聚甲醛（POM）是一种综合性能优异的工程塑料，其韧性表现因材料的组成、加工工艺以及改性方法而有所不同。本文将从POM的韧性特点、改性研究进展以及实际应用等方面进行详细分析。
一、聚甲醛的韧性特点
聚甲醛是一种高结晶性工程塑料，具有良好的机械性能和耐疲劳性能，但其韧性较差，容易出现缺口敏感性。例如，纯POM的缺口冲击强度仅为7.6 kJ/m²，这表明其抗冲击能力较弱，容易受到外界应力集中导致的断裂影响。此外，POM的韧性还受到其结晶度的影响，结晶度越高，材料的韧性越差。
然而，聚甲醛的韧性可以通过多种方式进行改善。例如，加入弹性体如热塑性聚氨酯（TPU）、丁腈橡胶（NBR）等，可以显著提高其韧性。研究表明，TPU和NBR的共混体系在一定条件下能够实现“脆-韧”转变，从而显著提升材料的冲击强度和韧性。
二、聚甲醛的韧性改性研究
展开剩余70%近年来，针对聚甲醛的韧性改性研究取得了显著进展，主要集中在以下几种方法：
1. 弹性体增韧
弹性体增韧是提高聚甲醛韧性的重要手段之一。例如，热塑性聚氨酯弹性体（TPU）被广泛应用于POM的改性中。研究表明，当TPU含量为40%时，POM/TPU共混物形成了双连续相结构，冲击强度显著提高，同时韧性也得到了改善。此外，TPU与纳米粒子（如SiO2）的协同增韧效果更佳，能够进一步降低拉伸强度和弯曲模量的损失。
2. 刚性粒子增韧
刚性粒子如纳米二氧化硅（SiO2）和超细碳酸钙（CaCO3）也被用于提高POM的韧性。研究表明，当TPU含量为10%、CaCO3含量为3%时，POM/TPU/CaCO3三元复合材料的断裂伸长率和冲击强度显著提高，同时拉伸强度和弯曲强度基本保持不变。
3. 共聚物增韧
通过共聚改性引入多功能基团，可以有效改善POM的韧性。例如，共聚尼龙（PA）与POM共混后，氢键的形成显著提高了材料的韧性。此外，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的加入也能提高POM的韧性，但需注意其对结晶度的负面影响。
4. 其他改性方法
除了上述方法外，酚醛树脂（Novolak）的加入也能够改善POM的韧性，尤其是在NBR含量达到40%时，POM/NBR体系表现出“脆-韧”转变。此外，通过引入高效增韧剂和成核剂，可以进一步优化POM的力学性能。
三、聚甲醛韧性改性后的应用
经过改性后的聚甲醛韧性显著提升，使其在更多领域得到了广泛应用。例如：
- 在汽车零部件中，改性POM因其良好的耐磨性和韧性，被广泛应用于齿轮、轴承等部件。
- 在机械制造中，改性POM因其优异的耐疲劳性能和韧性，被用于制造高强度的机械零件。
- 在电子电器领域，改性POM因其良好的尺寸稳定性和韧性，被广泛应用于开关壳体、连接器等部件。
四、结论
聚甲醛是一种具有优异机械性能的工程塑料，但其韧性较差，容易受到缺口敏感性的影响。通过弹性体增韧、刚性粒子增韧、共聚物改性等多种方法，可以显著提高其韧性。这些改性方法不仅提升了POM的冲击强度和断裂伸长率，还保持了其原有的强度和刚度，使其在更多领域得到应用。未来，随着改性技术的不断进步，聚甲醛的韧性有望进一步提升，从而满足更多高端应用的需求。
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