从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种聚合原理:一是三聚甲醛的开环聚合,即将三聚甲醛的六元环在催化剂作用下打开聚合成为大分子;二是无水甲醛的加成聚合,即将甲醛的羰基双键打开后聚合成为大分子;三是甲醛在水溶液或醇溶液中的缩聚,即将甲醛溶于水中形成甲二醇(HOCH2OH),或在醇溶液中形成半缩醛(R-O-CH2-OH),然后进行缩聚反应,当聚合度超过10时自动生成晶核从溶液中沉淀出来,然后以晶核为生长点不断进行链增长反应形成聚甲醛大分子。从聚合反应的实施方法可分为三聚甲醛的溶液聚合、本体聚合、气相聚合和辐射聚合;无水甲醛的溶液聚合、本体聚合等多种方法。由于采用甲醛直接聚合对单体甲醛的纯度要求很高,当纯度不够时难以得到高分子量化合物,因此工业上以三聚甲醛在催化剂作用下进行溶液聚合制备均聚甲醛和共聚甲醛较为普遍。 优势编辑①短时间内使用时,均聚甲醛的强度、弹性和热变形温度比共聚甲醛好;1955年前后美国杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。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。
它是继聚酰胺之后又一种综合性能优良的工程塑料,具有高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性,还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是五大通用工程塑料之一。缩醛聚合物即聚甲醛是由甲醛聚合形成的,它也常称做聚氧亚甲基(POM)。由甲醛来制备聚合物早在20世纪20年代 就被研究过,但是直到l950年杜邦开发出Delrin (戴林)以前尚来制得热稳定的材料。均聚物是用非常纯的甲醛经阴离子聚合制得。形成的聚合物是不溶的。随着聚合反应的进行不断析出。随着甲醛选出缩醛树脂被拉开,于是发生了热降解。聚合物的热稳定性可通过端羟基与醋酸酐的酯化来提高。改善热稳定性的另 一个方法是与第二单体:如环氧乙烷等共聚,其聚物是按阳离子聚合法制备的。缩醛树脂的热降解有四种机理。种是热或碱催化的链解聚;结果是释出甲醛,聚合物的端基割闭可减少这种倾向;第二种是氧进攻聚合物的无规则位萱也导敛解聚,采 用抗氧剂可减少这种降解机理的发生,共聚也有助于降低这种倾向;第三种机理是缩醛树脂链被酸断裂。第四种降解是当温崖超过270℃时发生热解聚,这一点很 重要,它告诫操作者加工温度要保持270℃以下,以避免聚合物降解。
缩醛树脂是高度结晶的,典型的结晶度是75%,熔点星180℃。与聚乙烯(PE)相比.由于C—O键更短所以分子链堆积得更紧密,其结果是聚合物的熔点更高。高的结晶度赋予缩醛聚合物以很好的抗溶剂性。聚合物辛要是线型.其分子量(Mn)在20000到110000之间。②长期使用时,均聚甲醛的蠕变破坏和热老化性能比共聚甲醛差;③均聚甲醛的耐热水性、耐碱性比共聚甲醛差;④共聚成型热稳定性比均聚好,并且成型温度幅度宽。 [2]
基本性能编辑①尺寸稳定。温度、湿度对其尺寸的影响比较小,优于尼龙。它在80℃水中浸泡时,尺寸增大仅1.3%。②冲击性能优异。在较宽的温度范围内具有较高的冲击强度,特别是能够耐多饮重复的冲击,因此用来制造齿轮等反复受力的机件特别合适。③具有较高的疲劳强度。它的疲劳寿命高于聚碳酸酯、尼龙、硬聚氯乙烯塑料;它能耐扭变,恢复迅速,在载荷去除后即能复原,这种性能使它适用于制造轻载弹簧。④耐磨性能好。具有较低的摩擦系数和较高的耐磨损性能,磨耗量低于一般的工程塑料,适于制造无油润滑的齿轮、轴承等耐磨零件。