聚甲醛的生产和应用研究

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聚甲醛的生产和应用研究

作者：张亚军

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第10期

摘 要：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。 关键词：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。三聚甲醛由甲醛在浓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