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PEEK(聚醚醚酮)塑膠料是芳香族結晶型熱塑性高分子材料,其熔點(diǎn)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(shù)脂具有較高的熔點(diǎn)(334℃)和玻璃化轉變溫度(143℃),連續使用溫度為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(shù)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(diǎn)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(diǎn)燃預定形狀的垂直樣品,然后測得該材料自動(dòng)熄滅所用的時(shí)間。PEEK檢測結果為V-0,這是阻燃性的等級。發(fā)煙性測量由塑料燃燒所產(chǎn)生煙塵的標準為ASTME662,此標準是采用美國標準局(NBS)的煙塵實(shí)驗室,以比光學(xué)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(jiàn)光暗淡程度,該測試可以在持續燃燒(有火焰)或燃燒中斷(無(wú)火焰)的情況下進(jìn)行,在塑料中PEEK具有發(fā)煙性。
PEEK與很多有機材料相同,在高溫分解時(shí),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BSS7239可以檢測到低濃度的毒氣逸散,這種檢測過(guò)程需要在1立方米的空間內完全燃燒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的指數為0.22,且沒(méi)有檢測到酸性氣體。
PEEK塑膠原料生產(chǎn)
PEEK塑膠原料具有的尺寸穩定特性,這對某些應用來(lái)說(shuō)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(mǎn)足對尺寸精度要求比較高工況下的使用要求。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;熱膨脹系數小,隨著(zhù)溫度的變化(可由環(huán)境溫度的變化或運轉過(guò)程中摩擦生熱引起),PEEK零件的尺寸變化很??;尺寸穩定性好,塑料的尺寸穩定性是指工程塑料制品在使用或存放過(guò)程中尺寸穩定的性能,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;PEEK耐熱水解特性,在高溫高濕環(huán)境下吸水性很低,不會(huì )出現類(lèi)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;
PEEK樹(shù)脂還可在134℃下經(jīng)受多達3000次的循環(huán)高壓,這一特性使其可用于生產(chǎn)要求高、需反復使用的手術(shù)和牙科設備。PEEK不僅具有質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),還是目前與人體骨骼接近的材料,可與肌體有機結合,所以用PEEK樹(shù)脂代替金屬制造人體骨骼是其在領(lǐng)域的又一重要應用。國內PEEK材料生產(chǎn)發(fā)展很迅速。PEEK樹(shù)脂是20世紀70年代末由英國原ICI公司開(kāi)發(fā)的,自問(wèn)世以來(lái),一直被作為一種重要的戰略性材料,許多均限制出口。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,具有其出色的物理、力學(xué)性能,在許多領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統材料,在減輕質(zhì)量,提方面貢獻,成為當今熱門(mén)的工程塑料之一。PEEK樹(shù)脂的韌性好,對交變應力的優(yōu)良耐疲勞性是所有塑料中*出眾的,可與合金材料媲美;PEEK樹(shù)脂具有的摩擦學(xué)特性,耐滑動(dòng)磨損和微動(dòng)磨損性能,尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系數;PEEK樹(shù)脂易于擠出和成型,加工性能,成型效率較高。此外,PEEK還具有自潤滑性好、易加工、絕緣性穩定、耐水解等優(yōu)能,使得其在航空航天、汽車(chē)制造、電子電氣、和食品加工等領(lǐng)域具有廣泛的應用,開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。
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;熱膨脹系數小,隨著(zhù)溫度的變化(可由環(huán)境溫度的變化或運轉過(guò)程中摩擦生熱引起),PEEK零件的尺寸變化很??;尺寸穩定性好,塑料的尺寸穩定性是指工程塑料制品在使用或存放過(guò)程中尺寸穩定的性能,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;PEEK耐熱水解特性,在高溫高濕環(huán)境下吸水性很低,不會(huì )出現類(lèi)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;PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料樹(shù)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。
PEEK的主要應用領(lǐng)域
領(lǐng)域有,汽車(chē)等(包括航空)運輸業(yè)市場(chǎng)約占PEEK樹(shù)脂消費量的50%,半導體制造設備占20%,壓縮機閥片等一般機械零部件制品占20%,醫療器械和分析儀器等其他市場(chǎng)占10%。
1、汽車(chē)等運輸機械領(lǐng)域
