一、PEEK的简介
聚醚醚酮(PEEK)是20世纪70年代末研究开发成功的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料,是公认的全性能*的热塑性材料之一,因其具备优异的综合性能,在国防、航空航天、电子信息、能源、汽车、家电、医疗卫生等高新技术领域中得到了广泛的应用。
Polyetheretherketones (PEEK),中文名称为聚醚醚酮。PEEK是部分结晶体,并具有玻璃化转变温度为143 ℃ ,熔化温度为334 ℃。材料耐抗有机和水环境,广泛应用于轴承、活塞、水泵、压缩机阀板、电缆绝缘等。
二、 PEEK的特性
(1)耐高温性。PEEK具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),其负载热变形温度高达316℃,长期使用温度为260℃,瞬时使用温度可达300℃。
(2)自润滑性。PEEK具有良好的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合,特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。
(3) 耐腐蚀性。除浓硫酸外,PEEK不溶于任何溶剂,具有很高的化学稳定性。
(4) 阻燃性。PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃剂,可达到UL标准的94V-0级。
(5)易加工性。由于PEEK具有较好的高温流动性,且热分解温度高的特点,可采用多种加工方式,比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。
(6) 机械特性。PEEK具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。
(7)电性能。PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率,在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强,保持良好的绝缘性能。
(8)耐水解性。树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。
(9) 耐候性。优良的耐候性能,聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。
三、PEEK的应用
由于PEEK具有优良的综合性能,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,使之成为当今的高性能工程塑料之一,目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。
PEEK在汽车领域的应用
在汽车交通和其他工业方面,“以塑代钢”尤为突出,利用PEEK树脂良好的耐摩擦性能和机械性能,可以作为金属不锈钢和钛的替代品用于制造发动机内罩、汽车轴承、垫片、密封件、离合器齿环、保险杠等各种零部件,另外也可用在汽车的传动、刹车和空调系统中。奥迪、尼桑、NEC、夏普、克莱斯勒、通用已开始大量使用这种材料。
PEEK在航空领域的应用
PEEK聚合材料因其异常坚固、具有化学惰性和阻燃特性,并容易加工成公差极小的零部件,PEEK的比重轻、防腐性、抗温性等优点,可以成功取代金属、传统复合材料以及其它塑料。
PEEK聚合材料已正式通过多家飞机制造商的资质认可,同时也符合供应*标准产品要求,PEEK树脂可以制造各种飞机零部件---在航空航天领域应用得以迅速扩展。
飞机减重是航空领域一个重大课题;PEEK和金属的密度比约是1:7;目前空中客车公司用PEEK复合材料制作飞机电缆夹头和护套,使得航空零件减重50%,可节约成本75%。大大提升了空中客车的续航能力。
PEEK在机械领域的应用
制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件、代替不锈钢制作涡流泵的叶轮。
优 点
1、延长部件寿命
2、减少停机次数[30天-10个月提高10倍,减少10次停机更换]
3、减轻材料重量
4、降低磨损程度和噪音级别
特 性
1、在120℃的温度下具有突出的耐疲劳性;
2、耐化学腐蚀:不溶于常见的任何溶剂。
3、无润滑条件下的耐磨性
PEEK在电子领域应用
欧盟ROHs指令:焊锡无铅化,要求集成电路板焊接无铅化,为PEEK创造了机会。
2012年:芬兰PEEK应用于软键盘,寿命提高5倍;苏威PEEK复合材料制成膜,苹果公司用于手机、IPAD、笔记本电脑主板,用户反响强烈,深受亲睐。
核能行业
耐辐射性是核电行业应用材料的关键性能之一。热塑性材料受到电磁或粒子型电离辐射可能会变脆。由于PEEK具有能量稳定的化学结构,用PEEK制造的部件能够即使受到高剂量电离辐射依然可以正常工作。
PEEK聚合物具有比其它材料更高的耐辐射性能。耐辐射性、高温情况下优异的电性能、出众的机械强度、良好的耐化学腐蚀性、很低的吸湿率和优异的耐水解性,应用于核电行业电缆包覆和电线绝缘系统以及耐高温的连接件等。
医疗领域
人造骨关节材料是从当初的无机物逐渐向有机物演变的。钛钢合金优点:强度大、刚性强等。致命的缺陷:是无机产品,生物相容性不好,常常会引起患者的不适;它的抗腐蚀性和耐磨性也不如有机高分子复合材料,常常在3到10年的期限里发生松动和磨损.必须再次更换,给患者带来了巨大的痛苦。
聚醚醚酮(PEEK),具有多种优良的综合特性,是的骨关节材料,用PEEK开发长期植入人体的骨关节、韧带、肘关节、手指等很多部位,解除患痛,应用效果很好。
PEEK可在134摄氏度下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使其用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。
