
- •1.История развития производства полиформальдегида
- •2.Определение полиформальдегида и его свойства
- •2.1 Химическая стойкость
- •2.2 Теплостойкость
- •2.3 Устойчивость к атмосферным воздействиям
- •3.Общая характеристика
- •3.1 Автомобильная промышленность
- •3.2 Машиностроение
- •3.3 Электротехника, электроника, точная механика, часовая промышленность, бытовая и оргтехника.
- •3.4 Товары широкого потребления
- •4.Получения полиформальдегида
- •Тольяттинский государственный университет
Содержание
История развития производства полиформальдегида
Определение полиформальдегида и его свойства
Химическая стойкость
Теплостойкость
Устойчивость к атмосферным воздействиям
Общая характеристика.Применение
Автомобильная промышленность
Машиностроение
3.3 Электротехника, электроника, точная механика, часовая промышленность, бытовая и оргтехника.
3.4 Товары широкого потребления
4.Получения полиформальдегида
1.История развития производства полиформальдегида
Еще в 1920-х годах, немецкий химик Штаудингер (Staudinger), в ходе изучения теории структуры макромолекул, изучал полимеризацию и структуру полиформальдегида (ПФЛ). Однако, вследствие низкой термостабильности полимера, производство полиформальдегида не нашло тогда промышленного применения. В 1948 году фирма DuPont начала фундаментальные исследования по изучению процессов переработки полиацеталей методом литья под давлением, отделки и областей применения изделий из полиацеталей, уделяя особое внимание проблемам повышения термостабильности полимера.
В результате, под девизом «Пластик заменит металл», в 1956 году, компания выпустила полиформальдегид под торговой маркой Delrin® (Делрин) и c 1960 года приступила к его промышленному производству.
Компания Celanese проводила исследования по созданию полиформальдегида с 1960 года и запустила его промышленное производство в 1962 году под торговой маркой Celkon®. C этого периода полиацеталь различают:
как гомополимер, произведенный по технологии фирмы DuPont,
и сополимер, произведенный по технологии Celanese.
Механические свойства
Полимер обладает кристаллической структурой и, как следствие, имеет высокое соотношение прочности и упругости, а также, благодаря подвижности макромолекул, обладает хорошим сопротивлением к усталостным нагрузкам, деформации и истиранию.
2.Определение полиформальдегида и его свойства
Полиформальдегид представляет собой твёрдое кристаллизующееся вещество белого цвета. Этот полимер является продуктом полимеризации формальдегида (иногда в присутствии других мономеров). Общее название всех полимеров этой группы - полиацетали. В группе полиацеталей представлены как гомополимеры, так и сополимеры формальдегида, которые имеют схожие свойства, но отличаются технологией получения. Сополимеры полиформальдегида имеют большую термическую стабильность, чем гомополимеры, но меньшую температуру плавления: у сополимеров она составляет 164 - 172ºС, а у гомополимеров - 173 - 180ºС.
Путём сочетания полиформальдегида с наполнителями и другими целевыми добавками удалось добиться получения материалов, имеющих улучшенную формоустойчивость, повышенные физико-механические, теплофизические и антифрикционные характеристики, пониженную горючесть, текучесть и усадку.
Полиформальдегид является простым полиэфиром (полимер оксиметилена). Его синтезируют полимеризацией формальдегида или триоксана в растворе, расплаве и суспензии. Получают кристаллизующийся полимер (степень кристалличности более 30 %) с ММ = 30-50 тыс. и узким молекулярно-массовым распределением. Особенность ПФ — низкая термостабильность. Процесс деструкции начинается уже при 100 °С. Для повышения термостабильности формальдегид полимеризуют с диоксоланом, получая сополимер СФД и с триоксоланом - сополимер СТД. Их температура термодеструкции составляет 240-250 °С. СФД и СТД являются промышленными марками. Благодаря высоким физико-механическим свойствам, малой усадке и особенно хорошим антифрикционным свойствам полиформальдегид и сополимеры СФД широко применяются в качестве конструкционных термопластов и для изготовления деталей передач (зубчатые колеса, кулачки, подшипники). Основные свойства этих материалов приведены в табл.1.
Таблща 1 Физические свойства полиформальдегида (ПФ) и сополимера СФД
Свойства ПФ СФД
Плотность, кг/м3 1430 1410
Температура плавления, °С 173-180 180-185
Разрушающее напряжение, МПа. при: 68-71 65-75
растяжении 110-130 105-140
сжатии (10 %) изгиб* 100-120 100-120
Относительное удлинение. % 15-45 10-25
Модуль упругости. ГПа 2.5-2.9 2.2-2.8
Ударная вязкость. кДж/м2 90-120 80-100
Твердость по Бринеллю, МПа 150-180 120-140
Теплостойкость по Мартенсу, °С 110 100-120
Свойства ПФ СФД
Диэлектрическая проницаемость
при 106 Гц 3.7 3.5
Тангенс угла диэлектрических
потерь при 106 Гц 4•10–3 (4-7)•10–3
Водопоглощекие за 24 часа, % 0,2 0,1
Перерабатывается главным образом литьем под давлением, а также экструзией и трансферным прессованием.
Полиформальдегид даёт твёрдую глянцевую поверхность, хорошо окрашивается. Обладает высокой стойкостью к растрескиванию, химически стоек к органическим растворителям, щелочам и слабым кислотам. Сочетает стойкость к ударным нагрузкам с высокой твёрдостью и жёсткостью. Имеет низкий коэффициент трения, износостоек. Рекомендуется для точного литья.
Марочный ассортимент полиацеталей на сегодняшний день включает в себя четыре типа материалов: основные марки (с высокой текучестью); модифицированные марки (имеют повышенную стойкость к истиранию и улучшенные антифрикционные качества); ударопрочные марки с высоким показателем удельной ударной вязкости (содержащие каучук); наполненные и армированные полиацетали.