一、简介
聚甲醛是指大分子链中含有氧化亚甲基重复结构单元的一类聚合物，学名为聚氧化亚甲基，英文名称Polyacetal或Polyoxymethylene，简称POM。POM为第三大通用工程塑料。POM依据结构不同可分为均聚POM和共聚POM两种。均聚POM以甲醛或三聚甲醛为原料合成，大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基，并用酯基或醚基封端，以提高其耐热性；共聚POM以三聚甲醛和2%~5%的二氧五环两种原料合成，大分子链中的重复结构单元为氧化亚甲基和二氧五环基两种，并加入1%的2，6-二叔丁基甲酚抗氧剂和0.5%的双氰胺吸收剂。
均聚POM最早于1959年由美国的DuPont公司首先实现工业化，目前它仍然是最大的均POM生产厂（年产9万t/a），此外还有日本的旭化成和我国重庆合成化工厂生产。
均聚POM、共聚POM由于结构不同，在具体性能上也存在一定的差异，如均聚POM的密度、结晶度和力学性能稍高一些，而共聚POM的热稳定性、化学稳定性及加工性较好，共聚POM的用途较均聚POM广泛。
POM的突出性能为：力学性能和刚性好兵接近金属材料，是替代铜、铸锌、钢、铝等金属材料的理想材料；耐疲劳性和耐蠕变性极好；耐磨损、自润性和摩擦性好，与UHMWPE、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料；热稳性和化学稳定性高，电绝缘性优良。
POM的缺点为密度大，耐酸及耐热性不好，后收缩大且不稳定，尺寸稳定性差，耐后性不高。
POM广泛用于电子/电器、机械、汽车、仪器/仪表、建筑和日用品等领域。不同地区的侧重点不同，日本40%用于电子/电器、27%用于汽车、14%用于机械，美国45%、电子/电器17.5%、汽车14.2%，西欧39%用于汽车、16%用于电子/电器。
二、结构性能
1．结构
POM为线型聚合物，分子主链由—C—O—键组成，结构规整、对称、分子间力大，是一种没有恻链、堆砌紧密、高密度的结晶性聚合物。
均聚POM有纯—C—O—键构成，而共聚POM在若干个—C—O—键中分布着少量的—C—C—键，由于—C—C—键较—C—O—键稳定性好，故共聚POM的耐热稳定性和耐化学稳定性都好；又由于POM上的—C—O—键较—C—C—键距离近，而均聚POM的—C—O—键含量大，所以均聚POM的规整性比共聚POM好，均聚POM的结晶度可达75%~85%，而共聚POM的结晶度可达70%~75%、并且其密度、力学性能均好于共聚POM。
2．性能
POM的具体性能见表3-7所示。
表3-7均聚POM和共聚POM的性能
性能指标均聚POM共聚POM25%GF共POM
相对密度
吸水率/%
成型收缩率/%
拉伸强度/Mpa
断裂伸长率/%
拉伸模量/Mpa
弯曲强度/Mpa
弯曲模量/Mpa
压缩强度/Mpa
剪切强度/Mpa
缺口冲击强度/（J/m）
洛氏硬度
摩擦因数
疲劳极限/Mpa
热变形温度（1.82Mpa）/℃
长期使用温度/℃
线膨胀系数（x10-5K-1）
热导率/
体积电阻率/（Ω▪cm）
介电常数（106Hz）
介电损耗角正切值（106Hz）
介电强度/（kV/mm）
耐电弧/s
1.43
0.25
1.5~3
70
40
3160
90
2880
127
67
76
M94
―
35
124
80
7.5
0.23
1015
3.8
0.005
20
220
1.41
0.21
1.5~3.5
62
60
2830
98
2600
110
54
65
M80
0.15
31
110
100
8.5
0.23
1015
2.7
0.007
20
240
1.61
―
―
130
―
8300
182
7600
―
―
86
―
―
―
163
―
2.6
―
3.8x1014
―
―
―
―
（1）一般性能POM的外观为谈黄色或白色半透明或不透明的粉料或粒料，硬而质密、与象牙相似，制品表面光滑并有光泽，成型收缩率高达3.5%。POM易燃，其氧指数仅为14~16，火焰上端为黄色、下端为蓝色，熔融落滴，有刺激性甲醛味和鱼腥味。POM的透气性小，仅为PE的几分之一。
