1955年前后杜邦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(xué)性能,如強(qiáng)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南甲醛聚合形成的,它也常稱做聚氧亞甲基(POM)。由甲醛米制備聚合物早在20世紀(jì)20年代就被s九-di-iger研究過,但是直到l950年杜邦開發(fā)出Delftn(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)陰離子聚臺(tái)制得.胺類和可溶盹堿倉(cāng)屬鹽ur催化這一反應(yīng)_2。形成的聚臺(tái)物是不溶的.隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)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的酯化來提高改善熱穩(wěn)定睦的另一個(gè)療法是與第二單體.如環(huán)氧乙烷共聚,其聚物是按陽離子聚臺(tái)^法制備的b。潑方法是山Celm四r)r發(fā)升以商品名Celeon(賽康)出售。Hoesch出售的Hmtafoml(赫斯塔弗姆)是另一種共聚物。第二單體的參與可降低聚臺(tái)物拉開式降解的傾向”。
縮醛樹脂的熱降解有四種機(jī)理。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(jìn)攻聚合物的無規(guī)則位萱也導(dǎo)斂解聚,采用抗氧劑可減少這種降解機(jī)理的發(fā)乍,共聚也有助于降低這種傾向;第三種機(jī)理是縮醛樹脂鏈被酸斷裂,這一點(diǎn)很重要,除怍經(jīng)過清洗不要用生產(chǎn)聚氯乙烯的設(shè)備來加J??s醛樹脂,聞為設(shè)備中可能會(huì)存在微址的Hcl;萆叫種降解t,rLN是當(dāng)溫崖超過270。C時(shí)發(fā)生熱解聚,這一點(diǎn)很重要,它告誡操作者加工溫度要保持270℃以下,以避免聚合物降懈。
縮醛樹脂是高度結(jié)曲的,典型的結(jié)晶度是75%,熔點(diǎn)星180'C。與聚乙烯(PE)相比.由于c—O鍵更短所以分產(chǎn)鏈堆積得更緊密,其結(jié)果是聚臺(tái)物的熔點(diǎn)更高,E也比PE更硬。高的結(jié)晶度賦予縮醛檗合物以很好的抗溶劑性。聚合物辛要是線型.其分子鼉(Mn)在20000到110000之間。
縮醛樹脂是強(qiáng)而硬井典有良好疲勞性和尺十穩(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(rèn)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。仉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)異的耐溶荊性,還沒有找到在70℃以下可以溶解縮醛樹脂的有機(jī)溶劑;但是它可以在某些溶劑中溶脹??s醛樹脂塒酸、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(dǎo)致縮醛樹脂具有相對(duì)低的吸濕性。吸附的少量濕氣可能引起溶脹和尺尺寸變化,但不會(huì)導(dǎo)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(huì){f起聚臺(tái)物降解,町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(xué)性能比共聚物稍高一些.其熔點(diǎn)也更高,但其熱穩(wěn)定性和耐堿性比共聚物差…。均聚物和共聚物都町填克填料(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(jí)、紫外線光(UV)穩(wěn)定級(jí)材料??s醛樹脂與聚氪酯彈性體共混提高其韌性,這些材料都可以在市場(chǎng)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(yán)重超壓。聚合物在關(guān)機(jī)前應(yīng)清洗干凈,以免在啟動(dòng)過程中過熱。縮醛樹脂應(yīng)在干燥的地方儲(chǔ)存??s醛樹脂的表觀粘度對(duì)剪切應(yīng)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(qiáng)度。低的熔體強(qiáng)度是應(yīng)用吹塑成型時(shí)存在的一個(gè)問題。對(duì)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(guó)和加拿大l997年縮醛樹脂的市場(chǎng)需求量為3.68億lb??s醛樹脂的應(yīng)用包括:齒輪、輥筒、管道部件、泵零件、風(fēng)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。縮醛樹脂的低摩擦系數(shù)使之可用以制造良好的軸承。