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POM具有優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能，被廣泛用于制作機(jī)械、電子電氣等領(lǐng)域各種要求有自潤(rùn)滑性能的機(jī)械零部件，而且有不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。但隨著辦公用具、自動(dòng)化及音像設(shè)備等的高性能化，其機(jī)械裝置也越來(lái)越復(fù)雜，只能適用于低速低負(fù)荷的普通POM已難以滿(mǎn)足精密機(jī)械、電子電氣等動(dòng)力傳導(dǎo)零部件高速、高壓、高溫、輕量化的要求。

為了適應(yīng)新的需求，同時(shí)使POM具有較高的臨界PV值和較高的刺耳噪音發(fā)生負(fù)荷，需通過(guò)共混、填充、嵌段共聚、與金屬?gòu)?fù)合等手段開(kāi)發(fā)出摩擦磨損特性好、力學(xué)性能優(yōu)異的POM自潤(rùn)滑復(fù)合材料。

目前，改良POM摩擦磨損性能的方法有很多，歸納起來(lái)主要有以下六種方法。但機(jī)理上有兩種，一種潤(rùn)滑，一種增硬。

機(jī)理一

潤(rùn)滑

一、添加聚四氟乙烯（PTFE)、高密度聚乙烯（HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE）、高分子量硅酮等自身摩擦系數(shù)較低的高分子材料：

添加有機(jī)高分子類(lèi)潤(rùn)滑劑，主要是因其可偏折在POM的表面上層附近，使POM表面和摩擦副表面之間的摩擦形式部分轉(zhuǎn)化為添加高分子的表面和摩擦副表面之間的摩擦形式，從而減小對(duì)POM 表面所產(chǎn)生的摩擦阻力，有效減小疲勞斷裂點(diǎn)的生成，或者是因其分散在POM相中，以其局部的減磨效果和整體上的網(wǎng)絡(luò)效果，限制摩擦副表面上較尖銳部分的磨損或磨粒對(duì)POM表面的嵌入深度，既降低了POM 表面的摩擦阻力，又有效地抑制犁切裂紋及疲勞斷裂點(diǎn)的生成，以上兩種情況均使POM表面在摩擦過(guò)程中不易產(chǎn)生材料片狀磨屑的剝離和脫落而誘發(fā)的大面積粘著磨損。原則上，材料本身的摩擦系數(shù)比POM小，耐磨性比POM好，且其熔融溫度低于POM的高分子化合物，如PTFE、LDPE、HDPE、UHMWPE、PB、NBR及硅樹(shù)脂等都可以使用。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)POM摩擦磨損性能改進(jìn)采用最多的方法是添加PTFE高分子潤(rùn)滑材料。1966年國(guó)外最先報(bào)導(dǎo)了在POM樹(shù)脂中添加PTFE粉，摩擦系數(shù)降低50%，極限PV值提高2~3倍。研究表明，POM中加入PTFE粉末后，摩擦系數(shù)和磨損量均顯著降低，其摩擦系數(shù)從純POM的0.21下降至0.10，這主要是由于PTFE具有極低的摩擦系數(shù)，它能在較短的時(shí)間內(nèi)在對(duì)偶表面形成轉(zhuǎn)移膜，使摩擦變成PTFE內(nèi)部的摩擦。

