国内外聚甲醛技术特点比较
国内外聚甲醛技术特点比较
一、聚甲醛产品用途概述
聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（PBT）和聚苯醚（PPO）被合称为五大工程塑料。工程塑料和通用塑料相比，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面能达到更高的要求，而且加工更为方便，可替代金属等材料，因而在汽车、通讯设备、建筑材料、家用电器乃至航空航天等方面有着广阔的用途，受国家一系列拉动内需政策和下游汽车、家电等销售不断攀升影响，PC、PBT、PA、POM、PPO工程塑料已成为塑料工业中最为活跃的领域。工程塑料已占轿车总重量的20%。
1.聚甲醛是以上五大工程塑料中仅次于PA和PC居第三位，聚甲醛具有较高的弹性模量、刚性和硬度，且摩擦系数小，耐磨耗，尺寸稳定性好。POM常用来代替铜、锌、锡、铅等有色金属，有“夺钢”、“超钢”之称。
与聚甲醛同其他工程塑料(PA、PC、PBT)相比，它具有优良的耐疲劳性能和耐磨耗性，较小的蠕变性能被广泛地应用于汽车、军工、电器、建材和日用行业。
2. 电器行业
由于聚甲醛介电强度和绝缘电阻较高，具有耐电弧性等性能，使之被广泛的应用于电子电器领域。聚甲醛在办公设备用于电话、无线电、录音机、录像机、电视机、计算机和传真机的零部件、计时器零件，录音机磁带座。在家用电器行业用来制造电源插头、电源开关、按钮、继电器、洗衣机滑轮、空调曲柄轴、微波炉门摇杆、电饭锅开关安装板、电冰箱、电扳手外壳、电动羊毛剪外壳、煤钻外壳和开关手柄等。
3.汽车行业
聚甲醛在汽车工业中的应用量较大，用来制造汽车泵、汽化器、输油管、动力阀、万向节轴承、刹车衬套、车窗升降器、安全带扣、门把手、门锁、滑块、负荷指示器外齿轮、钢板弹簧减震衬套、推力杆球座、散热器水管阀门、散热器箱盖、冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、水本叶轮、气化器壳体、油门踏板等零件。
4．国防军工
用来制造自行式迫击炮、坦克装甲车辆中聚甲醛用于制造水散热器、排水管、散热风扇、坦克操纵转动开关、转动轴轴套等。5.建材和日用行业水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表、壳体和水管接头等。聚甲醛还可用于消防水龙头、滑雪板、溜旱冰鞋、渔具滑轮、木梳、衣服拉链、密封圈等。
6.聚甲醛的改性
聚甲醛改性技术近几年有很大发展，聚甲醛改性可以使聚甲醛性能大幅度提高，进一步拓宽聚甲醛的应用领域，提高了聚甲醛的应用价值
主要有增韧性改性、热稳定性改性、阻燃改性、耐磨改性、绝缘和抗静电改性以及热稳定性抗老化改性等等。
二、国外聚甲醛技术技术特点
1．美国杜邦公司
以美国杜邦公司为代表的均聚工艺系以浓度为50%的甲醛溶液为原料，由于原料甲醛中含水和其它杂质，经与异辛醇生成乙基半水甲醛溶液，经过脱水精制，热裂解得到纯甲醛。将它通入含有三氟化硼乙醚络合物的惰性溶液中聚合成均聚甲醛，聚合料经过滤分离，干燥后，用醋酐进行羟基酯化封端，得到热稳定的聚甲醛，然后加入抗氧剂等助剂，通过挤出造粒制得成品。
此种工艺路线由于甲醛提纯工艺复杂和后处理封端技术上的困难，使得均聚产品耐碱性、耐热性差，生产成本较高，由于技术和经济上的问题，近几年来国外一些以均聚法生产的公司，如意大利SIR公司、日本旭化成公司将均聚法聚甲醛装臵改为共聚法。
2．美国Ticona
美国Ticona采用Celanese聚甲醛技术，其主要工艺过程如下：铁钼法甲醛，浓缩到60%。在硫酸催化剂三聚甲醛。以α-氯萘为萃取剂的萃取精馏而分离提纯至99.9％。
环己胺溶剂和环氧乙烷共聚单体，分别以相当于三聚甲醛加入量的质量百分数的150%和5%加入溶液法聚合反应釜，同时加入120PPM的三氟化硼合乙醚聚合催化剂。大部分的环氧乙烷和70%的三聚甲醛共聚成了平均分子量大约40000的共聚体。在70℃下，2～4小时以后，加入质量分数为0.5％的三正丁胺，使反应终止。
过滤和干燥后的聚合物固体用等于其重量5倍的水重新做成浆料。加入相当浆料重量5%的氨水。浆料被加热至150℃、氨水与聚合物链尾降解甲醛。稳定的聚合物用泵经冲洗离心分离机用新鲜水漂洗。然后用滚筒机蒸汽干燥。挤压设备中挤压成型，在此加入稳定剂和抗氧化剂。造粒机做成的0.125英寸（0.3cm）的小球用气体输送装袋。
3．德国BASF公司
德国巴斯夫公司采用本体聚合工艺，在聚合反应器选择了双螺杆挤出机作为聚合装臵，选用的催化剂为三氟化硼或三氟甲磺酸。共聚物从聚合反应装臵出来后，经水冷却后，进入切割室切割成颗粒，然后用离心分离机对液体／颗粒进行分离。最后用流化床干燥器进行干燥，得到共聚甲醛。
4．日本宝理塑料Polyplastic
宝理塑料是亚洲第一大POM生产商，目前70%的聚甲醛为不增强牌号，这些牌号在国外市场竞争激烈，为此日本宝理塑料公司采用自已专有的聚合技术和控制结晶技术，2002年11月向市场推出新牌号Duracon HPgOx，在聚甲醛分子链中引入“共聚单体”，提高树脂热稳定性和化学稳定性，新牌号比传统共聚牌号结晶度高10%以上，因此仍具有良好的机械性能，特别是韧性仍较高。在一定
