美国杜邦聚甲醛(POM) 杜邦全系列 泰科纳全系列

聚甲醛的结构与性能

聚甲醛是一种没有侧链的高密度、高结晶度的线性聚合物。

结构与高密度、高结晶度

①C—O键的键长（1.46×10―10m）比C—C键的键长（1.55×10―10m）短，因而聚甲醛链轴方向的填充密度大。

②聚甲醛分子链中C和O原子不是平面曲折构型而是螺旋构型，所以分子链间距离小、密度大。

如与PE相比，均POM的密度为 1.425～1.430g／cm3，而PE为 0.960 g／cm3，当分子主链中引人少量C—C键后的共聚POM 密度则稍有降低（1.410 g／cm3），但仍比PE高得多。

③聚甲醛分子链的柔顺性大，链的结构规整性高，所以造成其结晶度高，结晶能力强。

均聚甲醛的结晶度为75％～85％，共聚甲醛为70％～75％。聚甲醛十分容易结晶，即使快速淬火，结晶度也能达到65％以上。

例如经－80℃淬火的试样，当温度升高到25℃时结晶度已达65％，完全非晶态 的聚甲醛只有在－100℃时才能得到。

结晶度随淬火温度的升高而逐渐增大，低温淬火所得到的低结晶度的形态是很不稳定的，放置于室温后结晶度还会随时间增长而增加。

升温在100～150℃的温度范围内处理聚甲醛，会使其结晶结构更趋完善，但在150～175℃范围内结晶度会逐渐降低，于175～180℃范围内结晶度会突然降低，只有当温度超过181℃ 时晶核才能完全消失。

分子量：

聚甲醛的平均聚合度在 1000～1500之间，数均分子量为 30000～45000，分子量分布窄。

④ 高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良性能的主要原因。如硬度大和模量高，尺寸稳定性好，耐疲劳性突出，不易被化学介质腐蚀等。

⑤ 尽管聚甲醛分子链中C—O键有一定的极性，但由于高密度和高结晶度束缚了偶极矩的运动，从而使其仍具有良好的电绝缘性能和介电性能。

⑥聚甲醛端基中含有半缩醛结构导致其热稳定性差，当加热至100℃左右时可从其端基的半缩醛处逐渐解聚。

当加热至170℃左右时，可从其分子链的任何一处发生自动氧化反应而放出甲醛，甲醛在高温有氧时会被氧化成为甲酸，甲酸对聚甲醛的降解反应有自动加速催化作用，

因此常在均聚甲醛树脂中加人热稳定剂、抗氧剂、甲醛吸收剂等以满足成型加工的需要。

⑦ 由于共聚甲醛分子链中含有一定量的C－C键，它可以阻止聚甲醛分子链的氧化降解，因而共聚甲醛比均聚甲醛的热稳定性能要好得多。

但是无论是均聚甲醛还是共聚甲醛，在加工和应用时应注意其热稳定性和热氧稳定性差的缺点。

聚甲醛的主要性能

（l）物理性能

聚甲醛为白色粉末状固体或粒状固体，表面光滑且有光泽和滑腻感，硬而致密，呈现出半透明或不透明的特点。

容易燃烧，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，发生熔融滴落，有强烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。

（2）力学性能

它的硬度大、模量高、刚性好、冲击强度、弯曲强度和疲劳强度高，耐磨性优异，有较小的蠕变性和吸水性。

均聚甲醛比共聚甲醛的力学性能略高10％～20％，这主要是其结晶度比共聚甲醛要高10％左右的缘故。

聚甲醛的热分解温度较低（Td＝235～240℃），属热敏性塑料，高连续工作温度并不高，均聚甲醛在82℃可连续使用1年，在121℃可连续使用3个月。

共聚甲醛可在114℃连续使用2000 h，在 138℃连续使用 1000 h，在 160℃短时间使用。

共聚甲醛较均聚甲醛热稳定性好，主要是因为其分子链中的C—C链可起到降解反应的中止点。

然而聚甲醛的热变形温度却比较高，在 0.46 MPa载荷下均聚甲醛和共聚甲醛的热变形温度可达 170℃和 158℃。