聚甲醛工程塑料的合成工藝以及應用(課程論文)

1、聚甲醛工程塑料的合成工藝以及應用 姓名： 秦 偉學號：20070236班級：材料0707聚甲醛工程塑料的合成工藝以及應用1、概述聚甲醛（POM）,又名聚縮醛，學名聚氧化亞甲基樹脂。POM使用易得的甲醇為原料，采用甲縮醛法合成工藝，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、工藝簡單、消耗低等特點。聚甲醛樹脂（POM）是一種綜合性能優(yōu)良、原料來源豐富,成型加工方便，可代替有色金屬用作結(jié)構(gòu)和耐磨材料的工程塑料。自從實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)來,世界聚甲醛消費量逐年遞增,加工技術(shù)也在不斷發(fā)展。2、聚甲醛的性能聚甲醛(英文：polyformaldehyde)熱塑性結(jié)晶聚合物。被譽為“超鋼”或者“賽鋼”，又稱聚氧亞甲基。英文縮寫為POM。（結(jié)

2、構(gòu)如圖一）通常甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受熱解聚。1955年前后杜邦公司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。 聚甲醛是一種沒有沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。表面光滑，有光澤的硬而致密的材料，淡黃或白色，可在-40- 100°C溫度范圍內(nèi)長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油，耐過氧化物性能。很不耐酸，不耐強堿和不耐月光紫外線的輻射。聚甲醛的拉伸強度達70MPa，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，有光澤，這些性能都比尼龍好，聚甲醛為高度結(jié)晶的樹脂，在熱塑性樹脂中是最堅韌的

3、。具抗熱強度，彎曲強度，耐疲勞性強度均高，耐磨性和電性能優(yōu)良。（具體性能參數(shù)如表所示）3、聚甲醛的合成工藝3.1工藝過程3.2 反應原理3.2.1 氧化甲醛深度氧化的副產(chǎn)物主要為一氧化碳和甲酸，為了使甲酸副產(chǎn)減少和提高效率，應控制反應溫度為50。3.2.2 合成三聚甲醛從主反應式可以看出，甲醛濃度越大，愈有利于反映。因此，此工序應盡可能提高甲醛濃度。3.2.3 生成聚甲醛 3.3 工序操作敘述 將在汽化器內(nèi)汽化后的甲醇與凈化的空氣混合氣體通入氧化器內(nèi)，在催化劑存在下，控制反應溫度為550，空氣速度1000015000/h,氧化甲醇生成甲醛，反應選擇性95%100%，經(jīng)真空濃縮成70%的甲醛液。

4、生成甲醛送入合成塔，加入總量4%5%的硫酸于110下反應，得到質(zhì)量百分數(shù)為60%70%的三聚甲醛液；在結(jié)晶器內(nèi)，用冷凍鹽水使三聚甲醛結(jié)晶析出后，經(jīng)離心分離，精制得三聚甲醛單體。再將三聚甲醛、二氧五環(huán)在催化劑作用下，于雙螺桿反應器內(nèi)進行本體動態(tài)連續(xù)聚合，然后將粗品送入后處理釜，加入總量4%的氨水，于146下處理得穩(wěn)定的聚甲醛。反應終止后，控制反應溫度的攪拌條件，使其結(jié)晶析出，再經(jīng)分離、干燥、造粒得成品。四、聚甲醛的國內(nèi)外需求及應用目前,國外POM聚合路線比較成熟,主要有以甲醛為單體制備均聚物和以三聚甲醛為單體制備共聚物兩條路線。宇部公司綜合了DuPont公司和Celanese公司的工藝特點,成功

5、地開發(fā)了以甲醛為單體,生產(chǎn)均聚物和共聚物的新工藝。該工藝技術(shù)先進,流程短，能耗低。此外,日本瓦斯和三菱瓦斯公司提出了固定酸液相合成新工藝。該工藝用共沸脫水后的甲醛二氯乙烷透明溶液作為合成原料,排除了水對合成收率的影響。三聚甲醛單程收率90%,理論收率99.9%,這種工藝副反應少,工藝大大簡化,使?jié)饪s、合成和精制為一體,展示了聚甲醛聚合工藝的良好前景。我國POM主要用于電子、電氣及儀表、輕工、運輸、建材等領(lǐng)域。"八五"期間,我國POM在單體合成、聚合工藝及后處理方面開展了一系列的研究和攻關(guān),進一步優(yōu)化、完善了雙螺桿本體連續(xù)聚合工藝條件與裝備。在后處理方面采用四螺桿連續(xù)熔融后處

6、理新工藝取代氨法后處理,使工藝得以簡化,同時未反應的單體和釋放出的甲醛也得到回收。成都有機硅研究中心和吉林石井溝聯(lián)合化工廠共同研究的連續(xù)熔融法后處理工藝目前已達到國外技術(shù)水平。另外,成都有機硅研究中心研制開發(fā)的高潤滑POM和增強POM新品種目前也已在電器設(shè)備及汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到應用,取得了較好的經(jīng)濟效益。由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲勞、沖擊強度離、尺寸穩(wěn)定性好、有自潤滑作用的特點, 因而被大用于制造各種齒輪、滾輪、軸承、翰送帶、彈贊、凸輪、螺栓及各種泵體、殼體、葉輪摩擦軸承等機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。用聚四氟乙烯乳液改性的高潤滑聚甲醛制造的機床導板具有優(yōu)良的剛性和耐疲勞性, 能克服純聚四氟乙烯

7、易被磨耗的缺點, 而且與金屬摩擦的靜、動摩擦系數(shù)基本相同, 顯示出了突出的自潤滑特性。制藥包裝機械輸送螺桿、星輪、齒條、鏈輪、墊條等。汽車工業(yè)聚甲醛在汽車工業(yè)中的應用較大。用聚甲醛制作的零件具有減少潤滑點、耐磨、便于維修、筒化結(jié)構(gòu)、提商效率、降低成本、節(jié)約銅材等良好效果。代替銅制作汽車上的半軸、行星齒輪等。不但節(jié)約了銅而且提高了使用壽命。在發(fā)動機燃油系統(tǒng),POM可以制造散熱器水管閥門、散熱器箱蓋、冷卻液的備用箱、水閥體、燃料油箱蓋、水本葉輪、氣化器殼體、油門踏板等零件。電子電器由于聚甲醛的電耗較小, 介電強度和絕緣電阻較高, 具有耐電弧性等性能, 使之被廣泛的應用于電子電器領(lǐng)域。如可用聚甲醛制造電扳手外殼、電動羊毛剪外殼、煤鉆外殼和開關(guān)手柄等,還可制造電話、無線電、錄音機、錄像機、電視機、計算機和傳真機的零部件、計時器零件, 錄音機磁帶座。其它方面建筑：可做自