行业干货｜聚甲醛(POM)生产工艺比较分析

企业 2024-11-24 08:01 广东

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聚甲醛（POM）是热塑性结晶性高分子聚合物，被誉为“超钢”或者“赛钢”，在金属近似性、自润滑性、耐疲劳性、耐热稳定性、耐磨性、耐溶性等方面具有优良的性能。

与聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚等工程塑料相比，聚甲醛具有成本低的优势，在汽车零部件、医疗设备、运动机械、电子机械、建材轻工等领域应用广泛。另外，由于聚甲醛的金属近似性，键能大，分子内聚能高，它具有较高的硬度和刚度，在一些紧固件、轴承、磨具、齿轮等钢制、铜制、铝制部件中具有较高的替代比例。

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目前，汽车工业、电子电气等行业快速发展，聚甲醛在这两方面的应用也得到快速发展，聚甲醛在这两个行业中的应用比例超过50%，特别是近年来聚甲醛耐磨材料在汽车工业中应用，如门把手、减震器、平衡杆、后视镜、电动车窗开关、齿轮、变速杆手柄等，应用比例越来越高。聚甲醛在汽车方面的应用有利于减轻汽车质量，降低能源消耗及制造成本。

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目前，国内聚甲醛工业发展较快，但是与国外相比，工艺技术和产品质量还有一定差距。国内高端聚甲醛仍然以进口为主，主要进口自杜邦、宝理、旭化成等企业，国内高端产品对外依存度超过50%。国内中低端产品主要用于非重要场合、新兴领域和中东、东南亚等地区。

本文结合山东联盟化工股份有限公司与香港富艺（中国）、韩国&PID、江苏道尔顿、上海华峰、宁波赛鼎、五环等技术提供方及设计院，进行技术交流，并考察国内几家较大的聚甲醛生产企业，对几种聚甲醛工艺技术进行对比分析。

国内聚甲醛装置分布

目前，世界聚甲醛工业化生产企业有近20家，据统计，全球聚甲醛的产能约为200万t/a，国外聚甲醛产能主要分布在西欧、日本、韩国以及美国等地区，美国杜邦和塞拉尼斯、德国巴斯夫、日本旭化成和宝理塑料等公司均有布局。

我国是世界主要的聚甲醛生产国，当前国内聚甲醛产能为61万t/a，包括9家聚甲醛国产企业和2家中外合资企业，产能分布比较分散，重庆市、云南省、河南省、内蒙古自治区、江苏省、宁夏回族自治区、山东省、上海市、天津市和河北省均有生产装置。

其中，在产产能为51万t/a，上海蓝星的6万t/a和天津渤化永利的4万t/a生产装置处于停产状态，内蒙古天野三条生产线中仅有一条2万t/a装置开车。国内聚甲醛行业主要企业产能如表1所示。

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不同聚甲醛生产工艺比较

2.1聚甲醛生产技术分类

聚甲醛生产技术分为两大类。一是均聚甲醛生产技术，生产企业以杜邦和旭化成为代表。二是共聚甲醛生产技术，除了杜邦和旭化成两家企业，其他生产企业的产品基本都为共聚甲醛，其中旭化成均聚甲醛和共聚甲醛都生产。

均聚甲醛是由-CH2O-（重复单元）均聚而成，聚合原理是开环聚合，主链为甲醛单元，两端为乙酰基，所得聚甲醛分子链紧密，密度相对于共聚甲醛要高，其抗冲击强度和韧性较好，具有较好的延展强度和抗疲劳强度，机械强度比共聚甲醛高10%～20%；相对于共聚甲醛，均聚甲醛结晶度高，不易加工，热稳定性差。

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共聚甲醛是由-CH2O-和-C2H4O-（重复单元）共聚而成，端基为甲氧基醚或羟基乙基醚结构的大分子，常加分子量调节剂封端。共聚甲醛大分子规整程度比均聚甲醛低，结晶性降低，密度小，使得其加工容易，且在耐热水性、耐酸碱腐蚀、热稳定性等方面优于均聚甲醛。均聚甲醛与共聚甲醛基本性能对比如表2所示。

2.2聚甲醛合成工艺比较

综合比较国内外聚甲醛的合成工艺，国内早期的聚甲醛生产企业由于工艺落后、产能小、能耗高等原因，多数被市场淘汰。目前，多数国外聚甲醛厂商对我国实行技术壁垒，不转让聚甲醛生产技术，如杜邦、塞拉尼斯、旭化成、三菱、巴斯夫、韩国KEP、日本宝理等公司，在国内聚甲醛技术没有得到突破前，很难获得以上厂商的生产技术。

目前，国内外仅有波兰ZAT、香港富艺（中国）、韩国P&ID、江苏道尔顿等少数企业可提供聚甲醛生产工艺。聚甲醛的不同生产工艺比较如表3所示。

2.3聚合工艺比较

聚甲醛产品共聚工艺主要有两种，即干法聚合工艺和湿法聚合工艺。

2.3.1干法聚合

干法聚合是聚合过程中不加溶剂或其他分散剂，由聚合单体自身在引发剂的作用下发生聚合反应。优点是不使用溶剂，废水产生量少，杂质少，产品纯净，连续化生产容易实现，且废水处理成本低，生产成本降低；缺点是缺少溶剂，聚合速率不易控制，容易引起爆聚。

2.3.2湿法聚合

湿法聚合是在溶剂作用下，聚合单体在溶液状态下进行聚合反应。湿法聚合优点是聚合的温度易于控制，能有效抑制爆聚的发生，生产安全性较高；缺点是聚合单体受溶液影响，聚合速率降低，且废水产生量大，生产成本升高。

以6万t/a聚甲醛装置为例，干法聚合工艺（韩国P&ID）废水产生量约为10m3/h，而湿法聚合工艺（香港富艺(中国)）废水产生量为60～70m3/h，因此湿法聚合工艺比干法聚合工艺废水处理成本高；与干法聚合工艺相比，湿法聚合工艺多了水洗、干燥等脱醛步骤，因此采用湿法聚合工艺的聚甲醛产品产量一般比干法聚合工艺的要好，比如，云天化、龙宇产品主要面向中高端客户，价格相对要高。

结论

由于技术壁垒原因，国内聚甲醛生产工艺取得突破前，先进的聚甲醛生产工艺很难从国外技术提供方获得。因此，我国要加大研发投入，加快研发进度，尽早在聚甲醛生产工艺方面实现技术突破，打破国外的技术垄断。

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免责声明：内容来源吴阁、胡全利《中国资源综合利用》2024年.01期，艾邦高分子微信公众号等网络公开平台，仅供参考，不构成投资建议。若有来源标注错误或侵犯您的权益，请您尽快联系本网，我们将及时更正、删除，谢谢。

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