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聚醚醚酮是指大分子主鏈由芳基、酮鍵和醚鍵組成的線性聚合物,它是目前可大批量生產(chǎn)的唯一的聚芳醚酮品種,英文名稱為polyetherether ketone,簡稱PEEK,分子結(jié)構式為聚醚醚酮具有熱固性塑料的耐熱性、化學穩(wěn)定性和熱塑性塑料的成型加工性。聚醚醚酮還具有優(yōu)異的耐熱性。其熱變形溫度為160℃,當用20%~30%的玻璃纖維增強時,熱變形溫度可提高到280~300℃。聚醚醚酮的熱穩(wěn)定性良好,在空氣中420℃。2h情況下失重僅為2%,500℃時為2.5%,500℃時才產(chǎn)生顯著的熱失重。聚醚醚酮的長期使用溫度約為200℃,在此溫度下,仍可保持較高的拉伸強度和彎曲模量,它還是一種非常堅固的材料,有優(yōu)異的長期耐蠕變性和耐疲勞性能。

聚醚醚酮的電絕緣性能非常優(yōu)異,體積電阻率約為10~10Ω·cm。它在高頻范圍內(nèi)仍具有較小的介電常數(shù)和介電損耗。例如,在10Hz時,在室它的介電常數(shù)僅為3.2,介電損耗僅為0.02。

聚醚醚酮的化學穩(wěn)定性也非常好,除濃硫酸外,幾乎對任何化學試劑都非常穩(wěn)定,即使在較高的溫度下,仍能保持良好的化學穩(wěn)定性。另外,它還具有極佳的耐熱水性和耐蒸汽性。在200~250 ℃的蒸汽中可以長時間使用。

聚醚醚酮有很好的阻燃性,在通常的環(huán)境下很難燃燒,即使是燃燒,發(fā)煙量及有害氣體的釋放量也是很低的,甚至低于聚四氟乙烯等低發(fā)煙量的聚合物。此外.它還具有優(yōu)良的耐輻射性。它對α射線、β射線、γ射線的抵抗能力是目前高分子材料中最好的。用它包覆的電線制品可耐1.1×10Gy的γ射線。

聚醚醚酮在熔點以上有良好的熔融流動性和熱穩(wěn)定性。因而具有熱塑性塑料的典型成型加工性能,因此可用注塑、擠出、吹塑、層壓等成型方法,還可紡絲、制膜。雖然聚醚醚酮熔融加工溫度范圍為360~400℃,但是由于它的熱分解溫度在520 ℃以上,因而它仍具有很寬的加工溫度范圍。

盡管聚醚醚酮的發(fā)展歷史僅為短短的二十幾年,但是由于它具有突出的耐熱性、耐化學腐蝕性、耐輻射性以及高強度、易加工性,使得它目前已在核工業(yè)、化學工業(yè)、電子電器、機械儀表、汽車工業(yè)和宇航領域中得到了廣泛的應用。尤其是作為耐熱性能優(yōu)異的熱塑性樹脂,它可用作高性能復合材料的基體材料。

改性

PEEK純料的性能難以滿足不同行業(yè)領域的不同需求,故在特種工作環(huán)境需要對PEEK進行改性,其主要手段有共混改性、共聚改性、復合增強改性、填實改性、納米改性和表面改性等技術。通過改性可以增加PEEK的某方面性能,如耐磨性、沖擊強度等,從而擴展了PEEK的應用范圍,降低了材料的使用成本,改良了PEEK的加工性能。

PEEK常用改性

PEEK 牌號:

牌號

特點和用途

150CA20

注塑、擠塑等級,20%碳纖維增強,耐高溫,剛性,強度優(yōu),用于工程制品

150CA30

30%碳纖維增強,耐高溫好,剛性和強度好,適合機械、電氣、汽車、化工等耐化學性好的工程制品。

150CA40

注塑、擠塑等級,40%碳纖維增強,高剛性,耐高溫,用于工程部件

150P

涂層級,低粘度,粉料,未增強,結(jié)晶型,UL94V-0,使用溫度160℃以上,適合金屬涂層

380G

擠塑和涂層級。中粘度,混合物粒料,未增強,結(jié)晶型,UL94V-0,使用溫度160℃以上。適合單絲和一般通用擠壓工程部件,特別是金屬線材涂層。

380P

擠塑和涂層級。中粘度,粉料,未增強,結(jié)晶型,UL94V-0,使用溫度160℃以上,適合單絲和一般通用擠壓工程部件,如金屬線材涂層。

450CA30

注塑增強等級�；旌衔锪Ａ�,30%碳纖維增強,有很好的剛性和承載性能,使用溫度250℃以上,最高能達315℃,UL94V-0,韌性好,強度高,耐化學腐蝕性好,成型周期快。

