聚甲醛生产、性能改良及应用探析

徐峥 梁靖茹 开封龙宇化工有限公司

随着社会的不断发展，塑料在我们生活中的应用也极为广泛，成为不可或缺的一种物质，小到经常用的食品包装袋、塑料袋、筷子、锅碗瓢盆等，大到家具家电、工程设备上的应用等，这些方面都会用到。聚甲醛作为塑料家族中的一员，其性能比较优良，属于是高分子材料，根据其化学结构可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种，其具有显著的优势，不仅密度大，硬度也很高，表面光滑有光泽，样品的颜色呈淡黄色或者白色，鉴于这样的属性，聚甲醛在耐磨和润滑工艺上都有着很多的应用，是比较好的工程塑料，而且当前社会对其需要量也在不断增大，笔者从实践出发，主要分析了其生产工艺和性能改良，探讨了其具体应用。

一、聚甲醛的生产工艺

从当前来看，国外生产聚甲醛的企业主要有日本聚合塑料公司、三菱瓦斯化学以及杜邦、巴斯夫、韩国乐喜化等公司，国内的本土企业主要有开封龙宇化工有限公司、云天化股份重庆分公司、中海石油天野化工股份有限公司、台湾工程塑料有限公司等。生产聚甲醛以单体作为原料，借助聚合机器进行聚合生产。

（一）均聚甲醛生产工艺分析

生产均聚甲醛的企业代表有杜邦公司，其生产的产品密度比水稍微大一些，约为1.4g/cm3，比金属要小很多。熔点相对比较高，范围在170-180℃，这就说明，均聚甲醛在高温下化学性质也比较稳定。另外，均聚甲醛具有良好的刚性，拉伸强度可达68.9 MPa，在单位质量范围内，其性能和钢材可媲美，比黄铜和锌要高，同时具有不错的耐磨性，主要是其摩擦系数不大。但均聚甲醛也不是没有缺点，不足在于耐酸碱腐蚀的化学性能表现略差。上述提及，生产聚甲醛以单体作为原料，借助聚合机器进行聚合生产，均聚甲醛的生产原料是通过半缩醛合成反应装置生产二氧五环，再由乙二醇和60%的甲醛通过半缩醛反应装置获取。所得产物经过热裂解以及脱水等过程制得高纯度的甲醛，再加入催化剂放到反应器中聚合，聚合完的产物再经过过滤、分离、干燥，然后封端，在其中加入抗氧化剂，最后经过挤压机压榨出颗粒产品的聚甲醛。相比之前的均聚甲醛生产工艺，该工艺不但提高了产物的使用率，同时也提高了均聚甲醛的生产能力，但需要指出的是，反应器皿的材料比较昂贵。

（二）共聚甲醛生产工艺分析

聚甲醛里的主要物质就是共聚甲醛，其占比可达75%，主要有两种生产方法，第一种是溶液聚合法，第二种是本体聚合法。第一种方法是通过环己烷、汽油、石油醚作为有机溶剂用到反应中，接着把精制的高纯度的二氧戊烷和三聚甲醛在有机溶剂作用下放到反应釜中不断搅拌，温度保持在50-60℃，确保搅拌不间断，在此过程中把催化剂加进去，然后加入凉水，反应温度在65℃的基础上保持一到两个小时，最后会得到白色粉末状的聚合物。该方法的单体转化率相比均聚甲醛的单体利用率要高出很多，其单体转化率可达80%。第二种方法就是把上述原料按照比例进行混合，然后放到双螺旋反应器里面，该方法相对比较简单，只要保持50-80℃的温度不断搅拌即可以获得所需产物。

二、聚甲醛的性能改良

聚甲醛的物化性能虽然不错，但在实际应用中也存在很多缺点，这些不足也使得聚甲醛的作用得不到充分发挥，最大的劣势就是缺口敏感性性大、耐热性较差。为了弥补和加强聚甲醛的使用性能，主要是对基础树脂进行性能改良，以此扩大聚甲醛的应用范围。所以说，在各方面因素影响下，很有必要对聚甲醛的性能进行完善，主要从以下几方面进行分析。第一，以合金化金属提高聚甲醛的抗冲击下，优化弹性体的共混性能，使聚甲醛的韧性和刚性现在提高。分析聚甲醛可知，通过增溶剂Z-3具有聚集剂的作用，能够合理控制分散的颗粒，保证合金缺口达到最大值。第二，以混合性的方式均衡聚甲醛的性能，进一步加强聚甲醛材料是使用。第三，在改进成型时，要对均聚甲醛的热稳定性能进行关注，降低模具积附。在改良聚甲醛性能中，均聚甲醛的稳定性不好，会释放一些气体，为了减少模具积附，工作人员通常会加工成型的产品，保证均聚甲醛的热稳定性，达到改良产品性能的目的。

三、聚甲醛的具体应用

聚甲醛由于具有稳定性、润滑性、密度大、硬度高的特性，所以在当前可以替代钢、铸锌、铜来使用，在实际生活生产中具有广泛的用途，主要在以下领域常涉及。

第一，用于汽车工业上。通过聚甲醛制作出来的零件具有很好的润滑作用，能够显著减少磨损，便于汽车后期维修，同时也能够节约汽车零件的使用材料，降低其制作成本。具体到汽车工业实际应用时，可以代替铜，在汽车半轴和行星齿轮制作时应用居多，有效延长了汽车零件的使用年限。

第二，用于电子电器领域。聚甲醛的绝缘电阻和介电强度比较高，而且电耗小，因此可以制作电扳手外壳，也可以作为制作电视机、录音机、电话等来使用。

第三，用于农业机械方面。聚甲醛也是制作农机工具的良好材料，比如播种机的连接和联运部件，手动喷雾器部件，也可以用作制造气溶胶的包装，浸在油中的部件和输送管等，提高农业机械的质量，为农业工作助力。

四、结束语

伴随国内各领域的迅猛发展，对聚甲醛的应用也愈发广泛，同时对其技术也提出了更高的要求，作为战略性的工程塑料，其可以显著提高领域进步和发展。因此，相关工作人员有必要对此加大研究力度，加强聚甲醛的生产和性能改良，使其在农业机械、建筑、汽车工业、医疗器械等方面充分发挥其作用。此外，工作人员也要做到与时俱进，多参考和借鉴国外的先进技术，提高聚甲醛性能改良的技术水平，切实使其造福人类。