（2）力学性能POM的力学性能优异，比强度可达50.5Mpa，比刚度达2650Mpa，与金属十分接近。POM的力学性能随温度变化小，共聚POM比均聚POM稍大一点。POM的冲击强度较高，但常规冲击不及ABS和PC；POM对缺口敏感，有缺口可使冲击强度下降90%。POM的疲劳强度十分突出，1014交变载荷作用后，疲劳强度可达35Mpa，而PA和PC仅为28Mpa。POM的耐蠕变性与PA相似，在20℃、21Mpa、3000h时仅为2.3%，而且受温度影响小。POM的摩擦因数小，耐磨性好（POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC），极限PV值很大，自润滑性好，适于受力摩擦制品如齿轮和轴承的生产。
（3）热学性能POM的长期耐热性不高，但短期可耐160℃，其中均聚POM短期耐热比共聚POM高10℃以上，但长期耐热共聚POM反而高10℃左右。
（4）电学性能POM的电绝缘性较好，几乎不受温度和湿度的影响；介电常数和介电损耗角正切值在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小；耐电弧性极好，并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关，厚度0.127mm时为82.7kv/mm,厚度为1.88mm时为23.6kv/mm。
（5）环境性能POM不耐强酸和氧化剂，对稀酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的化学稳定性能。POM的耐候性不好，长期在紫外光作用下，力学性能下降，表面发生粉化和龟裂。
（6）
三、成型加工
1．加工特性
POM熔体的流变性呈非牛顿型，其熔体的粘度对温度不敏感；对注塑而言，要增加流动性能，可以从增加注塑速率减小喷嘴尺寸等方面入手。
POM的结晶度大，熔程窄，成型收缩大（可达3.5%）。对注塑厚制品而言，要注意保压和补料，以免造成收缩孔太大而报废。
POM的热稳定性差，温度过高或时间过长，均会引起分解；特别是温度超过250℃，分解速度会加快，并溢出强烈刺激眼睛的甲醛气体，严重时制品会产生气泡或变色，严重者会引起爆炸。因此，必须严格控制温度和停留时间；另外，还需加入抗氧化剂和双氰胺甲醛吸收剂。
POM的冷凝速度快，制品易产生表面缺陷如折皱、斑纹及熔接痕等，为此应用提高注塑速度和提高模具温度等方法解决。
POM制品易产生内应力，后收缩也较大，应进行后处理。后处理的条件为：厚度6mm以下，温度100℃，时间0.25~1h；厚度6mm以上，温度120~130℃，时间4~6h。
POM的吸水率不高，但干燥处理可提高制品的表面光泽度。干燥条件为：温度110~120℃，时间3~5h。
2．加工方法
POM可用注塑、挤出、吸塑及二次加工等方法成型，并以注塑为主。
①注塑。选用突变压缩螺杆、喷嘴大口径、逆向倒锥度直通喷嘴注塑机，为防止流延，喷嘴应单独冷却。模具采用短而粗的流道，锥度为3°~5°。
注塑成型的条件为：料筒温度190~20℃，模具温度为80℃以上，注塑压力为40~100Mpa，螺杆转速50~60r/min；背压要小，一般为0.6MPa。
②挤出。挤出温度为180~210℃，挤出压力8~15MPa。
四、改性品种
1．增强POM
主要增强材料为玻璃纤维、玻璃球或碳纤维等，并以玻璃纤维最通常用。增强后的力学性能可提高2~3倍，热变形温度提高50℃以上，具体见表3-7所示。
2．润滑POM
在POM中加入F4、石墨、二硫化钼、润滑油及低分子量PE等，可提高其润滑性能。例如，在POM中加入5份F4，可降低摩擦系数60%，耐磨性提高1~2倍。再如，在POM中加入液体润滑油，可大幅度提高耐磨性和极限PV值。为提高油的分散效果，需加入炭黑、氢氧化铝硫酸钡、乙丙橡胶等吸油载体。加入5%油POM的耐磨性提高72%，极限PV值可达3.9MPa▪m/s（纯POM为0.213MPa▪m/s），为其他工程塑料的3~20倍。
五、应用范围
（1）利用POM强大的、耐磨、耐疲劳、冲击高及润滑性高等优点，可用于制造齿轮、轴承、滑轮、凸轮、皮带轮、螺栓、泵体、壳体、阀门、水龙头及管接头等。
（2）汽车工业利用其比强度高的优点，在交通工具中替代金属锌、铜及铝等，用作水箱阀门、散热器箱盖、风扇、控制杆、开关、齿轮外壳及轴承支架等。
（3）电子/电器利用其介电强度高、介电损耗角正切值小、耐电弧高等优点，用于电扳手外壳、电动工具外壳、开关手柄等，以及电视、录像机、计算机、传真机的配件，计时器零件，录音机磁带座等。
（4）其他第二代拉链材料，窗框、水箱、玩具及洗漱盆等。