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高温工程塑料:聚醚醚酮(PEEK)的完整介绍指南

2018-10-25 11:06:20 一迈智能 阅读

聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能的工程热塑性塑料,其特点是具有不同寻常的性能组合。这些性能包括高温性能,机械强度和优异的耐化学性。 

但是,使PEEK成为高性能塑料的关键特性是什么?它是由什么组成的?获取有关聚醚醚酮的所有技术信息,详细了解其主要特性和优势!

此外,了解该聚合物的流行应用(航空航天,汽车,医疗......)和加工条件。 让我们从定义聚合物开始......

什么是PEEK - 聚醚醚酮? 

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶,高性能的工程热塑性塑料。这种坚硬的不透明(灰色)材料具有独特的机械性能,耐化学性,耐磨性,抗疲劳性和抗蠕变性,以及高达260°C(480°F)的耐高温性。

 该聚合物属于聚酮类聚合物(PEK,PEEK,PEEKK,PEKK,PEKEKK),其中,PEEK是最广泛使用和大规模生产的。

高温PEEK材料


PEEK中文是聚醚醚酮,具有:

高熔点(T m),341℃ ,高玻璃化转变温度(T g),143℃, 以及高连续工作温度,高达260°C, PEEK可以通过常规方法加工,例如注塑,挤出,压塑等。 由于这些性能,PEEK及其复合材料广泛用于航空航天,汽车,结构,高温电气和生物医学应用。 尽管聚合物价格昂贵,但PEEK材料通过提供制造零件的可能性带来的附加值包括轻质,强度或韧性,并且能够在恶劣环境中存活更长时间。 PEEK是完全可回收的塑料。

自20世纪80年代初以来,PEEK已从ICI商业化获得。如今,有许多PEEK生产商,例如:

PEEK原料颗粒厂家

聚醚醚酮(PEEK)的关键性质:

PEEK具有优异的拉伸性能。当用碳纤维增强时,可以实现29000psi的拉伸强度,并且在299℃下保持优异的性能 该聚合物还具有优异的抗蠕变性。

当与弯曲和拉伸特性相结合时,它提供了优异的性能平衡,其中材料需要在高温下长时间承受高负荷而不会发生永久变形 。

通过玻璃或碳增强可以进一步改善其在非常高温下的弯曲模量。(增强也会增加蠕变和抗疲劳性,聚合物的导热性以及热变形温度)。

该聚合物具有高体积电阻率和表面电阻率。它可以在很宽的温度范围内保持良好的绝缘性能和环境变化 

PEEK的V0阻燃等级低至1.45 mm,LOI为35%,它的烟雾和有毒气体产生极低。

具有卓越的疲劳性能,Crystallinity赋予广泛的耐受性。

PEEK不溶于所有常见溶剂。它不会发生水解,可以在蒸汽或高压水中使用数千小时而不会显着降低性能 。

PEEK的更多属性包括: 低摩擦、尺寸稳定性好、保温性能、高温下具有优异的耐消毒性、生物相容性、长寿、固有的纯度。


下表列出了未填充的30%玻纤增强30%碳纤维增强PEEK牌号的特性:

PEEK材料物性表


与含氟聚合物相比,PEEK具有优异的拉伸强度,HDT,操作温度,粘合,加工和有毒气体排放, 但它们在耐化学性,成本,韧性和紫外线风化方面较差 ;

相比于PPS,PEEK具有显着优良的热性,韧性;

与PES相比,PEEK具有更高的温度性能,耐磨性,耐化学性和疲劳性能

PEEK通常不与其他聚合物混合。然而,它与一系列其他聚酮和PEI形成可混溶的共混物。 

PEEK / PEI共混物具有更高的Tg。而且,它与PES和PPS的混合物具有高度兼容性。

PEEK的局限性:

价格昂贵,适用于要求极高的应用;

在高温下加工;

附着一些酸,如浓缩。硫酸,硝酸,铬酸......并受到卤素和钠的侵袭;

对紫外线的抵抗力低;

聚醚醚酮(PEEK)的流行应用: 

它广泛用于航空航天,汽车,电气,医疗等苛刻的应用。由于其坚固性,PEEK用于制造物品,包括轴承,活塞部件,泵,HPLC柱,压缩机板阀和电缆绝缘。让我们详细讨论一下它的一些应用。

汽车 - 随着微型发动机舱的发展趋势,PEEK提供了替代金属的解决方案,并提供轻量化、减重和功能集成。

聚醚醚酮最重要的性能优势是增强了干燥和润滑的表面相互作用出色的机械性能在很宽的温度范围内,易于加工和优异的疲劳性能主要应用包括:

  • 引擎盖下的活塞装置

  • 密封件

  • 垫圈

  • 轴承

  • 用于传动,制动和空调系统的各种有源元件

汽车

航空

航空航天 - PEEK聚合物及其复合材料正在取代多个飞机零部件中的铝和其他金属。可以经济有效地形成和使用大量具有精细公差的大体积部件而无需组装或修改。在航空航天市场,PEEK可用于:

  • 作为聚合物的关键发动机部件可以承受高温和干燥和润滑材料接触的摩擦相互作用

  • 在飞机外部零件中,PEEK具有出色的抗雨水侵蚀性

  • 在内部部件中,其固有的阻燃性和低烟雾和有毒气体排放降低了发生火灾时的危险

  • 该聚合物用于制造旋绕管,以保护飞机电气系统的电线和光纤灯丝

医疗 - 聚醚醚酮提供具有优异耐磨性,耐热性,耐电性和耐化学性的经济型创新部件。其在医疗保健领域的应用主要包括牙科器械,内窥镜和透析器

  • PEEK正在取代铝制牙科注射器上的手柄和容纳根管锉的无菌盒

  • 该聚合物可承受高达3,000次高压灭菌循环,其中温度通常达到134℃

  • 在热水,蒸汽,溶剂和化学品的存在下,它具有出色的机械强度,优异的抗应力开裂性和水解稳定性

  • 它提供了改进的承重植入物的生物相容性

医疗

电气/电子 - 聚醚醚酮具有优异的电气性能,是理想的电绝缘体。

  • PEEK可在温度,压力和频率范围广泛的范围内为零件提供长期运行可靠性

  • 其固有的纯度,优异的机械和化学稳定性,最大限度地减少污染,并最大限度地提高硅晶片处理过程中的安全性

  • 出色的热性能使PEEK聚合物部件能够承受与焊接工艺相关的高温


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