负
荷下其制品的长期抗蠕变破坏寿命比
一般牌号（M25S）高10倍。
5．日本旭化成公司
日本旭化成采用的是以三聚甲醛
为单体的催化合成工艺，它由三聚甲醛单体净化、溶液连续聚合、连续酯化封端、排气挤出造粒和溶剂回收等5 部分组成。高浓度甲醛有利于提高三聚甲醛合成速度和平衡浓度，由甲缩醛氧化直接得70%甲醛的工艺，合成反应温度较低（60~90℃），几乎不生成甲酸，无设备腐蚀。另外由于反应得到的甲醛含量达70％，有利于提高三聚甲醛合成反应速度，减少副反应。
6．日本宇部兴产公司
宇部兴产公司综合了杜邦公司和塞拉尼斯公司的工艺特点，开发了连续气相共聚工艺，在聚合过程中不用溶剂的气相法共聚甲醛工艺独具特色，该技术对材质要求不高，流程简单，腐蚀性小。宇部兴产公司气相法共聚甲醛技术主要由甲醛合成、单体制备、共聚合、稳定化、稀醛回收等组成。
其技术特点为：原料甲醇采用空气氧化法制得50％的甲醛，甲醛经脱水、热分解、精制，得到精制甲醛气。高纯度精制甲醛气与共聚单体聚乙二醇醚混合后在三氟化硼-乙醚络合物存在下进入双螺杆反应器进行连续聚合。于40~70℃时加入分子量调节剂来制取特定的共聚甲醛粉末，聚合反应器排出的高温循环聚甲醛粉体经冷却返回聚合反应器进行循环，以控制聚合反应温度，然后用螺旋输送机将聚甲醛粉料送往稳定化工序处理。再于130～160℃下经稳定化溶液处理，除去末端的不稳定组分后制得稳定化浆料，然后经过滤、干燥、造粒等步骤
即得共聚甲醛成品。
7．韩国LG化学
韩国LG聚甲醛改性牌号国外最多，添加含有以聚甲醛为基准的0.01～3％wt的有空间位阻的酚类抗氧化剂；以聚甲醛为基准，0.001～0.3％wt的聚酰胺；以聚甲醛为基准，0.001～0.5％wt的比表面积为10m2/g以上的氧化镁，能改善改性过程中产生的甲酸所引起的功能障碍。
工艺路线为：采用气相聚合，甲醇采用空气氧化法制得50%的甲醛，甲醛与聚乙二醇反应，经脱水、热分解制得精甲醛气，精甲醛气、三聚甲醛和聚乙二醇在三氟化硼--乙醚络合物为催化剂下，于40℃--70℃时在双螺杆反应器进行共聚反应得到粗聚甲醛。反应结束后，粗聚甲醛经稳定化处理得到树脂原粉。
2007年，韩国LG化学丽水的POM装臵已经全部搬迁到中东卡塔尔，韩国LG公司聚甲醛生产及其聚甲醛改性技术已全部转让给韩国P&ID公司。PID公司4名核心技术人员在卡塔尔公司聚甲醛工厂工作。因要充分利用老设备，进一步放大装臵能力有限制，卡塔尔装臵比搬迁前能力仅提高50%，现正在生产中密度和低密度产品，品牌仍为
8．日本三菱公司
日本三菱采用固定酸液相合成工艺，该工艺采用共沸脱水后的甲醛一二氯乙烷溶液作为合成原料，排除了水对合成收率的影响。三聚甲醛单程收率一般为38.9%。这种工艺副反应少，工艺可以大大简化，并可使浓缩、合成和精制合为一体。
工艺路线为：共聚原料为三聚甲醛和环氧戊烷，其中环氧戊烷与三聚甲醛的摩尔比为9%~15%，催化剂为三氟化硼，另外还向其中加入甲缩醛等分子量调节剂。反应器选用了连续双轴混炼反应器，这样可以增加原料的停留时间，提高反应原料的转化率。
对产物进行稳定化处理步骤中，采用了新的液相水解工艺。液相水解工艺较熔融稳定化工艺处理后产物稳定性得到提高。
9．韩国KEP公司
P＆ID公司消化吸收原有日本三菱1万吨装臵上的工艺，韩国KEP公司从2001年4万吨装臵的建厂时，P＆ID公司开始放大模拟工艺流程，并进行基础设计工作，目前KEP公司聚甲醛生产能力已达10万吨/年。
其聚甲醛技术特点为：
甲醛制备单元采用惰性气体尾气循环工艺，甲醛工艺。甲醛溶液浓度高。
甲醛浓缩单元，采用加压气化和减压闪蒸新技术，替代传统真空降膜工艺，设备运转稳定，甲醛浓度高。
三聚甲醛反应精馏塔塔顶高温气作为甲醛浓缩热源，减少了甲醛浓缩蒸汽用量，同时也降低了三聚甲醛反应精馏塔塔顶冷凝器循环水用量。
三聚甲醛精制单元流程短，设备少，聚合级三聚甲醛纯度高。
聚合单元采用双螺杆机，三聚甲醛共聚体，催化剂进料状态为不黏稠液体物料混合均匀性，聚合分子链的稳定性都很好。
及时移出共聚体，打开碳碳双键是关键，该工艺可以高效移出聚合热，在保证链长所需停留时间下有足够低的温度，采用的聚合设备表面光滑，避免了聚合釜内壁结壳现象。
双螺杆挤出机采用电加热国外其他厂采用采用导热油或者过热蒸汽作为双螺杆挤出机加热源，P&ID公司加热技术占地少，投资省，效率高。
二、国内聚甲醛技术特点
2.1．中石油吉化石井沟联合化工厂
1965年底吉化石井沟联合化工厂采用长春应化所的科研成果在30L反应釜中制出了我国第一批共聚甲醛，1992年生产能力达到1000t/a。1998年吉化公司与中国石油天然气总公司重组后，石井沟联合化工厂聚甲醛装臵停产。
该工艺过程：浓度65％~70％甲醛，在酸性催化下得到三聚甲醛，根据三聚甲醛沸点63℃，可溶于水，溶解度随温度升高而增大，采用熔融、冷冻、结晶分离精馏方法，得到99.5%三聚甲醛。制冷剂采用（-9℃乙二醇水溶液，冷冻结晶，离心分离过滤）。
三聚甲醛与少量共聚单体二氧五环在能提供电子云的分子路易斯酸存在下
开环聚合为共聚甲醛，聚合采用双螺杆机，经磨粉、共聚甲醛链端大部分是半缩醛端基，对热不稳定，采用氨水釜式进行封端，加入抗氧剂等助剂稳定化处理，干燥、混合造粒成共聚甲醛产品。
