甲醛作为工程塑料五虎将之一,英文名称:polyformaldehyde,英文缩写为POM。热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”。结构式如下:


一份关于聚甲醛的介绍


一、背景


1920年,德国化学家赫尔曼·施陶丁格首先发现了POM的结构和聚合过程,POM在当时并未商业化。

1940年,杜邦公司发表了关于无水甲醛聚合方法的专利,为POM工业化奠定了基础。

1960年,杜邦实现了均聚POM的工业化生产,命名为Delrin。

1962年,美国塞拉尼斯公司实现了共聚POM的工业化生产,商品名为Celcon。


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二、基本性能


POM分为两大类,一类为均聚甲醛,以杜邦和旭化成为代表,另一类为共聚甲醛,除了上述两家,其他供应商的产品基本都为共聚,旭化成是个NB的公司,均聚和共聚都生产。这里简单介绍一下均聚和共聚的特点,以便更准确的选择材料。


01

耐热性能


耐热性能≠熔点,而是POM长期在高温环境下工作的能力。由于均聚甲醛分子链中基本都是-C-O-键,键能大约为20~40 kcal/mol,而共聚甲醛中增加了一些-C-C-O-键,键能大约是60~80 kcal/mol,因此需要共聚甲醛分解所需的能量更高,so,共聚甲醛的长期热稳定性更好。

热稳定性能影响的不仅是产品的工作环境,同时对于现在汽车产业的VOC及气味管控也有着很大的影响,均聚甲醛注塑的时候气味大,而对于POM而言,气味一般就代表甲醛释放量大,这酸爽,闻过的都知道。


02

耐化学性


除了酸性物质耐受性差以外,POM对大部分的化学试剂耐受性都非常好,因此广泛应用于汽车油泵之类需要耐化学性的部件。

从分子结构来看,共聚甲醛的耐化学性应该是优于均聚甲醛,但是没有数据支持…


03

耐摩擦磨损性


由于均聚甲醛的结晶度比共聚甲醛高,因此材料的硬度更高更耐磨,100P的洛氏硬度为M88,高粘度共聚POM为M78~80,同样的,低粘度的POM分子链排列比高粘度更规整,结晶度略高,因此低粘度的耐磨性比高粘度略好。

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04

耐蠕变性


从官方数据来看,共聚甲醛和均聚甲醛的蠕变强度对比如下:


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均聚甲醛比普通高粘度的共聚甲醛的蠕变性能更好。因此还有很多的玻璃升降器滑块、滑轮选用均聚甲醛,当然现在越来越多的设计换成了共聚甲醛,因为均聚甲醛不但贵,还对于VOC和气味问题没有什么有效控制方法。

总结一下,均聚甲醛具有非常出色的短期机械性能和耐磨性能,但是高成本极大的限制了均聚甲醛的应用,并且慢慢被共聚甲醛取而代之,在相当大的一部分应用中,共聚都有替代均聚的可能性。

表 均聚、共聚甲醛物性表

基本物性

均聚甲醛

共聚甲醛

相对密度

1.43

1.41

结晶度(%

75~85

70~75

熔点(℃)

175

165

机械强度

较高

较低

热稳定性

较差,易分解

较好,不易分解

成型加工温度范围

较窄,约10

较宽,约50

屈服拉伸强度(MPa

70

62

拉伸弹性模量(GPa

2.9

2.8

屈服伸长率(%

15

12

断裂伸长率(%

15

60

压缩强度(MPa

127

113

压缩弹性模量(GPa

4.7

3.2

挠曲强度(MPa

98

91

无缺口冲击强度(KJ/m2

108

90~100

有缺口冲击强度(KJ/m2

7.6

6.5


三、 产能



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由于国外对我国聚甲醛技术的封锁,在20世纪之前中国没有自己的聚甲醛成熟量产装置,到现在为止,我国还没有能够引进一套比较高端的聚甲醛生产工艺,满足高端行业需求。

目前国产聚甲醛基本都应用在低端行业,中高端行业进入门槛较高,造成国产聚甲醛扎堆供应低端行业

表 全球POM产能

全球POM产能分布

生产厂商

地区

年产能/万吨

Celanese

德国

14

美国

11

小计


25

Polyplastics

日本

12

马来西亚

9

台湾

4

小计


25

Dupont

荷兰/美国

20

KEP

韩国

15

三菱瓦斯

泰国

10.5

韩国可隆


7.5

Basf

德国

5.5

旭化成

日本

6.4

云天化

昆明

9

神华宁煤

宁夏

6

宝泰菱

南通

6

唐山中浩

唐山

4

兖矿鲁工

滕州

4

开封龙宇

开封

4

台丽钢

台湾

2

兰蒂奇


0.8

注:以上产能如有遗漏,欢迎联系小编(ixuzhu)进行补充!!!


四、改性


众所周知,POM是综合性能较好的工程塑料,常被应用于工业机械、汽车配件、电子电器、日常用品、建材等领域,但却也存在着冲击韧性低、耐热性差、摩擦系数大等致命的缺陷,极大地限制了聚甲醛的应用范围。而改性聚甲醛,在提高其耐热性、刚性、耐疲劳性、耐蠕变性和力学性能上的出色表现,被越来越多的业者关注。而常见的POM改性大致有三种,增强、增韧、以及耐磨。


01

填充增强改性


将无机材料如Al2O3、氧化镁、玻璃纤维、碳纤维、玻璃微珠、云母、滑石粉、碳酸钙、白炭黑、钛酸钾等通过熔融共混加入到聚甲醛中,从而提高聚甲醛的强度、刚度、硬度、热变形温度以及尺寸稳定性。


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填充增强类聚甲醛主要应用于制备汽车功能件、机械结构复杂、薄形精密零件及工程制品。


02

增韧共混改性


以热塑性聚氨酯(TPU)、丁腈橡胶(NBR)、改性聚烯烃、聚酰胺、木质纤维素等作为弹性增韧体,采用机械共混和接枝共聚的方法制成超韧性POM合金。


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增韧共混改性主要应用于制备汽车卡扣类工程制品。


03

增加耐磨性改性


在聚甲醛树脂中加入有机油或硅油、聚四氟乙烯(PTFE)或二硫化钼,可以达到降低制品表面摩擦系数及磨损率的作用。


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润滑聚甲醛最适用于机械、电子电器用零件的传动部位材料,如齿轮、滚轮、凸轮、连杆类制品。


五、应用


01

汽车


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图 POM材料用于安全带纽扣


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图 POM材料应用于汽车发动机气门室罩盖


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图 POM材料应用于汽车外后视镜


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图 POM材料应用于汽车玻璃升降器


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图 POM材料用于汽车内门把手


一份关于聚甲醛的介绍

图 POM材料用于汽车扬声器罩盖


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图 POM材料用于汽车扬声器罩盖

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图 POM材料用于汽车油泵部件

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图 POM材料用于汽车组合开关


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图 免喷涂POM材料


02

其他


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图 POM扫地机器人


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图 导电POM材料


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图 POM应用于激光打印机驱动齿轮


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图 POM应用于激光打印机驱动齿轮

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图 POM齿轮


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图 POM材料用于齿轮

友情提示:最近POM反倾销终裁结果出台,市场心态略显积极,报盘涨势显现,预期近期市场或温和向上。

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作者 ab