聚甲醛(POM)是一種性能優(yōu)良的可再生工程塑料，有“奪鋼”、“超鋼”之稱，其原料來源為甲醇，可從生物質(zhì)(木質(zhì)纖維素等)分解中獲得。POM具有類似金屬的硬度、強度和剛性，在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)具有較好的自潤滑性、良好的耐疲勞性。但其耐酸堿性能、熱穩(wěn)定性較差，可選擇與適當單體共聚以提高穩(wěn)定性。目前，POM以及共聚型POM的專利技術(shù)基本為國外大公司(如杜邦公司等)壟斷。
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所生物基及仿生高分子材料團隊負責人萬曉波研究員等在研究中發(fā)現(xiàn)，在適當引發(fā)條件下，可通過三聚甲醛(TOX)與相應(yīng)的氧雜環(huán)丁烷單體共聚得到共聚改性的POM。盡管TOX與其他含氧雜環(huán)(如環(huán)氧丙烷，二氧六環(huán)等)的共聚已形成專利，但其與氧雜環(huán)丁烷單體的共聚鮮有報道。
萬曉波等對TOX與帶有不同長度側(cè)鏈的氧雜環(huán)丁烷的共聚進行了系統(tǒng)研究，優(yōu)化了聚合條件，顯著提高了氧雜環(huán)丁烷的共聚比例(高達20%)，從而大大提高了共聚型POM的熱穩(wěn)定性。其中，以TOX與3-乙氧基甲基-3-乙基-氧雜環(huán)丁烷(EOX)的共聚產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性為優(yōu)。在未進行封端穩(wěn)定情況下，含有~17%左右的EOX的共聚POM初始分解溫度比POM提高了近70℃(圖一)。該成果發(fā)表在新一期的Macromolecular Chemistryand Physics。
目前，該團隊正在對上述共聚反應(yīng)機理進行深入研究，以期進一步優(yōu)化反應(yīng)條件，提高共聚甲醛分子量，并擬采用封端手段，進一步提高穩(wěn)定性，并有望在實際生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用。
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