2.2．云南天然气化工集团公司
云天化股份有限公司的聚甲醛装臵系国内第一套装臵，1997年，云天化与波兰ZAT签订技术转让合同，2001年7月建成投产。铁钼法甲醛、浓缩到60%甲醛合成三聚甲醛，催化剂为硫酸，三聚甲醛精制采用熔融冷冻结晶分离技术，与吉化三聚甲醛精制技术相同，三聚甲醛纯度受限，导致客户反映产品热稳定性欠佳，注塑成型过程中甲醛味道大。目前云天化尚未生产出高密度聚甲醛产品。加碱萃取提纯：蒸馏得99.9%三聚甲醛。
2.3．上海蓝星化工新材料厂
上海溶剂厂1970年建成了100t/a装臵。经过多年的研究开发，2000年该厂生产能力达到1900t/a。2003年，上海溶剂厂与中国化工集团蓝星公司重组，先与波兰ZAT公司谈技术引进事宜，进展到签订技术引进合同阶段，后与香港富艺公司签订技术引进合同，2005年，6万吨/年聚甲醛项目开工建设，四院负责工程设计，中国海洋石油化学股份公司负责承建。目前出现过的主要问题如下：1）三聚甲醛合成副产物和多聚物量大
2）三聚甲醛合成釜内稀料
3）单系列聚合釜聚合率较低
4）加入二氧五环后聚合经常终止
2.4．内蒙古天野化工有限责任公司
天野可研期间采用的是富艺技术，后转投波兰，由于波兰与新疆联合化工技术转让是其在中国最后一个合同，天野采用波兰技术已没有可能。因此，工程设计期间采用的是四川成达公司技术。这里存在一个问题：四川成达公司承担云天化聚甲醛装臵的详细设计，但并不掌握云天化技术整改的情况，如果没有云天化聚甲醛技改措施修正波兰ZAT聚甲醛技术，天野要走云天化曾经走过的路，要交学费的。
2.5．中国南通PTM工程塑料公司
由日本宝理工程塑料株式会社、日本三菱瓦斯化学株式会社、韩国工程塑料株式会社和美国蒂高纳公司等四家国外著名跨国公司联合投资1.4亿美元巨资建设的当今国外单体规模最大、年产6万吨的共聚甲醛生产装臵在南通经济技术开发区正式开工，2006年投产。
2.6．中国张家港杜邦日本旭化成公司
日本旭化成公司与美国杜帮公司共同出资兴建均聚甲醛装臵，2002年在江苏省张家港市动工，2005年春季投产。该装臵由旭化成公司和杜邦中国控股公司各占50％的股权，初期生产能力为2万吨／年共聚甲醛。
2.7．兰州化物所三聚甲醛合成技术
2009年1月，中科院兰州化物所使用LZT-I型离子液体催化剂合成三聚甲
醛工业化试验在中海油海南东方中试装臵取得成功，生产出合格的三聚甲醛。离子液体合成技术与传统技术相比，反应液中三聚甲醛浓度浓度达到38%，大大高于硫酸法反应液中三聚甲醛的浓度。可减少环境污染和设备腐蚀，降低投资。
2.8．国内聚甲醛生产技术综合评价
香港富艺技术建设的聚甲醛装臵运转正常尚需时日，云天化聚甲醛受TOX 精制工艺路线限制，消耗及产品性能与国外一流技术尚有较大差距。鉴于国产聚甲醛技术水平停滞不前，预计，今后若干年内外国将继续对我国实行技术壁垒，国外聚甲醛产品长期占据我国市场，难以得到根本改观。
材料概论作业。概要
作业1 绪论 1.人类使用材料的历史经历了哪些时代？ 答：人类使用材料的历史经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、水泥时代、钢时代、硅时代、新材料时代。 2.材料的化学(键)分类和使用性能分类？ 答：材料的化学(键)分类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。 材料的使用性能分类：结构材料、功能材料。 3.什么是材料科学、材料工程、材料科学与工程？ 答：材料科学：一门以固体材料为研究对象，以固体物理、固体化学、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，是运用电子显微镜、X射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科。 材料工程：运用材料科学的理论知识和经验知识，为满足各种特定需要而发展、制备和改进各种材料的工艺技术。 材料科学与工程：研究材料的组成与结构、合成与制备(工艺)、性能、使用效能(用途)四者之间相互关系和规律的一门科学。 4.简述无机非金属材料及其特点？ 答：无机非金属材料是一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物，主要为金属氧化物和金属非氧化物，不含C-H-O链。 无机非金属材料的特点： ①组成：一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物。 ②结构：结合键主要为离子键、共价键或离子－共价混合键。 ③性能：高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性，宽广的导电性、导热性和透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性，很差的延展性及耐冲击性。 ④合成与制备(艺)：(暂忽略)。 ⑤使用效能(应用)：(暂忽略)。
聚甲醛分析报告