150FC30

注塑、擠塑等級,30%碳纖維增強,高剛性,耐高溫,潤滑性好,用作工程部件

450G

注塑級,非增強,高粘度,混合物粒料,結(jié)晶型,UL94V-0,使用溫度在160℃以上,強度高。

450P

注塑級,粉料,特點和用途同450G

450GL20

增強注塑級�；旌衔锪Ａ�,20%玻璃纖維增強,耐熱性和彎曲模量比450G牌號高,強度和剛度高,使用。

450GL30

溫度在250℃,為UL94V-0。適合機械、化工、電氣等工程制品,也用于擠塑制品。

D150CA30

新產(chǎn)品,增強注塑級。玻璃纖維和碳纖維增強,混合物粒料,流動性好,耐熱性很好,連續(xù)使用溫度250℃,最高達300℃以上。適合機械、電氣等高質(zhì)量薄壁工程制品。

D150G

新產(chǎn)品,注塑級�；旌狭Ａ�,流動性好,耐熱性好,使用溫度250℃,力學性能穩(wěn)定。

D150GL30

新產(chǎn)品,注塑增強等級。30%玻纖增強,混合料粒。

D450HT15

新產(chǎn)品,各種性能好,適合重載應用的工程制品,可代替更多的傳統(tǒng)金屬

D450HF30

450GL10

新產(chǎn)品,增強注塑級,10%玻璃纖維,強度和剛性好,耐熱性高,為混合物粒料

KX3

新產(chǎn)品,注塑級。混合物粒料。適合軸承等工程制品

LC1006

注塑增強級,30%碳纖維增強,耐高溫,剛性和強度好,適合機械、電氣、化工、汽車等潤滑性好。

LF1006

注塑增強級,30%短切纖維,特點和用途同LC1006

LFL4036

注塑增強級,45%短切纖維和PTFE,耐高溫,剛性和強度好,適合機械、電氣、汽車、化工等制品

LL4530

注塑增強級,20%硅樹脂改性,耐高溫,剛性和強度好,適合機械、電氣、汽車、化工等潤滑性制品

PDX79737

注塑增強級,30%短切玻璃纖維增強,耐高溫,剛性和強度好。適合機械、電氣、汽車、化工制品。

PDX79738

注塑增強級,30%碳纖維,特點和用途同上PDX79737

PDX81319

注塑增強級,15%碳纖維,特點和用途同上PDX79737

PDX81336

注塑增強級,45%碳纖維和PTFE填充增強,其他同PDX79737

PDX81338

注塑增強級,20%PTFE填充,耐高溫,剛性和強度好,適合機械,電氣、化工、汽車等化學偶聯(lián)的工程制品。

PDX87229

〉20%短玻纖填充,耐高溫,剛性和強度好,適合機械,電氣、化工、汽車等水解穩(wěn)定性的工程制品

PDX87461

〉15%短玻纖填充,耐高溫,剛性和強度好,適合機械,電氣、化工、汽車等抗拉伸性的工程制品

WA40

注塑增強級,40%鋁屑填充增強,耐高溫,剛性和強度好,適合機械,電氣、汽車、化工等潤滑性好的制品

WC-1006

注塑增強級,30%碳纖維增強,耐高溫,剛性和強度好,適合機械,電氣、汽車、化工等抗靜電制品。

Deutsche

30%玻纖增強PEEK

PEEK產(chǎn)品特性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料是芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料,其熔點為334℃,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能。

耐高溫

PEEK樹脂具有較高的熔點(334℃)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(1 43℃),連續(xù)使用溫度為260℃,其30%GF或CF增強牌號的負載熱變型溫度高達316℃。

機械特性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂具有良好的韌性和剛性,它具備與合金材料媲美的對交變應力的優(yōu)良耐疲勞性。

阻燃性

材料的易燃性即從氧、氮混合劑獲得高能量點燃后維持燃燒的能力。測量易燃性的公認標準為UL94,方法是先點燃預定形狀的垂直樣品,然后測得該材料自動熄滅所用的時間。PEEK檢測結(jié)果為V-0,這是阻燃性的最優(yōu)等級。

穩(wěn)定性

PEEK塑膠原料具有優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定特性,這對某些應用來說有的很重要。溫度、濕度等環(huán)境條件的變化對PEEK零件的尺寸影響不大,可以滿足對尺寸精度要求比較高工況下的使用要求。

