成核剂分子构建及其对聚甲醛成核和机械性能的影响(3)
1.1.2 POM成核剂的分类[5~6]
从成核剂的作用机理来看，聚甲醛成核剂必须具备以下特征：与聚甲醛有相似的结晶结构；熔点高于聚甲醛熔点；在聚甲醛中能以细小的颗粒分散。由此，聚甲醛成核剂的种类可划分为无机类成核剂、有机类成核剂和高分子类成核剂。
（1）无机类成核剂
最早开发的价格便宜并且实用的成核剂，然而由于其透明性和表面光泽度差，限制了这类成核剂在高性能透明材料中的应用。这类成核剂主要包括二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑碳酸钙、云母、无机颜料等。
硅藻土 硅藻土是一种比表面积高、轻质多孔的硅酸盐类微细粉末，其沟槽结构在聚合物熔体冷却结晶过程中优先吸附高分子链而起到异相成核作用。徐卫兵等[5-6]研究发现，加入硅藻土能使球晶细化。姚日生等研究发现，硅藻土是有效的成核剂，在加入质量分数为0.1%~0.5%时，可使POM的球晶细化、结晶峰温度和结晶起始温度提高，且并不改变POM的晶型，也不会影响其结晶度。硅藻土对POM的拉伸强度基本无影响，但可大幅度提高POM的冲击强度，当硅藻土质量分数为0.5%时冲击强度为14.4KJ/m2，在0.1%时达到最大的16.3KJ/m2。
纳米SiO2 孙斓珲等[7]以三聚甲醛与1，3-二氧戊环为单体，以氟化硼乙醚络合物为引发剂，采用引发本体原位聚合法制备POM/ SiO2纳米复合材料，研究发现，纳米SiO2粒子在POM基体中分散均匀，粒径在100nm左右，达到了纳米级分散，无机相与有机相之间无明显的界面层，纳米粒子很好地包覆在POM基体中；纳米SiO2粒子与POM基体间具有一定的相互作用(氢键及配位键)，但未发现发生化学作用的证据。研究也发现，纳米SiO2粒子的加入使POM的熔点升高，部分纳米粒子的存在充当了成核剂，加快了结晶并且降低了微晶尺寸，但结晶度有所降低纳米粒子的存在一方面充当了成核剂，而另一方面又造成了片晶扭曲状的生长，破坏了球晶的对称性。
有机蒙脱土 徐卫兵等[8]采用熔融插层复合法制备了POM/蒙脱土纳米复合材料，用X射线衍射法研究复合材料的微观结构，借助示差扫描量热仪研究其非等温结晶动力，并利用Avrami方程计算出POM与POM/有机蒙脱土纳米复合材料的结晶活化能分别为334.6、196.9KJ/mol，说明有机蒙脱土的加入，降低了POM的结晶活化能，且半结晶周期缩短，起到了异相成核的作用。
滑石粉 姚日生等[9]研究了不同含量(质量分数0%~1%)滑石粉成核剂对POM结构及性能的影响。现滑石粉加入到POM中，提高了熔体冷却过程中POM的结晶峰温度，并使得POM的球晶大大细化而具有成核作用。滑石粉之所以能作为POM的成核剂使用，是因为其比表面积大，具有高吸附活性。
氮化硼 氮化硼(BN)是一种高熔点的吹冰方晶体，POM也是吹冰方晶型，因而彼此间具有一定的浸润容易形成有效的晶核，起到成核作用。徐定宇等[4]通过加入少量氮化硼(BN)成核剂于POM中，使其生成小而均匀的球晶，从而提高了力学性能和尺寸稳定性。
（2)有机类成核剂
由于这种成核剂克服了无机类成核剂透明性和光泽度差的问题，并且能显著提高产品加工应用性能，因此对这类成核剂的开发均给予了广泛的重视，目前有机类成核剂主要包括芳族与脂肪族酸及其盐、有机磷酸盐以及山梨醇苄叉衍生物类和木质酸及其衍生物类。
聚酰胺 徐卫兵等[10]将尼龙12(PA12)加入到POM中，发现POM的结晶温度升高，球晶细化线膨胀系数降低，缺口冲击强度随PA12用量的增加出现峰值。分析认为在POM自熔体冷却过程中，分散于中的PA12先于POM结晶的晶核，同时POM与PA12之间的氢键相互作用使POM分子链或链段运动性降低，体现出其高分子成核剂的作用。