3万吨/年聚甲醛项目分析报告 一、产品概述 聚甲醛又名聚氧化次甲基；分为均聚甲醛和共聚甲醛，统称聚甲醛；英文名称：polyoxymethylene；简称：POM。俗称赛钢，分子式：共聚甲醛为-[CH ]n-CH20-CH2-[CH2]m-(n≥m)。 20 聚甲醛是一种综合性能优良的热塑性树脂，在较大的温度范围内具有较高的弹性模数、硬度、刚性和机械性能，在很多场合可以替代钢铁、铜、锌、铝等金属材料，广泛应用于机械工业、轻工、电子电器、汽车工业、农用器械等领域，有“塑料中的金属”之称。 二、国内外市场情况 1、国外市场 早在50年代国外已出现多聚甲醛这一产品，60年代在日本已形成万吨生产规模，70年代发展迅速，70年代我国在上海溶剂厂和吉化公司开始生产，但起初均是生产固体甲醛，产品水溶性差、解聚率低，不能很好满足行业发展的需要。真正的低聚合度多聚甲醛，是吉化公司1992年开发成功的。在工艺技术和设备设计上都取得了较大突破，产品质量基本达到了同类进口产品水平，并于1995年进行技改，形成2000t／a生产规模。 国外聚甲醛树脂的生产主要集中在美国、日本、德国、荷兰、韩国及台湾等国家和地区。美国、西欧和日本是世界上聚甲醛树脂的主要生产地区，上述地区的生产能力约占世界总生产能力的60%之多。
由此可见世界聚甲醛树脂的生产高度集中在少数生产商手中。 近年来，各大聚甲醛生产商都对聚甲醛生产规模进行了扩能改造，其中改造最大的是Ticona公司在欧洲的工厂，其改造后的生产能力由7.7万吨/年增长到10万吨/年，三菱公司也将其在泰国的聚甲醛工厂生产能力由2万吨/年扩产到3万吨/年。日本和欧美的聚甲醛生产巨头也纷纷抢滩中国市场，并且都根据市场需求进行自己的扩容计划。 2、国内市场 我国聚甲醛的研发开始于上世纪50年代末，产品生产一直在较低水平上徘徊。2000年以前，国内仅有2套千吨级聚甲醛生产装置，虽然经多年努力，可仍然存在生产规模小、生产工艺水平低、原材料及动力消耗高、生产成本偏高、产品质量不够稳定等问题，制约了国产聚甲醛发展及推广应用。但随着国民经济的发展，国内聚甲醛需求增长迅速，使国内外生产厂家都加大开发生产聚甲醛的力度。 2001年云南云天化股份有限公司从波兰ZAT公司引进全国第一套1万吨/年聚甲醛生产装置投产。2002年我国聚甲醛已建成投产的生产厂家只有3家，总生产能力为1.27万吨/年，产量约为1万吨。分别为云南云天化股份有限公司、上海溶剂厂和吉化石井沟联合化工厂，生产能力分别为1万吨/年、1700吨/年和1000吨/年。上海溶剂厂和吉化石井沟联合化工厂由于生产规模小，工艺技术尚存在一些缺陷，原材料及公用工程消耗较高，产品质量不够稳定，再加上国外产品的倾销，两厂均处于停产或半停产状态。2004年，杜邦中国集团有限公司与日本的旭化成
聚甲醛的应用及市场分析
聚甲醛的应用及市场分析 摘要：介绍国内外聚甲醛的应用领域和消费情况，分析了国内聚甲醛的市场情况 关键词：聚甲醛应用市场 一、聚甲醛概述 聚甲醛又名聚氧化次甲基，英文名polyxymethylene（简称POM）。分子结构规整和结晶性使其物理机械性能十分优异，有金属塑料之称。 POM为乳色不透明结晶性线性热塑性树脂，具有良好的综合性能和着色性，具有较高的弹性模量，很高的刚性和硬度，比强度和比刚性接近于金属；拉伸强度，弯曲强度，耐蠕变性和耐疲劳性优异，耐反复冲击，去载回复性优；摩擦系数小，耐磨耗，尺寸稳定性好，表面光泽好，有较高的粘弹性，吹水性小，电绝缘性优，且不受温度影响；耐化学药品性优，除了强酸，故有吸振性、消音性；吸水性小，耐绝缘性好且不受湿度影响；耐化学药品性优：除了强酸、酚类和有机卤化物外，对其他化学品稳定，耐油；机械性能受温度影响小，具有较高的热变形温度。缺点是阻燃性较差，遇火徐徐燃烧，氧指数小，即使添加阻燃剂也得不到满意的要求，另外耐候性不理想，室外应用要添加稳定剂。 均聚甲醛结晶度高，机械强度、刚性、热变形温度等比共聚甲醛好，共聚甲醛熔点低，热稳定性，耐化学腐蚀性，流动特性，加工性优于均聚甲醛。 POM吸水率大于0.2%，成型前应预干燥，POM熔融温度与分解温度相近，成型性较差，可进行注塑、挤出、吹塑、滚塑、焊接、粘接、
涂膜、印刷、电镀、机加工、注塑是最重要的加工方法，成型收缩率大，模具温度空高些，或进行退火处理，或加入增强材料（如无碱玻璃纤维）。 POM强度高，质轻、常用建材来代替铜、锌、锡、铅等有色金属，广泛用于工业机械、汽车、电子电器、日用品、管道及配件、精密仪器等部门。 POM 被广泛用于制造各种滑动、转动机械零件，做各种齿轮、杠杆、滑轮、链轮，特别适宜做轴承，热水阀门、精密计量阀、输送机的链环和辊子、流量计、汽车内外部把手、曲柄等车窗转动机械，油泵轴承座和叶轮燃气开关阀、电子开关零件、坚固体、接线柱镜面罩、电风扇零件、加热板、仪表钮；录音录像带的轴承；各种管道和农业喷港系统以及阀门、喷头、水龙头、洗浴盆零件；开关键盘、按钮、音像带卷轴；温控定时器；动力工具，庭园整现工具零件；另外可作为冲浪板、帆船及各种雪撬零件，手表微型齿轮、体育用设备的框架辅伯件和背包用各种环扣、坚固件、打火机、拉链、扣环；医疗器械叶的心脏起博器；人造心脏瓣膜、顶椎、假肢等。 二、聚甲醛特性 聚甲醛为乳白色不透明的，一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。具有良好的综合性能，突出的优良的耐疲劳性和耐蠕变性，良好的电性能等。 １、力学性能：由于聚甲醛是一种高结晶性的聚合物，具有较高的弹性模量，很高的硬度和刚度。可以在－４０～１００℃长期使用。
