有較低的摩擦系數和較高的耐磨損性能，磨耗量低于一般的工程塑料，適于制造無油潤滑的齒輪、軸承等耐磨零件。

⑤有一定的熱穩(wěn)定性?？稍?5~105℃的溫度下長期使用，但遇火燃燒。在各種溫度下的拉伸強度和楊氏模量高于ABS和尼龍66；在100℃時的硬度與30℃時聚丙烯的硬度相近，適于制造多種細齒的齒輪。

⑥化學性能好。可在有機溶劑、無機鹽溶液及潤滑劑中連續(xù)使用，但不耐強酸、強堿。共聚甲醛耐蝕性比均聚甲醛優(yōu)越，但也不能耐稀酸及弱酸。2

聚甲醛的應用聚甲醛由于其良好的物理、機械性能和化學性能，可代替金屬和合金，在汽車、機床、化工、電氣、儀表、農機等行業(yè)有廣闊的用途。一般可用作軸承、彈簧、凸輪、輥子、齒輪、閥門上的螺母、墊圈、法蘭、球頭碗、墊片、汽車儀表板、汽化器，各種外殼、 罩蓋、箱體泵葉輪、鼓風機、葉片、配電盤、線圖座、運輸箱、管道以及農藥噴霧器等化工容器、農用藥械和噴灌設備部件零部件。另外，作為食品及醫(yī)藥工業(yè)方面輸送帶以及手柄、錄音帶盒、卡式錄音機組件等家用電器零配件，可廣泛代替有色金屬黃銅、鋁、鋅及鑄鐵等。

聚甲醛宜用來制造軸及滑動摩擦件的活動部件。用聚四氟乙烯和玻璃纖維對其進行增強改性后，可使其剛性高、蠕變低、尺寸穩(wěn)定性好，損耗方面僅次于聚酰胺，其洛氏硬度為M94。含油聚甲醛摩擦系數低、耐損耗、有較高的極限PV值，非常適宜在無油潤滑或缺少油潤滑場合下作齒輪、軸套、滑塊等摩擦部件。由于聚甲醛不耐酸、堿和氧化劑，所以易腐蝕，一般不作耐蝕塑料用。2

本詞條內容貢獻者為:

楊曉紅 - 副教授 - 西南大學