1、PEEK塑膠原料注塑成型收縮率小,這對控制PEEK注塑零件的尺寸公差范圍非常有好處,使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多;

2、熱膨脹系數(shù)小,隨著溫度的變化(可由環(huán)境溫度的變化或運轉(zhuǎn)過程中摩擦生熱引起),PEEK零件的尺寸變化很小;

3、尺寸穩(wěn)定性好,塑料的尺寸穩(wěn)定性是指工程塑料制品在使用或存放過程中尺寸穩(wěn)定的性能,這種尺寸的變化主要是因為聚合物分子的活化能提高后,使鏈段有某種程度的卷曲導致的;

4、PEEK耐熱水解特性突出,在高溫高濕環(huán)境下吸水性很低,不會出現(xiàn)類似尼龍等通用塑料因吸水而使尺寸發(fā)生明顯變化的情況;

絕緣穩(wěn)定性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂具有良好的電絕緣性能,并保持到很高的溫度范圍。其介電損耗在高頻情況下也很小

耐輻照性和耐剝離性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂有良好的耐輻照性和耐剝離性,因此可 以用來制成特殊用途的電磁線.

目前在消毒柜和無線驗證系統(tǒng)上,有時會采用peek,相當不銹鋼的功效。

耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定、耐水解,抗壓,耐腐蝕,其復合材料制作成的機械零件具有自潤滑效果。

.耐溫、熱穩(wěn)定性佳、超高耐熱(較ppS優(yōu)良)、HDT在315攝氏度以上,UL連續(xù)使用溫度為260攝氏度。

1、機械特性PEEK是韌性和剛性兼?zhèn)洳⑷〉闷胶獾乃芰�。特別是它對交變應力的優(yōu)良耐疲勞是所有塑料中最出眾的,可與合金材料媲美。

2、自潤滑性PEEK在所有塑料中具有出眾的滑動特性,適合于嚴格要求低摩擦系數(shù)和耐摩耗用途使用。特別是碳纖、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自潤滑性能更佳。

3、耐化學藥品性(耐腐蝕性)PEEK具有優(yōu)異的耐化學藥品性.在通常的化學藥品中,能溶解或者破壞它的只有濃硫酸,它的耐腐蝕性與鎳鋼相近。

4、阻燃性PEEK是非常穩(wěn)定的聚合物,1.45mm厚的樣品,不加任何阻燃劑就可達到最高阻燃標準。

5、耐剝離性PEEK的耐剝離性很好,因此可制成包覆很薄的 或電磁線,并可在苛刻條件下使用。

6、耐疲勞性PEEK在所有樹脂中具有最好的耐疲勞性。

7、耐輻照性耐高輻照的能力很強,超過了通用樹脂中耐輻照性最好的聚苯乙烯�？梢宰鞒搔幂椪談┝窟_1100Mrad時仍能保持良好的絕緣能力的高性能 。

8、耐水解性PEEK及其復合材料不受水和高壓水蒸氣的化學影響,用這種材料作成的制品在高溫高壓水中連續(xù)使用仍可保持優(yōu)異特性。

PEEK產(chǎn)品特性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料是芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料,其熔點為334℃,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能。

耐高溫

PEEK樹脂具有較高的熔點(358℃)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(1 43℃),連續(xù)使用溫度為260℃,其30%GF或CF增強牌號的負載熱變型溫度高達316℃。

機械特性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂具有良好的韌性和剛性,它具備與合金材料媲美的對交變應力的優(yōu)良耐疲勞性。

發(fā)煙性

測量由塑料燃燒所產(chǎn)生煙塵的標準為ASTM E662,此標準是采用美國國家標準局(NBS)的煙塵實驗室,以比光學密度為單位,測量由標準形狀樣品燃燒生產(chǎn)的煙塵的可見光暗淡程度,該測試可以在持續(xù)燃燒(有火焰)或燃燒中斷(無火焰)的情況下進行,在塑料中PEEK具有最低發(fā)煙性。

毒氣逸散性

PEEK與很多有機材料相同,在高溫分解時,PEEK主要產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳,使用英國航行器測試標準BSS 7239可以檢測到極低濃度的毒氣逸散,這種檢測過程需要在1立方米的空間內(nèi)完全燃燒100克樣品,然后分析其中所產(chǎn)生的毒氣,毒性指數(shù)定義為在正常情況下產(chǎn)生的毒氣濃度綜合與30分鐘可以使人致命的劑量之比,PEEK450G的指數(shù)為0.22,且沒有檢測到酸性氣體。

穩(wěn)定性

PEEK塑膠原料具有優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定特性,這對某些應用來說有的很重要。溫度、濕度等環(huán)境條件的變化對PEEK零件的尺寸影響不大,可以滿足對尺寸精度要求比較高工況下的使用要求。