聚甲醛性能及用途
聚甲醛的性能及用途 [摘要] 简述聚甲醛的物理和化学性能及其在各方面的用途。 [关键字] 聚甲醛性能性能参数用途 1.聚甲醛 聚甲醛(英文：polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或“赛钢”，又称聚氧亚甲基。其结构为 通常甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受热解聚。1955年前后杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易结晶，结晶度70％以上。均聚甲醛的熔融温度为180℃左右。聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称POM）。聚甲醛是一种没有没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，具有优异的综合性能。聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，不透明，可在-40- 100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。 聚甲醛可用挤出成型、注射成型、吹塑成型进行加工。为了提高耐电弧性和刚性，用玻璃纤维增强，为改善摩擦特性而添加氟树脂的材料，含油聚甲醛、防静电聚甲醛，各种各样品级聚甲醛在广大领域内大有用途。 2.性能
2.1 POM物理和化学特性 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%~3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。 POM有良好的耐化学药品性，在常温下耐几乎所有的有机溶剂，在高温下只溶解于氯代酚类。POM能耐醛、酯、醚、烃、弱酸、弱碱等的浸蚀，但如果遇强酸和强氧化剂，如硝酸、硫酸等，特别是在高温下，会受到浸蚀。POM的耐汽油和润滑性能良好，但由于汽油的品种不同，汽油中含芳香烃的量愈多，则由于吸收而引起的泡胀的影响越长，对润滑油即使在140℃时，也几乎无影响，但如果润滑油中含有抗氧化剂、清洁剂等，最好不要超过65℃。POM受紫外线影响较大，长时间受其影响会表面粉化、龟裂和脆性，通常应加入紫外线吸收剂以改善它的耐气候性。POM燃烧时不能自熄，并且有强烈的甲醛味。 聚甲醛的主要形成方法是采用注射成型的方法。均聚甲醛的注射成型温度是190∽220℃，模具温度是120℃.相应的共聚物的成型温度是180∽210℃,模具温度为80℃或稍低。 2.2 性能参数： 由上图可知：①耐疲劳强度高。
汽车用新材料的研究发展状况概要
汽车用新材料的研究发展状况 1国内外汽车用新材料发展状况 1.1 国外汽车用新材料的发展现状与趋势 当前世界汽车材料技术发展的主要特征如下: (1轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向; (2尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位, 但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长, 铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降,但载重车的用材变化不如轿车明显; (3轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切, 汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向; (4更重视汽车材料的回收技术; (5电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。 减轻汽车自身质量是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。世界铝业协会的报告指出, 汽车的自身质量每减少10%, 燃油的消耗可降低6~ 8%, 根据最新资料,国外汽车自身质量同过去相比减轻了20~ 26%。预计在未来的10 年内, 轿车自身质量还将继续减轻20%。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的开发与应用在汽车的轻量化中将发挥重大作用。可以看出, 尽管钢铁材料在当前仍然占主导地位, 但其份额却在逐年减少, 而铝合金、镁合金、塑料等轻量化材料的用量则呈持续上升的趋势。在最近投产的某些新车型中, 钢铁材料的比例更低, 例如在奥迪A2中, 钢材的比例仅
