論如何提高聚甲醛產品質量

摘 要：本文簡要介紹了聚甲醛的性能與功能，分析了聚甲醛產品質量的干擾因素：濃硫酸、設備腐蝕、客觀因素;并且提出了聚甲醛產品質量的保障措施：原材料質控、工藝參數的嚴控，以此全面保障聚甲醛產品的整體質量，提升聚甲醛的應用效果。

關鍵詞：濃硫酸;聚甲醛;工藝參數

1 聚甲醛的性能與功能

聚甲醛POM作為一種具有熱塑性的工程材料，是工程塑料的一種。此產品的分子鏈組成為C-O鍵，與C-C鍵相比時，前者鍵長較短，聚甲醛的運動方向為分子鏈方向，具有較大的原子密集度，促進POM具有較為優異的機械性能。聚甲醛產品的應用優勢為：抗張強度大、密度屬性數值較低、具有自潤滑性能，抗腐蝕能力極佳等，廣泛作為銅鋁等金屬的替代品。

2 聚甲醛產品質量的干擾因素

2.1 濃硫酸

2.1.1 添加干擾

2.1.1.1 三聚甲醛

在三聚甲醛生成的反應器頂端位置，出料成分中三聚甲醛含量僅有10%時，應將反應器內部的殘液采取排放措施，并用硫酸進行置換。通常情況下，反應器單次排放所用時長為0.5h。催化劑后續添加的劑量，在一般加工期間，單次添加催化劑180kg，具體補加容量，依據實驗分析獲取結果、排殘量的實際規格，予以添加。補加催化劑時，應保障反應器溫度的規范性，采取少量多次的添加方式，將硫酸濃度控制在[0.7，1.2]%，補加催化劑完成時，將反應器溫度調整至正常范圍[1]。

2.1.1.2 二氧五環

當二氧五環所在的反應器設備，溫度調整至145℃時，或者二氧五環反應器頂部位置的物料成分中DOX的含量不大于55%wt，此指數表示催化劑能力呈現減退趨勢，應將反應器中的殘液盡數排放，再添加適量硫酸，保障每單次排放時長為30min。催化劑每次添加數量，應比正常情況添加數量增加70kg，具體補加量應結合分析結果與排殘量計算，綜合確定補加數量。補加期間應適時控制反應器設備的溫度條件，應采取少量多次的添加方式，調整硫酸濃度[6，8]%，補加催化劑完成時，將反應器溫度條件調整回正常狀態。

2.1.2 變質干擾

在濃硫酸實際存儲期間，時常發生變質黑化現象，究其原因在于濃硫酸自身發生了碳化反應，造成聚甲醛開展合成反應時融合了大量雜質，降低了聚甲醛產品的轉化率。濃硫酸發生碳化反應具有多重原因：一是儲罐材質質變，二是空氣有機物濃度升高時，有機物元素被濃硫酸吸收，引起碳化反應。

2.2 設備腐蝕

在聚甲醛產品的生產過程中，極易發生設備腐蝕現象，腐蝕設備包括：濃縮塔、換熱器等。腐蝕因素較多，介質占據大部分，基于反應環境多為酸性，不銹鋼材質的設備、金屬材料等，極易與設備中殘留酸發生腐蝕反應，造成材質中金屬離子的多重沉淀與積累，加重設備清洗難度，增加化工生產堵塞概率，并極易產生諸多連鎖反應，影響著聚甲醛產品的整體性能。

2.3 客觀因素

2.3.1 化學加工條件

溫度、時間等化學加工條件，對聚甲醛產品的生產質量存在一定程度影響。如若生產工藝中溫度與時間雙重因素的控制能力欠佳，極易引起聚甲醛物質在重沸精餾期間生成眾多雜質，此類雜質具有游離狀態、不具有相溶性，在熔融狀態時難以維持穩定狀態，極大程度地削弱了聚甲醛產品的強度，影響聚甲醛產品成品的綜合品質。

酸堿度條件如若未給予有效控制，難以保障聚甲醛產品的生產總量，危及聚甲醛產品質量。

2.3.2 進料質量

聚甲醛產品生產期間，如若進料操作不規范，表現在濃度、均勻程度、含水量等方面，或添加劑自身粒徑規范性不足、添加劑混合效果均勻程度不足、添加劑含水量不標準，致使物料在短時間內發生溫度上升，發生焦化反應，與高溫筒壁產生粘合，此類焦粒如若摻雜于聚甲醛流體中，即會引發聚甲醛產品質量不佳問題，比如焦粒現象。

