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PEEK的应用前景
来源:peek棒材供应商  作者:广昌塑业
聚醚醚酮树脂( Polyether Ether Ketone,简称 PEEK树脂 )是由4,4‘-二氟二苯甲酮与对苯二酚在碱金属碳酸盐存在下,以二苯砜作溶剂进行缩合反应制得的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料。它属耐高温热塑性塑料,具有较高的玻璃化转变温度( 143℃ )和熔点( 334℃ ),负载热变型温度高达316℃( 30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号 ),可在250℃下长期使用,与其他耐高温塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比,使用温度上限高出近50℃;PEEK树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性;PEEK树脂在高温下能保持较高的强度,它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右,在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12~13MPa;PEEK树脂的刚性较大,尺寸稳定性较好,线胀系数较小,非常接近于金属铝材料;具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,只有浓硫酸能溶解或者破坏它,它的耐腐蚀性与镍钢相近,同时其自身具有阻燃性,在火焰条件下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强;PEEK树脂的韧性好,对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美;PEEK树脂具有突出的摩擦学特性,耐滑动磨损和微动磨损性能优异,尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数;PEEK树脂易于挤出和注射成型,加工性能优异,成型效率较高。此外,PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能,使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用,开发利用前景十分广阔。
PEEK的应用前景
在航空航天方面,PEEK树脂可以替代铝和其它金属材料制造各种飞机零部件,利用其优异的阻燃性能,可用来制造飞机内部部件,以降低飞机发生火灾时的危害程度。在电子电器方面,PEEK树脂具有优良的电气性能,是理想的电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣的工作环境条件下,仍能保持良好的电绝缘性。因此电子电器领域逐渐成为PEEK树脂的第二大应用领域。由于PEEK树脂本身纯度很高,机械和化学性能稳定,这使得硅片加工过程中的污染得到降低。PEEK树脂在很大的温度范围内不变形,用其制作的零部件可经受热焊处理的高温环境。根据这一特性,在半导体工业中,PEEK树脂常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件,此外还可用于晶片承载片( Wafer Carriers )绝缘膜、连接器、印刷电路板、高温接插件等。另外,PEEK树脂还可应用于μg/L级超纯水的输送、贮存设备,如管道、阀门、泵和容积器等。现在日本等国的超大规模集成电路的生产已经在使用PEEK树脂材料。

在医疗方面,PEEK树脂除用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备和制作一些精密医疗仪器外,最重要的应用是可以替代金属制作的人造骨。用PEEK树脂制作的人造骨除具有质轻、无毒、耐腐蚀性强等优点外,还是塑料材料中与人体骨骼最接近的材料,可与肌体有机结合,所以用PEEK树脂代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域方面一个非常重要的应用,具有深远的意义和价值,其潜在的应用前景将是非常喜人的。

在燃源电力方面,PEEK树脂具有耐高温性,又不容易水解,并且还耐辐射,所以用其制作的电线电缆线圈骨架等已成功应用于核电站。在石油勘探与开采工业中,可用于制造开采机械涉及的特殊几何尺寸的探头。在机械工业方面,PEEK树脂常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。用该树脂代替不锈钢制作涡流泵的叶轮,可明显降低磨损程度和噪音级别,延长其使用寿命。除此之外,由于PEEK树脂符合管组工件材料的规格要求,在高温下仍可使用各种粘合剂进行粘接,所以现代连接器将是其另一个潜在的应用市场。

在汽车和其他工业方面,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。目前波音飞机、AMD、尼桑、NEC、夏普、克莱斯勒、通用、奥迪、空中客车公司已开始大量使用这种材料;在涂料方面,将PEEK树脂的精细粉末涂料覆盖在金属表面,可以得到具有绝缘性好、耐腐蚀性强、耐热、耐水的金属PEEK粉体涂装制品,广泛应用于化工防腐蚀、家用电器、电子、机械等领域。此外,PEEK树脂还可用于制造液体色谱分析仪用填充柱和连接用的超细管。

为了满足制造高精度、耐热、耐磨损、抗疲劳和抗冲击零部件的要求,对PEEK树脂进行共混、填充、纤维复合等增强改性处理,可以得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料。如PEEK与聚醚酮共混可以得到具有特定熔点和特定玻璃化温度的复合材料,该材料的加工成型性能得到改善;PEEK与聚醚砜共混后的复合材料在具有良好力学性能的同时,又使阻燃性能得到了提高;在PEEK中加入专用酚醛树脂制成的材料具有特殊的抗摩擦性能;PEEK与聚四氟乙烯共混制成的复合材料,在保持PEEK的高强度、高硬度的同时,还具有突出的耐磨性,可用于制造滑动轴承、密封环等机械零部件;PEEK可与碳纤维和玻璃纤维等多种纤维进行改性增强,制成高性能的复合材料,纤维增强的PEEK复合材料具有优异的抗蠕变、耐湿热、耐老化和抗冲击性能。在PEEK中加入碳纤维或玻璃纤维,还可大幅度提高材料的拉伸和弯曲强度;在PEEK中加入晶须材料,可提高材料的硬度、刚性及尺寸稳定性,用于制造大型石化生产线上的氢气压缩机和石油气压缩机的环状、网状阀片等。用无机纳米材料增强改性的PEEK复合材料,是集有机树脂和高性能无机纳米粒子的诸多特性于一身的新型复合材料,它可显著改善PEEK树脂的抗冲击和耐摩擦性能,同时提高PEEK的刚性和尺寸稳定性,进一步拓宽PEEK树脂的应用范围。
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