无卤协效膨胀阻燃聚甲醛体系的性能和阻燃机理
近年来日本三菱 POM Kepital F30-02 POM在国内的用量增加较快，因此对其综合性能的要求也逐步提高。然而，POM的极限氧指数极低(15％)，极易燃烧，且燃烧时有焰滴落严重，使其应用受到限制，因此对POM阻燃问题的研究十分重要。
由于日本三菱 POM Kepital F30-02 POM对阻燃剂酸碱性质的敏感(易造成POM“拉链式”降解)限制了其对阻燃剂种类的选择，因此改善POM 的阻燃性能是公认的世界性难题_4。根据文献_5，目前较多采用的是氮一磷及无机阻燃体系，但均存在高添加量、低阻燃效率的问题，且对阻燃POM的力学性能损害较大。采用协效体系阻燃POM，降低阻燃剂用量是目前无卤阻燃POM材料研究的主要发展趋势。
热塑性酚醛树脂耐热性优良，在300℃ 以上分解且残炭率通常不低于60％，因其优异的成炭性已作为协效剂成功用于多种阻燃体系 。本课题组的前期研究工作表明，酚醛树脂的引人对改善膨胀阻燃POM材料的阻燃性能具有显著的促进作用。
酚醛树脂含量对POM／APP／ME体系阻燃性能的影响
相对未加酚醛树脂的体系，酚醛树脂的加入显著改善了体系的阻燃性能。此外，随着酚醛树脂含量的增加，相应阻燃POM体系的阻燃性能出现了先提高后降低的趋势，即当酚醛树脂质量分数为0．5％ ～2．0％时，体系的阻燃性能达到*佳，即1．6 mmUL94 VO级，此时所加酚醛树脂的含量可低至0．5％，酚醛树脂对POM／APP／ME体系具有显著的协效作用。分析认为，阻燃体系中的APP作为酸源，在燃烧过程中释放的强酸性物质促使含氧聚合物脱水成炭，同时释放的氨气可稀释燃烧过程中分解产生的甲醛等可燃气体，从而起到阻燃作用。
ME的作用有三：其一，作为吸醛剂可及时吸收POM热解产生的少量甲醛单体以防止拉链式降解反应，从而提高POM的热稳定性；其二，高温下可与APP发生成盐反应以屏蔽其分解形成的酸性基团 ，从而降低POM分解发生的可能性；其三，作为气源有利于形成多孔膨胀炭层实现隔热隔氧。而体系中引入的酚醛树脂，一方面可通过与APP在高温发生的成炭交联反应形成含有酚醛苯环的交联炭层结构，因而对改善阻燃POM体系在燃烧过程中形成的膨胀炭层质量具有极其重要的作用；另一方面，酚醛树脂熔点较低，在加工过程中可作为阻燃剂APP／ME与POM基体之间的加工润滑剂，从而可通过包覆于阻燃剂表面实现阻燃剂在基体树脂中的良好分散。
随着酚醛树脂含量的进一步提高(3．0％ ～10．0％)，相应阻燃POM体系的阻燃性能呈明显下降趋势，如当酚醛树脂质量分数增至10％时，阻燃POM 已无法通过垂直燃烧中的任**别测试。其主要原因可能是参与和APP成炭交联反应的酚醛树脂含量有一极限值，当加入的酚醛树脂含量超过这一极限值后，多余的酚醛树脂不仅起不到应有的协效阻燃作用，反而会因稀释主阻燃剂APP／ME的含量而较大降低体系的阻燃性能，也进一步证实了酚醛树脂与APP之间可能存在的成炭交联反应。
酚醛树脂含量对POM／APP／ME体系力学性能的影响
酚醛树脂的加入在一定程度上改善了体系的力学性能，尤其是缺口冲击强度随酚醛树脂含量的增加而改善的幅度较大。其原因分析如下：(1)低熔点的酚醛树脂所起的加工润滑剂的作用有助于改善阻燃剂与日本三菱 POM Kepital F30-02 POM的相容性，增加阻燃剂粒子与基体树脂的界面结合力，改善阻燃剂在基体树脂中的分散性；(2)酚醛树脂中的羟基可与POM分子链中的醚氧基形成氢键，从而可使POM与酚醛树脂能够达到热力学上的相容；(3)酚醛树脂在加工过程中会在双螺杆的强剪切力���作用下在界面处形成纤状物质，有利于体系力学性能尤其是冲击性能的改善。
酚醛树脂含量对POM／APP／ME体系热稳定性的影响
阻燃POM体系的阻燃性能与相应膨胀炭层的形成速率、膨胀炭层的体积以及膨胀炭层的高温热稳定性及残炭率紧密相关，即具有越高的膨胀碳层形成速率，膨胀体积以及高温热稳定性，其阻燃性能也越好。
耐磨消音聚甲醛复合材料的开发
日本三菱 POM Kepital F30-02 POM是一种综合性能优良的热塑性工程塑料。在所有工程塑料中，POM 的年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯，居第三位。POM 被广泛用于机械、汽车、电子电气等行业中承担动力传动传导的零部件，也是*早用作齿轮的工程塑料之一。
然而，普通的日本三菱 POM Kepital F30-02 POM 只能在低速、低负荷条件下作为要求有自润滑性能的零部件使用。为了使之能适应更高的要求，比如耐磨性能更优、磨损磨耗量更低及使用过程中噪音很低甚至没有等，一般用以下方法改善POM 的摩擦磨损性能：添加超高分子量聚乙烯，聚四氟乙烯，高密度聚乙烯，润滑油脂，MoS ，石墨等；或利用接枝、嵌段等技术，在日本三菱 POM Kepital F30-02 POM分子链上引入具有润滑性的高分子链段等。这些方法对改进摩擦磨损性能都有一定的效果，但带来的突出问题不是添加成本高、成型困难就是制品表观性能差(出现表面剥离现象等)等一系列问题。
外观状况
开发的耐磨消音POM复合材料样品表面光滑洁净，没有麻点、飞边等瑕疵。方片样品的掰裂处没有以往改性产品易出现的表面剥离现象，从外观看，耐磨消音POM复合材料样品甚至略优于纯POM样品。用开发的耐磨消音POM复合材料制成的制件，这些制件手感光滑，外观良好，加工成型性能优异。
消音情况：不管是在l h的测试还是在7 h的稳定性测试中，纯POM全程均有强烈刺耳的噪音，而耐磨消音日本三菱 POM Kepital F30-02 POM复合材料则全程无噪音产生，并且在改变载荷及速度的情况下耐磨消音POM复合材料也无噪音，表明本研究采用的由减磨剂及消音剂等组成的复合润滑体系对摩擦过程的噪音消除是富有成效的。
结语
采用由主润滑剂、助润滑剂、消音剂、减磨剂性能研究．相关助剂所组成的复合润滑体系，开发的耐磨消音P0M复合材料具有优异的摩擦磨损特性。与纯 POM的对比研究结果表明，耐磨消音POM复合材 料具有优异的摩擦学特性：耐磨性好、消音性能优 良且摩擦性能保持率高，同时耐磨消音POM复合 材料保持了良好的外观及力学性能，成型加工性能 优良，是一种综合性能优良的耐磨消音复合材料。
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