2.3.3 機械應力

聚甲醛產品在加工期間，借助擠出機設備完成。在聚甲醛產品加工期間，其大分子承受剪應力多次作用。在剪應力作用時，聚甲醛分子的鍵角、鍵長均發生一定程度的改變，在重力作用下發生拉伸與形變。當剪應力所累積的能量大于聚甲醛分子的鍵能時，引起分子發生斷裂，繼而開展分子降解。在分子降解期間，聚甲醛分子結構與性能均發生改變。基于剪應力與螺桿轉速兩者成正比關系，為此，在實際操作期間，擠出機設備內部的螺桿轉速應控制在[125，140]r/min，以此減少聚甲醛分子發生降解。

2.3.4 真空度

聚甲醛產品質量影響較小的處理為：減少處理程序中的不穩定因素。真空脫氣方式，有助于提升熱解反應效率，有效清除聚甲醛分子中存在的惰性組分，維護聚甲醛產品質量。真空度應用期間的注意事項為：①保障真空管道的嚴密性，進氣閥門應關閉，減少氧氣對聚甲醛產品質量造成影響;②真空泵運行狀態應嚴格檢查，尤其是液環元件。

3 聚甲醛產品質量的保障措施

3.1 原材料質控

加強濃硫酸的儲存管理，為其選擇性能良好的儲罐材質，比如，化學穩定性良好的硅系材質，此類材質具有耐酸性，可有效減少濃硫酸碳化反應的可能性。大氣中存在的有機物，應適時采取隔離措施，減少濃硫酸與其他物質發生碳化反應。與此同時，適時調整催化劑的更新次數，優化其存儲時間結構，減少其裸露時間。此外，針對反應體系中存在的金屬離子，可采取離子交換方式，有效剔除樹脂成分。

3.2 工藝參數的嚴控

重沸狀態生成的絮狀物，適時采取過濾措施，控制不溶物質的實際含量，在運送程序中，添加固定式過濾裝置，提升工藝參數的控制能力。如若發生甲醛含量超標事件，應及時借助氫氧化鈉物質，實現對甲醛酸堿度的有效控制，并采取動態監控pH值方式，嚴控堿元素的添加數量，將酸堿度控制在[6.8，7.0]范圍內。物料與添加劑開展保存管理工作時，應關注防潮措施，嚴格控制添加劑的使用濃度，并遵從相關標準配方、配比等，保障物料與添加劑應用的均勻程度。

3.3 聚甲醛產品酸堿度控制

如若聚甲醛產品發生的化學反應，處于酸性環境中，聚甲醛在解聚反應中，發生甲醛超標事件，此時應適當添加氫氧化鈉，將甲醛含量予以中和，有助于去除甲醛含量，中和催化劑成分。為此，聚甲醛產品生產程序中，應良好控制其酸堿度。在生產期間，測定聚甲醛元素占比時，聚甲醛生產樣品具有堿性特征，且在成品中鈉元素占比較小。由此說明：聚甲醛在實際生成期間，實際添加的堿元素較多時，造成鈉堿、鈉鹽等元素發生流失現象。如輕沸塔生產溫度失穩，則在塔底部位置過濾裝置出現堵塞，堵塞的原因在于堿元素加入過多。在重沸塔內部，提取結晶物質，并開展含量分析時，測定重沸塔內部水溶液的酸堿度，測定結果為堿性，并附帶不溶物質。

在水溶液測定過程中發現，氫氧化鈉物質分離而出的鈉元素，應嚴格控制氫氧化鈉的添加用量，并實時獲取溶液的酸堿度，增加分析與測定的次數。相關數據顯示，入料時溶液酸堿度的最佳狀態在[6.5，7.5]。由此可知：開展原材料質控、酸堿度的嚴格控制，成為保障聚甲醛產品生產質量的關鍵措施;在原材料質控過程中，防止其他元素混入聚甲醛產品中，以此保障聚甲醛含量的純正，減少其他元素對聚甲醛質量造成影響，防止各類化學反應自動生成，保障聚甲醛產品質量;在酸堿度控制期間，適時開展溶液檢測與分析，防止溶液酸堿度發生偏差，增加溶液檢測與分析次數，提升聚甲醛產品質控的綜合效能。

綜上所述，聚甲醛的工程性能具有較多應用優勢，逐漸成為國內主流發展的產品，為國內經濟發展提供戰略性價值。化工企業應適時保障聚甲醛的生產產量，嚴格把握生產環節的規范性，做到全面保障聚甲醛產品質量，提升化工企業的生產能力，保障化工生產有序發展。

參考文獻：

[1]白天強.聚甲醛后處理過程中影響產品質量的因素分析[J].河南化工，2018，35（08）：36-38.

作者簡介：

路如召（1987- ），性別：男，民族：漢，籍貫：河南省清豐縣，學歷：本科，畢業于河北理工大學，現有職稱：中級工程師，研究方向：工藝控制，生產管理，項目建設。