但 PTFE的加入使改性聚甲醛的力學(xué)性能和加工性能劣化，PTFE添加量增加10%，一般會(huì)使拉伸強(qiáng)度下降8%-10%，且PTFE的大量加入無(wú)疑會(huì)大大提高產(chǎn)品的成本。為了克服加入大量PTFE造成的力學(xué)性能的下降，可以向共混物中加入經(jīng)過(guò)鈉-萘配合物的四氫呋喃溶液處理的PTFE。PTFE經(jīng)過(guò)處理后，其表面的極性基團(tuán)增加，與POM的相容性增加，可以均勻地分散在POM中，而吸附在PTFE表面的NaF鹽起著POM結(jié)晶成核劑的作用,從而使POM共混物的力學(xué)性能大幅度提高。但要注意控制化學(xué)處理PTFE的加入量，否則會(huì)造成共混物摩擦磨損性能的大幅度下降。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一種性能優(yōu)異的高密度聚乙烯，與普通聚乙烯相比，摩擦系數(shù)小、磨耗低，向POM中加入20%UHMWPE，材料的耐磨自潤(rùn)滑性能可得到極大的改善，摩擦系數(shù)由純POM的0.26下降為0.20，磨耗由3.5mg降為1.0mg。有專(zhuān)利報(bào)道，將UHMWPE作為一種潤(rùn)滑劑加入POM樹(shù)脂中，控制UHMWPE的粒徑，加入10份即可提高POM樹(shù)脂的摩擦磨損性能，如用UHMWPE纖維則效果更佳，這種復(fù)合材料可用來(lái)制作齒輪，軸承和鏈條。而在POM/UHMWPE共混物中加入少量潤(rùn)滑油，其結(jié)果表明混有UHMWPE的聚甲醛制品無(wú)缺陷出現(xiàn)，且降低了摩擦系數(shù)，提高了耐磨性，可用于代替金屬的耐磨部件（如齒輪和軸承等）。

此外用馬來(lái)酸酐改性超高分子量聚乙烯加入POM樹(shù)脂中，則制成的POM復(fù)合物不僅具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，良好的抗磨損性和很高的PV值，而且還具有良好的抗沖擊性。徐衛(wèi)兵等在增容劑的作用下將LDPE和HDPE與聚甲醛共混，提高了POM的缺口沖擊強(qiáng)度，摩擦系數(shù)為0.20～0.30，可用于制作精密的部件。

二、添加硅油、礦物油、油脂等潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂類(lèi)：

有機(jī)潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂類(lèi)對(duì)POM摩擦磨損性能的改良主要是因其向POM表面和摩擦副表面的遷移和擴(kuò)散作用，可在POM和摩擦副的界面上形成轉(zhuǎn)移油膜，使POM表面和摩擦副表面之間的真摩擦轉(zhuǎn)換為潤(rùn)滑油本身的分子滑移，減少了POM和摩擦副之間的摩擦阻力，提高了POM的耐磨性能。這一類(lèi)潤(rùn)滑劑的種類(lèi)繁多，有石油系潤(rùn)滑油、合成潤(rùn)滑油類(lèi)、各種植物油、動(dòng)物油，以及各種表面活性劑等。

70年代以來(lái)，國(guó)外在含油聚甲醛自潤(rùn)滑材料方面發(fā)展迅速，他們采用液體潤(rùn)滑油作潤(rùn)滑劑，使POM 的自潤(rùn)滑性和極限PV值均有大幅度提高。有專(zhuān)利和研究報(bào)道，將POM與潤(rùn)滑油共混，通常制造方法有熔化法、溶劑法和載體法，其中以載體法最為實(shí)用，它是利用載油體（如PTFE、石墨、二硫化鉬等）把潤(rùn)滑油帶到聚甲醛中，所制得的含油聚甲醛具有摩擦系數(shù)?。?.1左右)，耐磨性和極限PV值高，并兼具有POM的剛性和耐蠕變性等特點(diǎn)，特別適合與光滑的金屬表面配合，能有效地防止粘著磨損。但不足之處是力學(xué)強(qiáng)度、硬度等有所下降。含油聚甲醛特別適合在無(wú)油潤(rùn)滑或缺油潤(rùn)滑環(huán)境下做齒輪、軸套、滑塊等摩擦部件，用于紡織機(jī)械、汽車(chē)、電子部件等領(lǐng)域。

三、添加MoS2、石墨等無(wú)機(jī)粉類(lèi)潤(rùn)滑材料：

無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑如石墨、氮化硼、二硫化鉬等具有層狀格子構(gòu)造，層片之間可發(fā)生相對(duì)滑移，并在摩擦副表面上形成轉(zhuǎn)移膜，減小對(duì)POM表面的摩擦阻力，提高POM的耐磨性，但有時(shí)會(huì)因MoS2的加入而引起POM熱穩(wěn)定性下降，成型時(shí)產(chǎn)生較多的模垢。

