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聚醚醚酮(PEEK)材料介绍和应用发展

来源:peek板材供应商-恒鑫实业    作者:PEEK板材加工
聚醚醚酮(PEEK)材料介绍和应用发展,peek板材供应商恒鑫实业
聚醚醚酮英文名是POLYETHERETHERKETONE(缩写PEEK),作为一种线性芳族半结晶的热塑性塑料,是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一。 聚醚醚酮(PEEK)是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基,赋予聚合物以耐热性和力学强度;另外,大分子中含有大量的醚键,又赋予聚合物以韧性,醚键越多,其韧性越好。它具有以下性能特征:耐高温,其负载热变型温度高达316℃(30%GF或CF增强牌号),连续使用温度为260℃;优良的耐疲劳性,可与合金材料媲美;耐化学药品性,它的耐腐蚀性与镍钢相近;自润滑性;阻燃性,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准;易加工性,由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点,可采用注射、挤出、模压和吹塑成型,及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂;耐水解性;耐磨性;耐疲劳性;耐辐照性;耐剥离性;良好的电绝缘性能。 1977年英国ICI公司首先成功合成聚醚醚酮PEEK,1978年开始在市场上销售,1982年以VICTREX®(威格斯)牌号销售至今。经过近30年的发展,VICTREX®已成为牌号最齐全的聚醚醚酮品牌,包括VICTREX®PEEK聚合物、VICOTE™涂料和APTIV™薄膜。其主要合成方法有:英国Victrex公司以4,4-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺;日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺;印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺,且生产成本要比Victrex公司低。 威格斯公司与复合应用领域的多个领先专业伙伴合作,提供由碳、玻璃或聚芳族酰胺连续纤维组成的VICTREX PEEK热塑性塑料复合材料。这些不同形式的复合材料设计,可以提供最佳的增强纤维浸渍与纤维基材界面,包括干织物、多向织物 (无卷曲纤维) (Non-Crimp Fiber, NCF)、编织物、缆索、单取向带、单取向板材及加固织物或 UD 板等。 VICTREX 的PEEK具有四种不同的粘度:标准粘度(VICTREX 450)、中等粘度 (VICTREX 380)、低粘度 (VICTREX 150) 及极低粘度 (VICTREX 90)。所有品级都有颗粒状与粉末状产品 (从10-50µm粒径分布d50),以及半成品如细丝 (0.03 mm-2 mm) 或膜 (25-500µm)。 VICTREX PEEK的性能如下: 半结晶热塑性塑料基材 — VICTREX PEEK是半结晶性聚合物,玻璃化转变温度(Tg) 为143°C (289°F);而熔融温度为343°C (649°F)。 耐高温与热湿性能 — VICTREX PEEK是市场上热稳定性最强的热塑性塑料。 VICTREX PEEK碳纤复合材料在低应力应用中能够耐受高达260°C (500°F) 的连续工作温度;而用于航天结构应用时,则可以耐受120°C (248°F) 湿气。 热稳定性与较低的热膨胀系数 — VICTREX PEEK碳纤复合材料能够耐受热冲击,其热膨胀系数比钢材低,可以替代钢材产品而不必改变尺寸,而且还通过缩小间隙以优化设备效率。耐磨性与较低的摩擦系数 — VICTREX PEEK碳纤复合材料具有固有的润滑性及耐磨性。其摩擦系数较低 (0.15-0.30),而且还具有不磨损和不缠绕的特点。宽泛的耐化学品性能 — VICTREX PEEK碳纤复合材料不溶于所有一般溶剂中,具有优异的耐酸、碱、氧化剂、烃、盐、蒸汽、油与液体等性能。耐化学品性优于许多特种金属。 低烟尘及有毒气体释放性 — VICTREX PEEK碳纤复合材料具有固有的阻燃性,在燃烧状况下释放的烟尘与有毒气体含量极低。 高硬度 — 硬度高,密度是铝的1/3;不锈钢的1/7;连续碳纤增强型PEEK是铝等传统材料的理想替代品。 高韧性 — 高冲击韧性与损伤容限均较典型热固性复合材料系统高 20% 以上。 高耐疲劳与蠕变性 — 耐循环疲劳性高于其它的热塑性塑料。VICTREX PEEK复合材料的性能优于传统的热固性复合材料。耐水解性与耐腐蚀性 — VICTREX PEEK对水及加压蒸汽呈化学惰性,在温度392°F (200°C)、压力200 psi (1.4 MPa) 的蒸汽条件下经过2,500多个小时,其拉伸或弯曲性能仍基本不变。此外,还可以耐受高压蒸汽消毒与蒸汽消毒。 耐辐射 — 可以耐受超过109 拉德 (rad) 的照射量而不变脆,并可透过X射线(可透过射线性)。 除了具有优异的物理与化学性能外,用于复合应用的 VICTREX PEEK 材料的储存期限无限制,并可在环境条件下储存。它可以在无溶剂的工作环境中进行混合,同时能够提供非常稳定的熔融及宽广的加工范围 [360°C (680°F) 至 400°C (752°F) 之间]。 VICTREX PEEK 复合材料能够采用各种快速、经济的自动化加工方法,如压缩成型、辊轧成型、热成型及冲压成型、拉挤成型、单丝缠绕成型、真空与真空袋成型、隔膜成型,以及胶囊膨胀成型。 PEEK® 聚合物及其复合材料是半结晶热塑性塑料,多用于注射成型或挤出成型工艺。其关键应用领域为航空领域,包括机身壁板、地板横梁、紧固系统、雷达罩、机翼加油盖板、机门进入盖板、梁、翼肋、加强杆及防火墙;海洋领域的关键应用包括隔水管、电缆绝缘与保护、通信电缆;医疗应用包括:整形外科工具、外固定器、目标导向、颈环;而工业应用包括泵的衬套、轴承与垫圈;织机部件、耐磨环、管件、转子叶片及密封环。 PEEK由英国Victrex公司开发成功并商品化以来,由于有军用背景,PEEK市场长期被该公司垄断。目前生产厂家除英国Victrex公司外,还有日本三菱化成公司、住友化学公司、美国杜邦公司和印度Gharda化学公司等。Victrex公司经过多次扩建,目前生产能力为4250t/a,并计划新建一座规模相当的生产厂。PEEK自研制出来,一直被有关生产厂家作为一种重要的战略性国防军工材料,对许多国家限制出口。聚醚醚酮(PEEK)是一种新型的半晶态芳香族热塑性工程塑料。英国于20世纪70年代末开发成功并投入工业化生产。80年代中期,PEEK在英、美等国的航空航天工程上得到应用,90年代以来开始被应用于各种工程领域,成为当今最热门的高性能工程塑料之一。 PEEK是一种高性能、高附加价值的材料。通过20多年的应用实践表明,这是一种大有发展潜力的树脂品种。在PEEK树脂的制备方面,国内的科学家和企业已经创造一条独立自主的工业化路线,取得了低成本的价格优势。但是在PEEK树脂的合成和应用开发方面,国内企业仍与国际企业有很大差距,特别是在国际上的主要应用领域,如汽车行业和电子电器、医疗卫生行业的应用开发,远远落后于一些工业发达国家。希望通过行业内部人士和材料加工商、推广商、用户的共同努力,可以使PEEK材料更好更快的得到发扬光大。
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