为34%, 轻质材料则高达52%。国外开发的全铝车身已经在AUDI A8、BMW Z8、FERRARI360等很多车型上使用, 甚至全铝发动机、轮毂都已经开始实际应用。 虽然联邦政府和欧共体有多种与材料有关的研究项目, 但整体上主要还是 体现在墓础研究方而。从汽车行业的应用性研究来讲, 主要依靠企业的自身力量, 这与美国汽车行业的情况很不相同, 后者可从国家得到各种资助。不仅如此, 德国政府在支持、促进和推广新材料在汽车行业的应用以及采用新材料的汽车的生产、销信等方而也没有任何鼓励的政策与措施。虽然从长远战略上说, 汽车采用新材料具有多种重要意义, 但就口前的实际而言, 首要目的是减轻重量、提高效率、降低能耗、减少环境污染。从根木上来讲, 汽车减轻屯量很有好处,既可增加使用面积, 又可节省燃料消耗, 减少环境污染。汽车能耗的70%与汽车重量有关, 如中型轿车 的自重每减少100公斤, 每百公里的燃料消耗就可减少0.4公升。此外, 自重减轻对加速和弹性等行驶效率也有积极影响, 同时可使转动和振动 部件的噪音明显降低。试验证明,假如负荷是单轴的或者在结构上可以沿纤维方向伸展的话, 纤维强化的材料明显比金属优越。 近年来, 虽然日本汽车工业由于各种原因而陷于持续的不景气状况之中, 但各汽车厂商从长远利益出发, 仍继续着各种汽车用新材料及其相关伎术的研 究开发, 并取得品些进展。总的来看, 这一领域研究开发的重点主要集中在三个方面。一是大力开发各类“低公害车”所需材料;二是继续发展汽车以铝、塑等代钢技术;三是提高汽车用材料再生利用率。 一、“低公害车”所需材料的发展状况 随着全球环保呼声日益高涨, 电动汽车、甲醇汽车、天然气汽车等不以汽油为动力源的所谓“低公害车”展现出诱人的发展前景。但是, 目前这类汽车离实用化都还相距甚远。其有待解决的主要问题之一就是所需的各种材料技术尚未过关。在被
聚甲醛国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状与发展趋势 聚甲醛（POM）是一种高结晶性的工程材料，具有刚性大、自润滑性好、耐疲劳、耐摩擦、五噪音、易加工等有点。它是最早用作齿轮的工程塑料之一，被用来替代有色金属及合金而广泛应用于机械制造、汽车、电子电器工业、各种精密机械和五金建材等行业中承担动力传动传到的零部件。聚甲醛的改性研究始于20世纪80年代初，内容主要集中在摩擦磨损性能的改善和增强增韧两个方面。改良POM磨损摩擦性能的方法至今已有较多报道，而选用聚苯酯和固体润滑剂石墨共同改性POM报道很少。 目前世界上共聚甲醛占聚甲醛总量的75%以上。共聚甲醛是世界上当前和未来的主流，同时，国内市场对共聚甲醛比较适应，可见选用共聚甲醛工艺路线较为合适。 均聚甲醛生产工艺以杜邦公司为代表，其产物具有优异的刚性，拉伸强度高，单位质量的拉伸强度高于锌和黄铜，接近钢材，而且耐磨性能好、耐疲劳强度和蠕变性均好，摩擦系数小，但是热稳定性差、不耐酸碱。其生产工艺：首先由甲醛溶液与异辛醇反应，生成乙基己基半水甲醛溶液，经过脱水、热裂解得到精制甲醛，然后在氟化硼和乙醚的配合物的催化下，在反应器中进行液相聚合，聚合产物经过过滤、分离及干燥后，再用醋酐酯化封端，在高纯氮气保护下，通过挤出机造粒得到最后产品。此工艺采用甲醛路线，甲醛提纯精制过程复杂，后处理封端技术有一定难度，工艺流程长，设备多且腐蚀严重，需使用昂贵的合金材料做合成釜的材质。 共聚甲醛生产工艺以赫斯特公司技术为代表，其他拥有该工艺技术的还有巴斯夫公司、三菱瓦斯公司，另外宇部兴产公司采用在聚合过程中不用溶剂的气相法，具有独特的技术特点。赫斯特公司的生产工艺：首先合成三聚甲醛溶液，经过溶剂苯萃取和精制得到聚合级三聚甲醛为聚合单体，进行本体连续共聚合，所得共聚物经过粉碎，除掉其中的热不稳定成分，干燥、造粒，得到共聚甲醛产品。巴斯夫和三菱瓦斯公司所用溶剂为二氯乙烷，以环氧乙烷,或二氧戊环-为共聚单体。旭化成公司对甲醛及聚合单体三聚甲醛的合成路线做了较大改进，开发的甲缩醛氧化直接合成)70%高浓度甲醛的新工艺，省去了甲醛浓缩和稀甲醛回收作为甲缩醛的合成原合成三聚甲醛中产生的甲醛可循环返回甲醛合成塔，操作，料，节省了能耗与成本。其中甲缩醛合成温度低，几乎不生成甲酸，无设备腐蚀，减少了副反应，这是对共聚甲醛合成工艺的重大改进。 宇部兴产公司的气相法共聚甲醛技术主要由甲醛合成、单体制备、共聚合、稳定化、溶剂回收等几大部分组成，与赫斯特公司的聚合工艺相比，在共聚合以后两家技术基本相同。宇部兴产公司采用50% 的甲醛与相对分子量低的聚乙二醇反应，经过脱水、热分解最后得到共聚合的精制甲醛气，精制甲醛气与共聚单体气态混合进入双螺杆反应器中进行循环反应。该技术对材质要求不高，流程简单，腐蚀性小，原料和产品单耗与赫斯特工艺基本相同。 韩国LG化学公司开发出一种生产聚甲醛的新技术，该技术新增加了甲醛精制工艺并使溶剂稳定，其突破是改变了现有的生产方法,其中包括气相聚合工艺。通过采用新生产方法，该装置可以节省30%的能源，并且该新方法可以使甲醛的精制效率由50%提高到)70%，新工艺还可以稳定产品质量并提高成本竞争力。 然而其耐热性差、冲击韧性低与缺口敏感性大等弱点却限制了其只能用于低温、低载和低速条件下. 因此自问世以来, POM 的改性研究从未间断过. 研究内容