四、利用接技、嵌段等手段在POM分子鏈上引入具有潤(rùn)滑性的鏈段：

在POM 的聚合過(guò)程中，無(wú)論是均聚POM還是共聚POM，其大分子活性鏈的中止實(shí)質(zhì)上都是出分子量調(diào)節(jié)劑或是甲醇或三聚甲醛中含有的微量水、甲醇、甲酸等雜質(zhì)對(duì)活性鏈發(fā)生轉(zhuǎn)移來(lái)完成的。在發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，由于鏈轉(zhuǎn)移劑的一部分（如活潑氫原子）被大分子鏈所捕捉，而另一部分將和引發(fā)劑的殘端形成新的活性中心并引發(fā)甲醛聚合，因此，鏈轉(zhuǎn)移劑最終將被連接在POM分子的末端。

利用鏈轉(zhuǎn)移劑的這種性質(zhì)，采用分子量較大并具有潤(rùn)滑性能的分子作為鏈轉(zhuǎn)移劑，就可以在POM分子鏈上導(dǎo)入潤(rùn)滑性質(zhì)的鏈段，改善POM的摩擦磨損性能。可作為潤(rùn)滑性鏈段導(dǎo)入POM的化合物類(lèi)型有多元高級(jí)醇類(lèi)、聚醚類(lèi)、各種活潑氫的彈性體類(lèi)或聚硅烷類(lèi)等。但這種聚合過(guò)程中的化學(xué)改性方法過(guò)程復(fù)雜，影響因素多，成本也高。

機(jī)理二

增硬

一、添加玻纖，碳纖，芳綸等纖維狀材料：

添加玻纖、碳纖、芳綸等纖維狀材料能有效地提高POM的力學(xué)強(qiáng)度，其耐磨性可通過(guò)調(diào)整纖維的尺寸和長(zhǎng)徑比得到提高，但摩擦系數(shù)增大。

因此一般將玻纖與PTFE或玻纖與和有機(jī)硅復(fù)合使用，可以在改善耐磨性的同時(shí)提高力學(xué)性能。碳纖維增強(qiáng)POM的力學(xué)性能比玻纖增強(qiáng)POM要高得多，摩擦系數(shù)下降，耐磨性顯著提高，并且可以消除制品的表面靜電。芳綸纖維加入POM中在提高力學(xué)性能的同時(shí)，也可顯著降低摩擦系數(shù)和表面磨損率。晶須由于硬度低且纖維直徑極小，有著較特殊的性質(zhì)，在POM中添加晶須既可改善POM的摩擦磨損性能，又可增加POM的剛度和強(qiáng)度，適合于制造鐘表零部件。

二、添加銅粉、鉛粉、鋅粉等金屬粉末：

添加金屬粉末旨在提高聚合物復(fù)合材料的傳熱性、摩擦磨損性能、尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性。如添加一定量的銅粉（75um）和納米銅粉均可降低POM的磨損性能，其中添加納米銅粉的效果最好，主要原因是納米銅粉粒徑小，與樹(shù)脂基體的結(jié)合較好，對(duì)界面產(chǎn)生的擦傷作用較弱，造成的磨粒磨損較弱，導(dǎo)致磨損有較大下降。

此外有學(xué)者認(rèn)為，在對(duì)POM摩擦磨損性能改良時(shí)應(yīng)盡可能采用由多種潤(rùn)滑劑組成的復(fù)合潤(rùn)滑體系，使多種潤(rùn)滑劑產(chǎn)生協(xié)同作用，用盡可能少的潤(rùn)滑劑達(dá)到最好的自潤(rùn)滑性和耐磨損性能。這不僅可以降低成本，更重要的是可以較好的保持POM原有的優(yōu)良的綜合性能。關(guān)鍵需解決的問(wèn)題是，使多種潤(rùn)滑劑組成的復(fù)合潤(rùn)滑體系產(chǎn)生協(xié)同作用，不讓其互相影響而發(fā)生副作用。此外各潤(rùn)滑劑組分之間的界面相容也是一大問(wèn)題。

因而對(duì)于如何制備一種新型的聚甲醛復(fù)合材料，既能使其摩擦磨損性能提高而又能保持其優(yōu)異的綜合性能，始終是POM材料改性研究的熱點(diǎn)之一。