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1、聚甲醛生产技术及应用 聚甲醛生产技术及应用 摘 要：本文主要是对聚甲醛的共聚和均聚生产工艺进行简单介绍，并对聚甲醛的性能和应用领域进行简单概述，并对聚甲醛产品在中国的发展前景提出一些看法。 关键词：聚甲醛 生产技术 用途 一、综述 工程塑料聚甲醛主要是指主链上含-CH2O-结构的高熔点、高密度、高结晶性的热塑性聚合物。外观白色、表面光滑，质地硬而致密，很高的刚性和硬度，耐磨耗性能。聚甲醛作为碳一化学的代表性聚合物，随着其生产技术的发展和产能的不断提高，其应用领域也在不断扩大，并在机械制造、军工、建筑体育、农业机械等领域可以作为金属材料的替代物。应用前景十分广阔。 二、聚甲醛生产工艺 聚甲醛产品
2、根据其合成单体不同可以分为两类：一是均聚甲醛生产工艺；二是共聚甲醛生产工艺。均聚甲醛只要是指由一种单体聚合而成，共聚甲醛则是由两种或两种以上单体聚合而成。 1、均聚甲醛生产工艺 均聚甲醛为结构式为R（-CH2O-）nR，R是含有CH3-CH=O的基团。均聚甲醛生产技术的代表是杜邦公司的均聚甲醛生产技术，杜邦公司的技术生产工艺如下：该工艺最初生产原料为质量浓度约为50%左右的稀甲醛，50%左右的稀甲醛经过脱水精制后可以将里面的杂质去除，并通过热裂解的方式得到纯甲醛。之后将纯甲醛中混入催化剂、分子量调节剂、终止剂等添加剂聚合成均聚甲醛，最后选用醋酐溶液进行羟基酯化封端，生产出热稳定的聚甲醛基料，再
3、加入抗氧化剂和其它增强其所需功能的添加剂，挤出、切粒、干燥、老化制得聚甲醛成品。 2、共聚甲醛生产工艺 共聚甲醛为（-CH2O-）m-CH2O-CH2-CH2-n，式中 m：n=90：1。从结构式中可以看出，共聚物的主链为-C-O-与-C-C-，聚合度 n 大致为 50000100000。 共聚生产过程如下：第一步是用稀甲醛浓缩制备浓甲醛，稀甲醛的浓度一般要求质量分数在40%45%之间，通过闪蒸制备70%左右的浓甲醛，第二步是聚合单体三聚甲醛的制备过程，主要是将经过浓缩流程制备的70%左右的甲醛溶液，加入一定浓度的硫酸作为催化剂，在蒸发器中合成三聚甲醛、甲醛混合气。第三步是将三聚甲醛、甲醛混合
4、气用萃取剂萃取、精馏提纯生产三聚甲醛。第四步是将前工段生产出来的混合二氧五环或三氧七环以及添加少量催化剂和分子量调节剂进入聚合反应机产出聚甲醛基料。最后，经过挤出、切粒制得聚甲醛颗粒【1】。 共聚生产工艺按照是否加入溶剂可以分为溶液聚合和本体聚合【2】，前者主要以环己烷或石油醚为溶剂，溶剂聚合的好处是聚合机可以控制在较低温度下进行操作，生产产品的热稳定性也较好。本体聚合则是将纯三聚甲醛单体和二氧戊环单体进行混合，再加上一定比例的催化剂、分子量调节剂以及终止剂等在聚合机内生产出聚甲醛基料，之后，送至后处理工段用氨水进行处理，切粒、干燥制得共聚甲醛。 以上两种工艺中，本体聚合相对工艺比较简单，操作
5、也十分简便，无溶剂，产品的转化率也高，分子量分布相对均匀。也是最常用的聚合合成方法。 3、均聚甲醛和共聚甲醛的性能对比 （1）均聚甲醛性能 优点：首先，就物化性能方面而言，均聚甲醛刚性较好，拉伸强度大（最大可达 69MPa），耐磨性能非常好、摩擦系数较小。其次，均聚物的熔点、热变形温度以及弯曲强度、力学性质和都比共聚甲醛高。另外，均聚甲醛的结晶度较高，在力学性能：强度、弹性率、负荷弯曲温度方面优于共聚甲醛。 缺点：一是均聚甲醛加工温度范围窄、不易于加工。二是均聚甲醛在耐热水性、耐碱性、耐酸碱腐蚀性、热稳定性方面比共聚甲醛要差。三是前系统工艺复杂，且后处理工段封端困难，其生产成本也较高。 （2）
6、共聚甲醛性能 优点：一是加工成型的条件简单，加工过程中产生甲醛气体较少。二是操作简单、生产成本较低。 缺点：在强度、弹性率、负荷弯曲温度方面，其性能不如均聚甲醛。但经过改性后的共聚甲醛各项指标据超过均聚甲醛。因此，共聚甲醛也成为各大企业首选生产技术。 三、聚甲醛应用领域 1.精密仪器行业：在精密仪器行业聚甲醛可以用来制造钟表和照相机转动部件、耐磨垫板、支撑座架等。 2.机械制造行业：在机械制造行业聚甲醛主要用来制造机床电动机保护开关、润滑剂万向导管、磨床叶轮、外圆磨床液压套筒等。 3.电器行业：由于聚甲醛具有较高的绝缘电阻和良好的介电强度以及耐电弧性能，所以在电子电器领域应用较广。例如电话、电
7、视机、计算机和传真机的零部件等。在家用电器行业用来制造电源插头、电源开关、按钮、继电器等各种零部件。 4.汽车行业：用聚甲醛制作的汽车零件具有耐磨、增加润滑效果、便于维修、简化结构、成本低、节约钢材等作用。可以用来制造汽车泵、汽化器、输油管、动力阀、万向节轴承、刹车衬套、车窗升降器、安全带扣、门把手、门锁等。 5.军工行业：在军工行业聚甲醛可以用来制造迫击炮、枪械扳机锤、子弹带等。 6.包装机械：输送螺杆、星轮、齿条、链轮、垫条等。 四、聚甲醛发展前景 我国煤炭资源丰富，而共聚甲醛的最初生产原料甲醇又是煤化工的产品，这也为聚甲醛在中国的发展提供了充足的原料基础。我国聚甲醛应用领域目前还仅局限于电器行业和日用品行业，在汽车和机械制造行业应用所占比例还较少，另外，聚甲醛的用途和应用领域也在不断探索，未来聚甲醛在中国的发展前景也非常值得我们期待。 参考文献： 【1】 林陵，关键，曾崇余.甲醛制备三聚甲醛的研究进展J.天然气化工，2007，32（6）：69-74. 【2】 黄格省.聚甲醛生产与市场分析J.化工生产与技术，2000，7（5）：26-30.