功能材料论文概要
软磁材料概述 摘要 软磁材料如今已广泛的应用于我们的生活之中，如20世纪推进电力工业迅速发展的硅钢和在电子技术领域的应用是随处可见的。人类使用人工生产的软磁材料是从100多年前开始的，软磁材料的发展经历了从金属及合金到纯铁软磁材料再到Si-Fe合金、又到铁系合金、而后又发展了非晶态和纳米晶软磁合金的过程。目前，使用量最大的是Si-Fe合金。 软磁材料的种类繁多，应用广泛。本文主要讲了用量最大的铁基软磁合金和非晶态及纳米晶软磁合金合金中比较常用的软磁材料以及他们的一些特性。 关键字：软磁材料、铁基软磁合金、非晶态及纳米晶软磁合金合金。
1.磁功能材料 磁功能材料是指那些利用材料的磁性能和磁效应来实现对能量和信息的传递、转换、调制、存储和检测等功能作用的材料。随着科学技术的发展，磁性材料也得到了迅速的发展和广泛的应用，目前，磁性材料已经用于机械、电子、电力、通宵和仪器仪表登领域。 磁性材料的种类繁多，按材料的磁特性和磁效应功能以及用途，将磁功能材料分为软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、磁记录材料、磁致伸缩材料、磁控形状记忆合金、磁电阻材料、巨磁阻抗材料、磁光材料、磁卡效应材料、微波磁性材料、磁流体以及复合磁性材料。 2.软磁材料的一般特性及分类 软磁材料为磁功能材料中使用的较早的一种，一般是强磁性的铁磁性或亚铁磁性物质，其的总体特点是：它的磁滞回线细长，磁导率很高，对于外加磁场具有具有很高的灵敏度；矫顽力低，一般低于100A/m,容易被反复磁化。性能优异的软磁材料，具有低的矫顽力、高的饱和磁感应强度、高的起始磁导率、高的电阻率与低损耗等特点。以下两张表分别是一些典型的软磁性材料的矫顽力和起始磁导率： 表2.1 典型软磁材料的矫顽力 表2.2 典型软磁材料的起始磁导率
改良共聚甲醛的性能
共聚甲醛的改性 聚甲醛(POM)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，然而，POM阻燃性差，易燃烧(极限氧指数仅有15)，热稳定性差，耐候性不理想，冲击强度低，缺口民感性大。这些缺点极大地限制了POM在各个领域中应用范围的扩大。 POM是一种具有优良综合性能的热塑性树脂，综合其性能可概括为几大特 点：①非常高的机械强度和刚性；在所有工程所料中POM的拉伸强度是最高的，无缺口冲击强度可达到114kJ／m。②优异的耐疲劳特性和耐多次重复冲击性能；其疲劳强度可达27．5----32．5MPa，优于尼龙、ABS、HIPS、PPO等其他工程塑料。尽管POM第一次冲击时的冲击强度比PC和ABS低，但多次反复冲击时的性能好于PC和ABS，其反复冲击破坏的次数是PC的200倍，是ABS的350倍。③优良的自润滑性和耐磨性；其摩擦系数为0．15～0．5。在相同的磨损条件下，POM的磨耗损失为ABS的1／2，HIPS的1／4。④广泛的使用温度范围，可在-40℃～120℃内长期使用。⑤良好的尺寸稳定性和耐湿性，吸水率很小。⑥良好的耐化学药品性和电性能。虽然POM具有以上众多优点，但也存在明显的缺点，主要体现在：①缺口冲击强度小，这是POM最致使的缺陷，其抗冲击性能在无缺口时可达到114kJ／m，但是有缺口存在时，可使其冲击吸收能下降到无缺口时的1／15"'1／18，缺口对POM的冲击性能影响非常大。②成型收缩率大，由于POM的结晶度高，因此它具有极高的成型收缩率，高达2％"--'3．5％。③耐候性差。由于其分子链结构的特点，POM的光稳定性和热稳定性较差，导致材料的力学性能迅速下降，失去使用价值。④阻燃性差，遇火易燃烧，能满足一些对阻燃要求较高的场合。 POM改性研究进展 作为五大工程塑料之一的POM具有优良的综合性能，但也存在不足之处，如极易燃烧、冲击韧性低、缺口敏感性大、耐热性差等，这些缺点极大地限制了POM在各个领域的应用。为了克服这些缺点，使POM实用化和功能化，采用共混改性、填充改性、复合材料、化学改性等技术手段对POM进行改性，从而使原材料的性能大幅度提高，使其发挥最大的效能。为此，近年来POM的共混改性研究十分活跃，主要围绕如何提高POM的缺口冲击强度和改善摩擦磨损性能以及增强等方面，POM阻燃改性研究的报道较少。当前对POM的共混改性研究 主要包括以下几方面。 一．POM增韧改性 由于POM结晶度较高，易形成大的球晶结构，造成POM树脂缺口敏感性增大，缺口冲击强度较低，往往以脆性方式断裂。为了改善POM耐冲击性能，通常利用弹性体对其进行增韧，或利用成核技术减小球晶尺寸，以期降低POM的缺口敏感性。常用于增韧POM的弹性体有热塑性聚氨酯(TPU)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、乙烯一辛烯共聚物(POE)、氢化苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(SEBS)、离聚体等。 1. TPU是一种既有橡胶弹性又有热塑性塑料加工性能的综合性能优良的弹性体。其缺口冲击强度比纯POM树脂提高了17倍，约达到906 J／m,用异氰酸酯预聚物(z)作为增容剂能促进TPU在POM树脂中的均匀分散，增强两相的粘结力，并能细化球晶，结果共混物的冲击强度是纯POM树脂的5倍。采用机械共混法制备了POM／TPU复合材料，TPU能减小POM结晶度，缩小球晶尺寸，显著降低POM 的缺口敏感性，两者形成双连续结构时成为超韧体系。利用二异氰酸酯(MDI)作为增容剂改善共混物的冲击性能。在POM／TPU共混体系中加入增容剂z．控制
