PEEK特性及應用

1、PEEK的特性及用張澤華2013034227 聚醚醚酮 (PEEK)是英國 ICI公司于 1977年開發(fā)成功 并于 80年代初期由英國 Victrex公司實現工業(yè)化生產的一 種高性能特種工程塑料,被稱為塑料工業(yè)的金字塔尖。聚醚醚酮( (PEEK)樹脂是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，與其他特種工程塑料相比具有更多顯著優(yōu)勢，耐正高溫260度、機械性能優(yōu)異、自潤滑性好、耐化學品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐磨性、不耐強硝酸、濃硫酸、抗輻射、超強的機械性能可用于高端的機械、核工程和航空等科技。PEEK特性 PEEK是芳香族結晶性熱塑性聚合物 ,是由聚芳醚酮的 重復單元構成的。PEEK的熔點為 334,玻璃化轉

2、變溫度 (Tg )為 143,可能達到的最大結晶度約為 48% ,通常為 20%30% ,它在無定形狀態(tài)下的密度為 1 . 265 g/cm3 ,而在 最大結晶度下的密度為 1 . 32 g /cm3。PEEK具有如下突出 的性能 : (1)極高的耐熱性?？稍?250長期使用 ,瞬間使用溫 度可達 300,在 400短時間內幾乎不分解。與其它耐高 溫塑料如聚酰亞胺 (PI)、 聚苯硫醚 ( PPS)、 聚四氟乙烯 ( PT2F E)、 聚苯醚 (PPO)等相比 ,使用溫度上限高出近 50。 (2)優(yōu)良的力學性能及尺寸穩(wěn)定性。其與幾種典型的 耐高溫塑料性能對比PEEK在高溫下能保持較高的強度 ,

3、 200時的彎曲強度仍可達 24 MPa, 250時的彎曲強 度和壓縮強度可達 12-13 MPa,特別適于制造在高溫下能 連續(xù)工作的構件。PEEK的剛性高、 尺寸穩(wěn)定性好及線脹系 數小 ,非常接近于金屬鋁。另外 , PEEK還具有良好的耐蠕 變性能 ,可以在使用期內承受極大的應力 ,不會因時間的延 長而產生明顯延伸。PEEK與幾種典型的耐高溫塑料性能對比 (3)優(yōu)良的耐化學藥品性。即使在高溫下 PEEK也能很好地抵抗大多數化學物質的腐蝕 ,耐腐蝕性與鎳鋼相近。在通常情況下唯一能溶解 PEEK的是濃硫酸。 (4)耐水解性能好?？梢缘钟蚋邏核魵猱a生的 化學破壞。在高溫和高壓條件下 , PE

4、EK構件可在水環(huán)境中 連續(xù)工作而仍能保持良好的力學性能。如在 100的水中 連續(xù)浸泡 200 d,強度幾乎保持不變(5)阻燃性能好。可達到 UL 94 V - 0級 ,有自熄性 ,在 火焰條件下釋放的煙和有毒氣體少。 (6)電性能好。在很寬的頻率和溫度范圍內 , PEEK可 保持電性能不變。 (7)耐輻射能力強。PEEK具有非常穩(wěn)定的化學結構 , 在高劑量電離輻射下 PEEK部件也可以正常工作。 (8)韌性好。對交變應力的耐疲勞性是所有塑料中最 出眾的 ,可與合金材料相媲美。 (9)優(yōu)良的耐摩擦和耐磨損性能。可在 250保持很高 的耐磨性和低的摩擦系數。 (10)加工性能好。易于擠出和注塑 ,

5、且成型效率高。(11)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。PEEK的成型加工 注射成型 PEEK可采用螺桿式或柱塞式注塑機加工成型 ,注塑機須滿足的條件為: 料筒可升溫至 400; 料筒內沒有熔料死角。由于 PEEK熔體粘度高 ,不會自動流淌 ,所以噴嘴不需要加斷流閥。 為確保 PEEK具有良好的注塑特性及在成型過程中形成高度結晶 ,注射成型時 ,模具溫度應保持在 160-200。 這樣即使不再對 PEEK制品進行熱處理也能得到性能很好 的制品。如模具溫度無法達到要求 ,可將制品

6、在 200熱處理 1 h。擠出成型PEEK的熱 穩(wěn)定性非常好 ,但在加工過程中會形成凝膠 ,導致形成砂礫 狀表面。網篩可以有效地分離這些凝膠 ,在擠出薄片時推薦 使用 2層 38m (400目 )不銹鋼網篩。為降低制品的表面 粗糙度 ,?？跍囟葢S持在 (380 2) 。下表列出 PEEK薄膜的擠出成型工藝條件PEEK的應用 由于PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹脂具有以上眾多優(yōu)點，因此在石油化工、電子電氣、儀器儀表、機械汽車、醫(yī)療衛(wèi)生、航天航空、軍工核能等諸多領域得到了廣泛的應用?，F在國內比較成熟的應用有：空壓機的活塞環(huán)、止推環(huán)、阻流環(huán)，閥片，菌型閥，星輪，密封環(huán)，球閥閥座，軸承保持架，無油潤滑

7、軸承，磁力泵隔離套，電極，齒輪，螺絲，電磁線，輻射護窗，微波消解罐，晶圓承載器等。聚醚醚酮(PEEK)樹脂是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，性能優(yōu)異應用廣PEEK樹脂最早在航空航天領域獲得應用，替代鋁和其他金屬材料制造各種飛機零部件。汽車工業(yè)中由于PEEK樹脂具有良好的耐摩擦性能和機械性能，作為制造發(fā)動機內罩的原材料，用其制造的軸承、墊片、密封件、離合器齒環(huán)等各種零部件在汽車的傳動、剎車和空調系統(tǒng)中被廣泛采用。 PEEK樹脂還可在134下經受多達3000次的循環(huán)高壓滅菌，這一特性使其可用于生產滅菌要求高、需反復使用的手術和牙科設備。PEEK不僅具有質量輕、無毒、耐腐蝕等優(yōu)點，還是目前與人體骨骼最接

8、近的材料，可與肌體有機結合，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。隨著對PEEK了解的深入，其在醫(yī)學應用由最初的椎間融合器擴展到骨科、顱頜面外科、口腔修復及眾多創(chuàng)新植入產品。PEEK的應用舉舉例 航天航空的應用 PEEK取代金屬應用于飛機機門零部件 空中巴士直升機公司(Airbus Helicopters)在Airbus A350-900機門的一個配件上以高模量、碳纖增強PEEK樹脂替代鋁材。據悉，這款PEEK樹脂由英國威格斯公司提供。由Victrex PEEK 90HMF40制成的支架目前已經量產，進行商業(yè)應用。以此取代金屬件使飛機的重量和成本下降了40%。 A350XWB機門的纖維增強聚合物(FRP)結構采用了外部表層+內部支撐結構。新配件將外部表層和內部支撐結構點狀連接在一起。兩個配件形成了一個盒狀結構，可以將斷面慣性矩最大化。 空中巴士直升機機門研究和技術主管Christian Wolf解釋了PEEK配件的重要性：“按照標準負荷情況，比如內艙壓力，這種點狀連接降低了外部表層的變形，從而維持機門空氣動力特性。機門的每一個零部件都有各自的備用設計，如果支架旁邊的零部件壞了，支架將會提供一個備用通道來轉移結構負載