共聚甲醛是目前世界上三大通用的工程类塑料之一, 只有共聚甲醛因为其良好的力学性能、耐磨性和耐有机溶剂性等特点, 可以代替铜一类的金属。同时它能够应用于汽车、机械制造、家用电器等多个领域当中, 应用范围广泛。随着我国汽车工业化的进程日益加快, 我国电子电器行业近些年来迅速的发展, 中国已经成为了世界上共聚甲醛消费速度最快的地区, 现如今已经超过了西欧的消费市场, 成为了世界上最大的共聚甲醛的消费市场。但是我国的共聚甲醛的生产能力和技术上并没有完全成熟, 当前我国的共聚甲醛市场还是以国外的产品为销售主导品牌。
我国的研究所在很早之前就开始了聚甲醛的研究开发工作。但是由于原料的存储出现的问题, 导致我国的研究在很早之前就被迫终止了, 因此在后来的生产和研究中聚甲醛的研究都仅局限于共聚甲醛的生产。在1965年, 我国长春应化所研究出了我国第一批共聚甲醛, 但因为当时的设备和技术的不足, 规模小, 生产工艺技术很低而且生产的成本花费很高, 使得共聚甲醛生产最终面临停产。经过多年的研究发展, 现如今, 中国聚甲醛的生产能力已经达到了41万吨/年, 成为了世界上最大的聚甲醛生产基地。我国的技术没有达到发达国家的技术水平, 主要原因在于我国没有完全自主创新的生产技术, 原材料的品种少、耗能极高。
聚甲醛是以甲醇为原始生产材料生产的一种工程应用材料, 它分为两种生产工艺分别是有均聚和共聚。其中均聚甲醇的力学性质、弯曲程度和热力变形的温度都要比共聚甲醛高一些, 两种方法的封闭端的处理方法有所不同。均聚工艺的代表共识是杜邦公司, 它所生产的均聚甲醛具有有优异的刚性;共聚工艺的代表公司是塞拉尼斯公司, 其他的拥有这种生产技术的公司还有巴斯夫公司、东丽公司等等。这两种生产技术工艺, 从生产的过程来看, 区别在于均聚法主要是把甲醛聚合为单体, 它的化学性质很活跃, 容易给精制和聚合的过程中带来一些小问题。
据统计, 目前在世界范围内聚甲醛的生产能力是140万吨/年, 其中共聚甲醛的份额占80%, 主要生产聚甲醛的国家分别是美国、德国和日本等发达国家, 因为聚甲醛的生产技术所需要的设备和技术难度大, 所以生产技术只高度集中在少数的生产商中。
聚甲醛的工艺技术难点多, 投产期长, 工艺操控的经验少, 所以会出现很多难点和问题, 具体表现在以下几个方面:
由于阳离子引发的运转系统体系反应链繁杂, 所以原材料的添加量要配精准, 对反应过程中温度的控制要求也比较高;聚甲醛的反应出口容易出现堵塞引起反应器的电流不稳定, 随着温度的降低反应器的出口堵塞的周期也随着变短;反应的管线复杂且接头多, 这样出现漏点时不容易被发现, 处理起来困难;为输送风机的入口设计了过滤器, 而且没有备用的设备, 这样很容易在运行的过程中发生堵塞现象, 这时就需要强制停止输送的系统, 即使更换过滤芯, 如果更换过滤芯不及时, 就会使整个运行系统超负荷工作, 容易引发多种事故。
聚合反应的控制性能波动大, 使完成品的机械性能以及热稳定的性能波动大;聚合单体的添加比例会受水分等因素的控制影响, 对聚甲醛的成品的弯曲性和延展性造成影响;钝化反应的控制性能不稳定, 受热分解严重, 最终导致成品的质量性能不稳定。
聚合反应具有引发快, 增长快的特点。反应温度的控制是抑制增长, 当温度超过一定程度时, 分裂的速度就会大于聚合反应的速度, 所以在聚合反应过程中就要严格控制温度, 不断地进行现场研究, 在每个阶段进行温度的循环控制, 这样才可以有效的控制反应温度。
聚合反应链的增长过程需要在一个恒温的环境中才可以正常运行, 温度变化越大反应越大, 所以, 在整个聚合反应中需要恒温箱来处理温度问题, 确保聚合反应正常运行。经过多次研究和反复试验, 运用恒温箱就可以在运行的同时消除内外温差, 保持体系的恒温。随着原料中甲醇、甲醛的添加, 聚合反应的诱导时间也随之加长, 聚合速度变慢, 转化率也随之降低, 甚至会不发生聚合反应。所以为了保证聚合反应的正常进行一般都要添加其他化学物质, 比如三氟化硼。
在技术上的难点和问题, 要积极的采取技术改造, 要从聚合反应的系统上进行改造, 节约用电用水, 节省原材料的消耗和损失, 提高利用率。对系统运行的硬件进行改造, 要减少管线接头的数量, 减少漏点, 增加备用管线, 减少管线出现问题的现象。同时, 要增加过滤器, 避免过滤芯出现问题, 为了保证系统的正常运行要及时的更换过滤芯, 为检修留下充足的时间。此外, 要把水洗塔的排气管线和水环真空泵的排气管线相连, 确保排气管正常排气, 在整个聚合反应中可以停止真空泵, 这样能够保持系统运行正常, 同时也降低了成本, 减少了运营费用。
摘要：本文对共聚甲醛的功能和生产用途进行了介绍, 对生产工艺以及共聚甲醛的生产技术难点进行分析, 结合我国共聚甲醛的发展历程和现如今的发展现状进行分析, 分析共聚甲醛的应用领域和生产发展的前景。
关键词：共聚甲醛,工艺,生产技术
[1] 彭亮亮.共聚甲醛生产技术难点.《中国化工贸易》.2015年16期
[2] 路如召.甲醛的生产工艺及技术进展研究.《中国化工贸易》.2015年26期
[3] 张彩霞, 徐秀兵, 罗春桃.浅谈煤基共聚甲醛生产工艺与产品应用.《天津化工》.2013年6期
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