PEEK樹(shù)脂在歐洲市場(chǎng)的增長(cháng)尤以汽車(chē)零部件制品市場(chǎng)的增長(cháng)為迅速,特別是發(fā)動(dòng)機周?chē)悴考?、變速傳?dòng)部件、轉向零部件等都選用了PEEK塑料代替一些傳統的金屬作為制造材料。隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)適應微型化、輕量化以及降低成本的要求,PEEK樹(shù)脂的需求仍將不斷增長(cháng)。歐洲某車(chē)型有44個(gè)零部件采用了PEEK塑料代替傳統的金屬制品。
2、IT制造業(yè)領(lǐng)域
半導體制造以及電子電器行業(yè)有望成為PEEK樹(shù)脂應用的另一個(gè)增長(cháng)點(diǎn)。在半導體行業(yè),為了達到高功能化、低成本,要求硅片的尺寸更大,制造技術(shù)更,低粉塵、低氣體放出、低離子溶出、低吸水性是對半導體制造工藝中各種設備材質(zhì)的特殊要求,這將是PEEK樹(shù)脂大顯身手的地方。
3、辦公用機械零部件領(lǐng)域
對于復印機的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等,用PEEK樹(shù)脂代替金屬作為它們的材料時(shí),可以使部件輕量化、耐疲勞,并能夠做到無(wú)油潤滑。
4、電線(xiàn)包覆領(lǐng)域
PEEK包覆層有很好的阻燃性,不加任何阻燃劑,其阻燃級別即可達UL94 V-0級。PEEK樹(shù)脂也具有耐剝離性、耐輻照性(109拉德)等優(yōu)點(diǎn),因此用在軍工以及核能等相關(guān)領(lǐng)域的特種電線(xiàn)。
5、 板材、棒材等領(lǐng)域
PEEK在一些特殊領(lǐng)域應用過(guò)程中,經(jīng)常會(huì )遇到數量少、品種多的現象,這時(shí)用棒、板等型材進(jìn)行機械加工制造是十分有利的。
6、纖維領(lǐng)域
PEEK纖維(包括單絲)工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中。在復合材料領(lǐng)域,PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外,其魅力還在于它的耐化學(xué)藥品性和耐磨性。
7、醫療分析器械領(lǐng)域
由于PEEK可耐反復的高壓滅菌,在醫療器械中可用于制造內窺鏡零件、牙科用的去垢器等。另外,由于PEEK的高強度和低溶出性,已用在儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。而且,由于PEEK與人體具有很好的相融性,作為人工骨材料已經(jīng)成功地替代了傳統的鈦金屬。
PEEK性能
PEEK樹(shù)脂不但耐熱性比其他耐高溫塑料優(yōu)良,并且具有高強度、高模量、高斷裂韌性和良好的尺寸不變性;
PEEK樹(shù)脂在高溫下能保持較高的強度,它在200℃時(shí)的曲折強度達24mpa擺布,在250℃下曲折強度和緊縮強度仍有12~13mpa;
PEEK樹(shù)脂的剛性較大,尺寸不變性較好,線(xiàn)脹系數較小,很是接近于金屬鋁材料;
具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性,化學(xué)藥品中,只有濃硫酸能消融或粉碎它,它的耐腐蝕性與鎳鋼附近,同時(shí)其本身具有阻燃性,在火焰前提下釋放煙和有毒氣體少,抗輻射能力強;
PEEK樹(shù)脂的韌性好,對交變應力的良好耐頹廢性是所有塑料中出眾的,可與合金材料媲美;
PEEK樹(shù)脂具有的摩擦學(xué)特點(diǎn),耐滑動(dòng)磨損和微動(dòng)磨損機能優(yōu)良,特別是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系數;
PEEK樹(shù)脂易于擠出和注塑成型,加工機能優(yōu)良,成型效力較高。
PEEK還具有自潤滑性好、易加工、絕緣性不變、耐水解等優(yōu)良機能。
為了滿(mǎn)足制造、耐熱、耐磨損、抗頹廢和抗沖擊零部件的要求,對PEEK樹(shù)脂進(jìn)行共混、填充、纖維復合等加強改性措置,可以獲得性能加倍的優(yōu)良PEEK合金或PEEK復合材料。
如:
PEEK與聚醚酮共混可以獲得具有特定熔點(diǎn)和特定玻璃化溫度的復合材料,該材料的加工成型機能獲得改良;
PEEK與聚醚砜共混后的復合材料,在具有力學(xué)機能的同時(shí),又使阻燃機能獲得了提高;
在PEEK中插手酚醛樹(shù)脂制成的材料具有特別的抗摩擦機能;
PEEK與聚四氟乙烯共混制成的復合材料,在保持PEEK的高強度、高硬度的同時(shí),還具有凸起的耐磨性,可用于制造滑動(dòng)軸承、密封環(huán)等機械零部件;
PEEK可與碳纖維和玻璃纖維等多種纖維進(jìn)行改性加強,制成高機能的復合材料,纖維加強的PEEK復合材料具有優(yōu)良的抗蠕變、耐濕熱、耐老化和抗沖擊機能。
在PEEK中插手碳纖維或玻璃纖維,還可大幅度提高材料的拉伸和曲折強度;
在PEEK中插手晶須材料,可提高材料的硬度、剛性及尺寸不變性,用于制造大型石化出產(chǎn)線(xiàn)上的氫氣緊縮機和石油氣緊縮機的環(huán)狀、網(wǎng)狀閥片等。
用無(wú)機納米材料加強改性的PEEK復合材料,是集有機樹(shù)脂和高機能無(wú)機納米粒子的諸多特點(diǎn)于一身的新型復合材料,它可顯著(zhù)改良PEEK樹(shù)脂的抗沖擊和耐摩擦機能,同時(shí)提高PEEK的剛性和尺寸不變性,進(jìn)一步拓寬PEEK樹(shù)脂的利用范圍。
在電子電器方面,PEEK樹(shù)脂具有良好的電氣機能,是良好的電絕緣體,在高溫、高壓和高濕度等惡劣的工作環(huán)境前提下,仍能保持的電絕緣性。因此電子電器領(lǐng)域逐步成為PEEK樹(shù)脂的第二大應用范疇。
在半導體工業(yè)中,PEEK樹(shù)脂常常利用來(lái)制造晶圓承載器、電子絕緣膜片和各類(lèi)連接器件,還可用于晶片承載片(wafercarriers)絕緣膜、連接器、印刷電路板、高溫接插件等。
此外,PEEK樹(shù)脂還可利用于超純水的輸送、儲存設備,如管道、閥門(mén)、泵和容積器等。此刻日本等國的集成電路的生產(chǎn)也已在利用PEEK樹(shù)脂材料。
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