如何提高聚甲醛的抗蠕變性？

(1) 提高結(jié)晶度

• 結(jié)晶度與抗蠕變性正相關(guān)，可通過以下方法提升：

• 減少共聚單體含量（共聚甲醛中環(huán)氧乙烷/二氧戊環(huán)比例越低，結(jié)晶性越強(qiáng)）。

• 添加成核劑（如滑石粉、納米二氧化硅或山梨醇衍生物），加速結(jié)晶并細(xì)化晶粒。

• 控制分子量分布：窄分布（PDI <2）的POM分子鏈排列更規(guī)整，結(jié)晶更完善。

(2) 增強(qiáng)分子鏈間作用力

• 交聯(lián)改性：

• 采用輻射交聯(lián)（如電子束輻照）或化學(xué)交聯(lián)劑（如過氧化物），形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，***抑制蠕變。

• 注意：過度交聯(lián)可能導(dǎo)致脆性增加。

• 引入極性基團(tuán)：

• 通過馬來酸酐（MAH）接枝或共聚引入極性單體，增強(qiáng)分子鏈間氫鍵作用。

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提高聚甲醛（POM）抗蠕變性可以從以下幾個方面著手：

• 材料選擇

• 選用高分子量的 POM：高分子量的 POM 分子鏈較長，分子間的作用力更強(qiáng)，鏈段運動相對困難，因此具有更好的抗蠕變性能。

• 添加增強(qiáng)填料：在 POM 中添加玻璃纖維、碳纖維等增強(qiáng)填料，可以***提高其抗蠕變性。這些填料具有較高的模量，能夠承擔(dān)一部分外力，減少 POM 基體的變形。例如，添加 30% 玻璃纖維的 POM 復(fù)合材料，其抗蠕變性能可比純 POM 提高數(shù)倍。

• 使用共聚 POM：通過共聚的方法在 POM 分子鏈中引入其他單體單元，改變分子鏈的結(jié)構(gòu)和規(guī)整性，可提高其抗蠕變性能。如甲醛與少量二氧五環(huán)共聚得到的 POM，其分子鏈上存在一些柔性鏈段，能在一定程度上緩解應(yīng)力集中，從而提高抗蠕變性。

• 加工工藝優(yōu)化

• 優(yōu)化成型溫度：適當(dāng)提高成型溫度有助于 POM 分子鏈的取向和結(jié)晶，使制品內(nèi)部的分子排列更加規(guī)整，結(jié)晶度提高，從而增強(qiáng)抗蠕變性能。但溫度過高會導(dǎo)致 POM 降解，一般 POM 的成型溫度在 170 - 230℃之間，需根據(jù)具體材料和制品要求進(jìn)行調(diào)整。

• 控制成型壓力：較高的成型壓力可以使 POM 制品更加致密，減少內(nèi)部缺陷和孔隙，提高材料的密度和力學(xué)性能，進(jìn)而增強(qiáng)抗蠕變性。但過高的壓力可能會導(dǎo)致設(shè)備磨損加劇和制品脫模困難，通常成型壓力在 50 - 150MPa 范圍內(nèi)較為合適。

• 采用合適的冷卻速率：緩慢冷卻有利于 POM 形成完整的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高結(jié)晶度，從而改善抗蠕變性能。但冷卻過慢會影響生產(chǎn)效率，因此需要在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能之間找到平衡。例如，對于一些對抗蠕變性能要求較高的 POM 制品，可以采用水冷或油冷等方式控制冷卻速率。

• 后處理

• 熱處理：將 POM 制品在一定溫度下進(jìn)行熱處理，可以消除制品內(nèi)部的殘余應(yīng)力，使結(jié)晶結(jié)構(gòu)更加完善，提高抗蠕變性能。熱處理溫度一般在 120 - 160℃之間，處理時間根據(jù)制品的厚度和要求而定，通常為 1 - 4 小時。

• 化學(xué)處理：對 POM 制品進(jìn)行化學(xué)處理，如用某些特定的試劑對其表面進(jìn)行處理，可以改善制品表面的性能，提高表面硬度和抗蠕變性能。例如，用濃硫酸對 POM 制品表面進(jìn)行處理，可以在表面形成一層致密的氧化層，提高表面的抗蠕變能力。

• 添加助劑

• 添加抗氧劑：POM 在高溫和長期使用過程中容易發(fā)生氧化降解，從而影響其抗蠕變性能。添加抗氧劑可以抑制 POM 的氧化反應(yīng)，提高其熱穩(wěn)定性和***性能，進(jìn)而保持良好的抗蠕變性能。常用的抗氧劑有受阻酚類、亞磷酸酯類等。

• 添加潤滑劑：潤滑劑可以降低 POM 分子鏈之間的摩擦系數(shù)，改善其加工性能和流動性。同時，適量的潤滑劑也有助于提高 POM 制品的表面質(zhì)量和光潔度，減少表面缺陷，從而在一定程度上提高抗蠕變性能。常見的潤滑劑有脂肪酸酯類、硅油等。