1、PEEK塑膠原料注塑成型收縮率小,這對控制PEEK注塑零件的尺寸公差范圍非常有好處,使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多;

2、熱膨脹系數(shù)小,隨著溫度的變化(可由環(huán)境溫度的變化或運轉(zhuǎn)過程中摩擦生熱引起),PEEK零件的尺寸變化很小;

3、PEEK耐熱水解特性突出,在高溫高濕環(huán)境下吸水性很低,不會出現(xiàn)類似尼龍等通用塑料因吸水而使尺寸發(fā)生明顯變化的情況;

絕緣穩(wěn)定性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂具有良好的電絕緣性能,并保持到很高的溫度范圍。其介電損耗在高頻情況下也很小。

耐輻照性和耐剝離性

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂有良好的耐輻照性和耐剝離性,因此可 以用來制成特殊用途的電磁線�，F(xiàn)在在消毒柜和無線驗證系統(tǒng)上,有時會采用peek,相當不銹鋼的功效。

PEEK樹脂是理想的電絕緣體,在高溫、高壓和高濕度等惡劣的工作條件下,仍能保持良好的電絕緣性能,因此電子信息領域逐漸成為PEEK樹脂第二大應用領域�？捎糜谥圃燧斔统�純水的管道、閥門和泵。

PEEK樹脂還可在134℃下經(jīng)受多達3000次的循環(huán)高壓滅菌,這一特性使其可用于生產(chǎn)滅菌要求高、需反復使用的手術和牙科設備。PEEK不僅具有質(zhì)量輕、無毒、耐腐蝕等優(yōu)點,還是目前與人體骨骼最接近的材料,可與肌體有機結(jié)合,所以用PEEK樹脂代替金屬制造人體骨骼是其在醫(yī)療領域的又一重要應用。國內(nèi)PEEK材料生產(chǎn)發(fā)展很迅速。

PEEK樹脂是20世紀70年代末由英國原ICI公司開發(fā)的,自問世以來,一直被作為一種重要的戰(zhàn)略性國防軍工材料,許多國家均限制出口。吉林省中研高性能工程塑料股份有限公司是目前全球范圍內(nèi)第二家采用5000升反應釜進行PEEK生產(chǎn)的企業(yè),是集PEEK研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的現(xiàn)代化高端的科技企業(yè)。打破了該項技術的國際壟斷。

聚醚醚酮(PEEK)作為一種新型的半晶態(tài)芳香族塑性工程塑料,具有極其出色的物理、力學性能,在許多特殊領域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料,在減輕質(zhì)量,提高性能方面貢獻突出,成為當今最熱門的高性能工程塑料之一。PEEK耐高溫熱性能十分突出,可在250℃下長期使用,瞬間使用溫度可達315℃;其剛性大,尺寸穩(wěn)定性,線脹系數(shù)較小,接近于金屬鋁材料;PEEK化學穩(wěn)定性好,對酸、堿及幾乎所有的有機溶劑都有很強的抗腐蝕能力,同時具有阻燃、抗輻射等性能;PEEK耐滑動磨損和微動磨損耗的性能優(yōu)異,尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因數(shù);此外,PEEK易于擠出和注射擊成型。憑借些優(yōu)異的綜合性能,PEEK在航空航天、機械、石油、化工、核電、軌道交通等領域有廣泛的應用即使在200度蒸氣中,其拉抻強度、質(zhì)量及外觀也不發(fā)生顯著變化,可長期使用。在很高的交變應力的作用下具有很好的抗疲勞性,并且有長期的耐負荷性,耐磨性好。有極好的阻燃性,有自熄性,在樹脂中不含有阻燃劑,分子中也不含鹵素,所以燃燒時不會污穢環(huán)境,氧指數(shù)達24-35,阻燃等級為UL94V—0。PEEK除可溶于濃硫酸和濃硝酸中變黃外,對其他溶劑均穩(wěn)定,但若結(jié)晶不充分,會在丙酮類溶劑中產(chǎn)生裂紋。