冲压材料的现状与展望概要
冲压材料的现状与展望 随着冲压技术的快速发展及应用行业要求的不断提高，人们越来越关注冲压材料。冲压常用材料是金属板料，也用非金属板料。冲压用金属板料金属板料分黑色金属板料和有色金属板料两 种。（1）黑色金属板材按性质可分为：普通碳素钢板、优质碳素结构钢板、合金结构钢板、电工硅钢板、不锈钢板以及其他钢板，如镀锌钢板、工具钢板等。（2）有色金属板包括塑性、导电性与导热性良好、防腐性能和焊接性能优良的、用于仪表和壳体等产品的铜及铜合金板（带）；较好的塑性和导热性、小密度和小变形抗力的、用于测量仪表的面板、各种罩壳和支架等产品的铝及铝合金板（带）；具有密度小、比强度高、比刚度高、阻尼性好、电磁屏蔽特性优越、抗震性好、耐蚀性能良好等特点的镁锰合金板，它们是减轻机械装备质量，提高机械装备各项性能的理想结构材料。适于加工成板材构件、挡板、燃油箱焊接件及飞机蒙皮等零部件。此外，还有锡磷青铜板、钛合金板及镍铜合金板等。冲压用非金属板料冲压用非金属材料包括绝缘胶木板、纸板、皮带、纤维板、橡胶片、塑料板和有机玻璃层压板等，主要用于轻工业和建材业相应的产品中。冲压用材料规 格冲压最常用的材料是板料，常见规格有710mm×1420mm和 1000mm×2000mm等。大批量生产时可采用专门规格的带料(卷料)；特殊情况下可采用块料，它适用于单件小批量生产和价值昂贵的有色金属的冲 压。新型冲压材料及展望当代材料科学的发展已经做到：根据使用与制造上的要求，设计并研发新的材料，因此很多冲压用的新型板材应运而生。新型冲压用板材包括：高强度钢板、耐腐蚀钢板、双相钢板、涂层板及复合板材。（1）高强度钢板，是指对普通钢板加以强化处理而得到的钢板。通常采用金属强化，原理有：固溶强化、析出强化、细晶强化、组织强化(相变强化及复合组织强化)、时效强化及加工强化等。其中，前5种是通过添加合金成分和热处理工艺来控制板材性质的。高强度钢板的高强度有两方面涵义：其一，屈服强度、抗拉强度高，在270?3l0MPa范围之内。用于汽车零件的高强度钢板，其抗拉强度可以达到600?800MPa，而相应的普通冷轧软钢板的抗拉强度只有300MPa；其二，高强度钢板的应用，能减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本。（2）耐腐蚀钢板。开发新耐腐蚀钢板的主要目的是增强普通钢板冲压件的抗腐蚀能力。它有两类：一类是加入新元素的耐腐蚀钢板，如耐大气腐蚀钢板等。我国研制的耐大气腐蚀钢板中，有10CuPCrNi(冷轧)和9CuPCrNi(热轧)，其耐蚀性是普通碳素钢板的3～5倍；第二类是在表面涂或镀一层防腐材料，也为涂层板的一种。
材料的物质结构的基本性质、材料的性能与应用概要
第十一讲材料的物质结构的基本性质、材料的性能与应用。 一、内容提要： 本讲主要是讲解材料的物理性质、材料的力学性质、石膏胶凝材料、石灰胶凝材料以及水玻璃等问题。 二、本讲的重点： 石膏胶凝材料和石灰胶凝材料的性能与应用。 本讲的难点是：材料的物理性质、材料的力学性质中一些概念的区分以及一些指标的计算。 三、内容讲解： 1、材料科学与物质结构的基础知识 1. 1材料的组成：是指材料的化学成分或矿物成分。它不仅影响着材料的化学性质，而且也是决定材料物理力学性质的重要因素。 各种材料具有本身特有的化学成分和矿物成分，不同组成的材料，各具不同的化学、物理及力学性质，因此，材料组成是材料性质的基础，对材料的性质起着决定性作用。 1.2材料的结构 材料结构一般分为宏观结构、细观结构和微观结构三个层次。材料的微观结构是指物质的原子、分子层次上的结构，决定着材料的强度、硬度、弹塑性等性质。 材料的结构是指组成物质的质点是以什么形式联结在一起，物质内部这种微观结构， 与材料的物理、力学性质有着密切的关系。 固态物质按其内部原子的排列情况可以分为两大类：晶体与非晶体。在晶体中，原子(或分子)在三维空间做有规则的周期性重复排列；非晶体则不然，原子(或分子)散乱 分布，或者只有些局部的短程规则排列。这一点是晶体与非晶体的根本区别。一般固态
金属与合金都是晶体，而玻璃类物质是非晶体。 由于内部原子的排列情况不同，晶体与非晶体的性质也不同。构成晶体的质点是按一定的规则在空间呈有规律的排列，因此晶体具有一定的几何外形和固定的熔点，显示各向异性，但实际应用的晶体材料，通常是由许多细小的晶粒杂乱排列而成，故晶体材料在宏观上显示为各向同性。晶体也存在缺陷，晶体缺陷影响着材料的性质。而非晶体没有固定的熔点，没有固定的几何外形，各向同性，固态的非晶体实际上是一种过冷状态的液体，也称为玻璃态。． 材料的化学成分相同，如果所形成的结构不同，其性能差异也很大。如石英和硅藻土，其成分虽然都是二氧化硅，但其性能相差很大。 2、材料的基本性质：