從實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)到商業(yè)的量產(chǎn)，其過程往往漫長，聚甲醛（POM）便是如此。
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1960年，杜邦公司開始生產(chǎn)名為“Delrin”的聚甲醛均聚物，標(biāo)志著這類材料（又稱聚氧亞甲基，POM）正式商業(yè)化。但正如本系列多次提到
的，從實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)到商業(yè)應(yīng)用往往歷經(jīng)漫長歲月，聚甲醛便是典型案例。
**從理論突破到材料困境**
20世紀(jì)20年代初，赫爾曼·施陶丁格（Hermann Staudinger）在研究聚合物結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)甲醛聚合現(xiàn)象。他提出革命性理論：聚合物的特性
源于其高分子量和長鏈結(jié)構(gòu)。當(dāng)時(shí)的主流有機(jī)化學(xué)家認(rèn)為聚合物只是小分子的膠體聚集，施陶丁格的觀點(diǎn)被視為異端。
他進(jìn)一步證明，聚甲醛單鏈的尺寸甚至大于其所構(gòu)成的晶體——這與傳統(tǒng)材料（晶體由更小單元構(gòu)成）截然不同。盡管這一發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代聚合
物理論奠定了基礎(chǔ)，但聚甲醛本身存在嚴(yán)重?zé)岱€(wěn)定性問題，易解聚且無法熔融加工。
**商業(yè)化的關(guān)鍵突破**
1952年，杜邦化學(xué)家通過半縮醛基團(tuán)封端聚合物鏈，初步解決了穩(wěn)定性問題，誕生了商業(yè)均聚物的原型。1956年，杜邦為此申請專利。但
半縮醛端基仍無法滿足熔融加工要求，直到化學(xué)家Stephen Dal Nogare發(fā)現(xiàn)用乙酸酐處理端基可顯著提升穩(wěn)定性。1960年，杜邦在西弗吉
尼亞州建成首座Delrin工廠，聚甲醛正式走向市場。
同年，塞拉尼斯公司（Celanese）與赫斯特（Hoechst AG）合作研發(fā)出共聚物，1962年以“Celcon”為名上市；赫斯特的“Hostaform”則于次
年面世。
**聚甲醛材料的加工特性與性能演進(jìn)**
熟悉聚甲醛（POM）材料的加工商深知，這類樹脂的工藝控制頗具挑戰(zhàn)性。早期材料的熔融加工溫度窗口極窄，且模具易出現(xiàn)析出問題。
經(jīng)過六十年的發(fā)展，生產(chǎn)商通過持續(xù)改進(jìn)熔體穩(wěn)定性，使如今的材料更易于使用。然而，行業(yè)內(nèi)仍流傳著因聚甲醛過熱分解產(chǎn)生甲醛，
導(dǎo)致料斗噴料或工廠緊急疏散的案例。
**敏感性與加工禁忌**
聚甲醛對含鹵化合物具有極高的敏感性。因此，加工指南明確警告：熔融狀態(tài)下嚴(yán)禁接觸PVC。其他需避免的材料包括熱塑性橡膠
（如Santoprene和Alcryn）以及含鹵阻燃劑的產(chǎn)品。
**熱穩(wěn)定性與降解監(jiān)測難題**
盡管熱穩(wěn)定性已顯著提升，但聚甲醛一旦開始分解，解聚速度極快，使得降解難以檢測。傳統(tǒng)分析方法（如熔融指數(shù)、特性黏度、凝膠滲
透色譜）依賴降解產(chǎn)物中不同鏈長的分布，而聚甲醛熔融解聚時(shí)幾乎不產(chǎn)生中間鏈長片段，導(dǎo)致常規(guī)測試無法有效捕捉加工中的降解。
相比之下，固態(tài)降解（如熱水環(huán)境）過程較緩慢，可通過熔融指數(shù)上升或黏度下降被監(jiān)測到。
**共聚物與均聚物的性能平衡**
共聚物優(yōu)勢：分子鏈中的乙烯醚結(jié)構(gòu)賦予其更高的熱穩(wěn)定性，且熔點(diǎn)更（165°C），加工溫度范圍更寬，同時(shí)具備更優(yōu)的耐熱水、耐氯和
耐酸堿性能。
均聚物特性：結(jié)晶度更高，因而強(qiáng)度、剛性、抗蠕變及疲勞性能更出色，表面硬度與摩擦學(xué)性能也更優(yōu)。
過去六十年間，行業(yè)一直試圖縮小兩者差距——均聚物通過提升熱穩(wěn)定性逼近共聚物的優(yōu)勢，而共聚物則努力改善機(jī)械性能。雖未完全彌合
差異，但兩類材料已比初期更為接近。
**與尼龍、聚酯的對比**
聚甲醛的結(jié)晶度高于尼龍和聚酯，使其成為齒輪、軸套等耐磨部件的首選。尼龍?jiān)诟稍餇顟B(tài)下性能相近，但吸濕性會(huì)顯著影響其表現(xiàn)，而
聚甲醛幾乎不受水分影響，且耐溶劑性更優(yōu)。雖然三者均可能水解，但聚甲醛（尤其是共聚物）的水解速率更慢，因此加工前通常無需預(yù)
干燥。
**關(guān)鍵差異**：
熔點(diǎn)：均聚物178°C，共聚物165°C，長期使用溫度限于90-100°C（氧化敏感性進(jìn)一步限制性能）。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：遠(yuǎn)低于室溫，使聚甲醛能在常溫下持續(xù)結(jié)晶（尼龍和聚酯則不能）。
**增強(qiáng)與阻燃瓶頸**
玻璃纖維增強(qiáng)：共聚物早在40年前即實(shí)現(xiàn)有效增強(qiáng)，而均聚物因纖維結(jié)合力差，直至近15年才突破技術(shù)難題（此前僅為填充劑）。
阻燃障礙：聚甲醛主要分解產(chǎn)物甲醛極易燃，添加阻燃劑會(huì)大幅犧牲機(jī)械性能，故目前無商業(yè)化阻燃型號(hào)。
**不可替代的工業(yè)價(jià)值**
盡管存在局限，聚甲醛推動(dòng)了塑料在金屬替代領(lǐng)域的革命。例如，塑料齒輪的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)便深受其啟發(fā)。此外，它還是金屬注射成型的核心
粘結(jié)劑。
（文章出自《PT Plastics》雜志）
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