PEEK的成型加工可注塑、擠塑、吹塑、壓制等。

用途:它是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料,薄膜可流延或定向,用作電線被覆線、原子能工程部件、H級或C級電絕緣材料、柔性印刷電路板、熱泵機殼或機架、油井聯(lián)接器、閥門、金屬耐熱或防腐涂料,單絲,包扎帶,篩子、地鐵、礦山、油田、電器工業(yè)、原子能工程、化工設備等方面。

peek在航空航天、汽車制造、電子電氣、醫(yī)療和食品加工等領域得到廣泛應用。

應用研究

PEEK具有優(yōu)異的性能,其應用的領域還將隨著國內(nèi)應用研究而更加廣泛,目前國內(nèi)專門成立了重慶市九七三新材料研究中心就是專業(yè)從事PEEK在應用領域的研究。該研究中心是在重慶市各級政府的領導和關懷下成立,致力于在汽車領域、電子電器領域、交通領域等方面的研究,在目前應用研究方面走在了國內(nèi)的前沿。

目前使用

目前在消毒柜和無線驗證系統(tǒng)上,有時會采用peek,相當不銹鋼的功效。聚醚醚酮樹脂( Polyether Ether Ketone,簡稱 PEEK樹脂 )是由4,4'-二氟二苯甲酮與對苯二酚在堿金屬碳酸鹽存在下,以二苯砜作溶劑進行縮合反應制得的一種新型半晶態(tài)芳香族熱塑性工程塑料。它屬耐高溫熱塑性塑料,具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度( 143℃ )和熔點( 343℃ ),負載熱變型溫度高達316℃( 30%玻璃纖維或碳纖維增強牌號 ),可在250℃下長期使用,與其他耐高溫塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比,使用溫度上限高出近50℃;PEEK樹脂不僅耐熱性比其他耐高溫塑料優(yōu)異,而且具有高強度、高模量、高斷裂韌性以及優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性;PEEK樹脂在高溫下能保持較高的強度,它在200℃時的彎曲強度達24MPa左右,在250℃下彎曲強度和壓縮強度仍有12~13MPa;PEEK樹脂的剛性較大,尺寸穩(wěn)定性較好,線脹系數(shù)較小,非常接近于金屬鋁材料;具有優(yōu)異的耐化學藥品性,在通常的化學藥品中,只有濃硫酸能溶解或者破壞它,它的耐腐蝕性與鎳鋼相近,同時其自身具有阻燃性,在火焰條件下釋放煙和有毒氣體少,抗輻射能力強;PEEK樹脂的韌性好,對交變應力的優(yōu)良耐疲勞性是所有塑料中最出眾的,可與合金材料媲美;PEEK樹脂具有突出的摩擦學特性,耐滑動磨損和微動磨損性能優(yōu)異,尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系數(shù);PEEK樹脂易于擠出和注射成型,加工性能優(yōu)異,成型效率較高。此外,PEEK還具有自潤滑性好、易加工、絕緣性穩(wěn)定、耐水解等優(yōu)異性能,使得其在航空航天、汽車制造、電子電氣、醫(yī)療和食品加工等領域具有廣泛的應用,開發(fā)利用前景十分廣闊。

PEEK材料可以通過注塑方式和棒板機加工形式或者理想產(chǎn)品。在設計師設計PEEK產(chǎn)品模式或者小批量PEEK零件時候采用注塑方式不經(jīng)濟。通常會采用機加工方式來生產(chǎn)。PEEK材料可以和其他工程塑料一樣采用相同的設備技術來加工和后整理去毛刺,由于PEEK材料具有良好的耐磨性能和很好的物理性一般建議采用硬質(zhì)合金,金剛石車刀和鉆頭來操作。

在加工PEEK產(chǎn)品零件時候一般要對peek棒或者peek板進行預先韌化,可以去除零件中的應力和殘留應力。在機加工時候局部溫度增加會導致材料中生產(chǎn)更多的應力因此可以對產(chǎn)品進行二次去除應力韌化處理。

PEEK是Polyetheretherketone的簡稱,中文名是聚醚醚酮樹脂,是一種高端的特種工程塑料。聚醚醚酮 / PEEK

·蠕變量低。

·彈性模量高。

·優(yōu)異的摩擦性能。

·特別耐磨。

·抵抗各種介質(zhì)的侵蝕,符合FDA認證,無毒。

·非常優(yōu)異的耐化學性。

·阻燃。

聚醚醚酮與聚苯硫醚(PPS),聚砜(PSF),聚酰亞胺(PI), 聚芳酯(PAR),液晶聚合物(LCP)一起被稱為6大特種工程塑料。

用純PEEK原料制造的PEEK板材在所有PEEK板材級別中韌性最好,抗沖擊最佳。 PEEK可以使用最方便的消毒方式進行消毒(蒸汽、干燥熱力、乙醇和 Y射線),并且制造PEEK的原材料成分符合歐盟及美國FDA 關于食品應性的規(guī)定,這些特點使之適在醫(yī)療、制藥和食品加工業(yè)得到非常普遍應用。

PEEK物性表