聚甲醛的生产和应用研究VIP

聚甲醛的生产和应用研究近年来，随着电子工业和汽车工业的高速发展，我国对多聚甲醛（POM）的需求也在急剧攀升。本文简要介绍了聚甲醛的特性、共聚甲醛的生产工艺及其广泛的应用领域。标签：聚甲醛；生产；应用1引言近年来，随着电子、汽车工业的高速发展，我国对多聚甲醛（POM）的需求也在急剧攀升。《2017全球多聚甲醛市场发展现状及未来趋势》数据显示，2016年全球聚甲醛市场规模为5.5亿美元，2016年表观消费量达到52.04万吨，增长率约7.12%。预计未来五年全球多聚甲醛市场将以5.41%复合增长率增长。2聚甲醛的性能特点聚甲醛分为均聚甲醛和共聚甲醛两类。均聚甲醛结晶度高，分子量分布窄，但是热稳定性差，不耐酸碱。共聚甲醛结晶度低，成型温度范围广，有良好的强度、尺寸稳定性，而且耐化学性和耐溶剂性极佳。无论是均聚甲醛还是共聚甲醛，分子链都是由C-O键构成，C-O键的键长比C-C键的键长短，聚甲醛沿分子链方向的原子密集度大，因而使其拥有十分优异的机械性能，在较大的温度范围内，弹性模数、硬度、刚性都比较高，可以作为很多金属材料的替代品，拥有“塑料中的金属”之称，而近年来POM应用范围越来越广，需求量越来越大也正是取决于此。3聚甲醛（共聚甲醛）生产工艺目前国内外大多使用本体聚合法进行共聚甲醛的生产。共聚甲醛的生产制备过程是由三聚甲醛和其他单体共聚而成。先将浓度60%至70%的甲醛、在浓硫酸或阳离子交换树脂的催化作用下得到三聚甲醛并精制为高纯品，然后与少量共聚单体（如二氧五环）在路易斯酸存在下开环聚合为共聚甲醛。由于共聚甲醛链端大部分是半缩醛端基，对热极不稳定，需进行封端稳定化处理，以成为热稳定的聚甲醛，再加入抗氧化剂等助剂，最终造粒成为共聚甲醛产品。生产过程主要有以下工序：①甲醛工序：采用银法为其循环工艺，甲醇与空气反应生成甲醛、经水吸收后得到甲醛，再经真空浓缩后得到高浓度的甲醛，也可在此工序调配生产出中间浓度的甲醛产品。经过水吸收的尾气一部分作为进料参与反应，其余大部分送往尾气焚烧系统焚烧；②三聚甲醛工序：三聚甲醛是共聚甲醛聚合的主要单体。三聚甲醛由甲醛在濃硫酸的催化下生成三聚甲醛，然后经过浓缩、本萃取、轻沸物去除、重沸物去除得到聚合级的共聚单体；③二氧五环工序：二氧五环是共聚甲醛聚合的另一种单体，是由甲醛与乙二醇在浓硫酸的催化作用下生成，然后经过浓缩、氢氧化钠萃取、重沸物去除、轻沸物去除得到聚合级共聚单体；④聚甲醛工序：共聚单体三聚甲醛和二氧五环在三氟化硼引发下共聚生成聚甲醛粗产品，经粉碎、钝化，干燥得到聚甲醛粉状物。聚甲醛粗产品由于链端是半缩醛结构，需去除不稳定部分。然后加入添加剂在双螺杆挤出机中进行后处理，再经过切粒、干燥、筛选得到聚甲醛成品。粒装成品经过输送系统进行成品包装；⑤焚烧系统工序：采用焚烧方法处理甲醛、三聚甲醛、污水处理站等工序排出的有害气体，焚烧烟气达标后排放大气。同时，系统内的废热锅炉产生饱和蒸汽，充分利用能量。4聚甲醛的应用领域4.1电子电器领域在家用电器领域，如电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱，电动机的启动线圈、叶片，电刷托架及转子绝缘部件，接触开关，继电器，电熨斗，吹风机，灯头，暖风机等等。在办公设备中可用于电话、无线电、录音机、电视机、计算机和传真机等零部件、计时器零件、录音机磁带座。在家用电器行业中用来制造电源插头、电源开关、按钮、继电器、洗衣机滑轮、空调曲柄轴、微波炉门摇杆、电饭锅开关安装板、电冰箱等等。此外，还可代替金属用来制作小模数齿轮。4.2汽车工业因聚甲醛具有优良的耐磨性能，耐冲击度强以及耐有机溶剂的特点，适用于汽车制造业中，尤其是在高级轿车中应用最为广泛。如汽车排气再循环阀及水泵叶轮，汽化器，排气装置，排气调节阀，灯光反射器，轴承，传感部件等。此外还可以制作汽车外装件，如汽车车轮罩、反光镜外壳、尾灯罩等。改性的聚甲醛可以替代尼龙，被应用于汽车发动机及周边零部件，与尼龙相比，成本降低30%。4.3机械制造领域聚甲醛可以被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。用聚四氟乙烯乳液改性的高润滑聚甲醛制造的机床导板具有优良的刚性和耐疲劳性能，能够克服过去纯聚四氟乙烯容易磨损和易蠕变的缺陷，同时具有自润滑的良好性能。此外还可用与轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印件、照相机、计算机零部件、管道、喷雾器、喷油嘴等机械设备零部件中。4.4其他领域如在军工领域中聚甲醛常被用来制造迫击炮，枪械扳机锤等；在坦克装甲车辆中被用于制造水散热器、排水管、散热风扇、坦克操纵转动开关、转动轴轴套、往复滑动杆等等。服装领域中的衣服拉链、密封圈等也常使用到聚甲醛。5结语随着聚甲醛生产工艺的不断优化，聚甲醛因其自身的性能也越来越发挥出巨大的价值。在未来的若干年中，随着各行业的快速发展，我国聚甲醛的消费