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特种工程塑料“领军者”-- PEEK材料你了解多少?

2022-12-05 来源:UTPE弹性体产业门户公众号 浏览数:1

PEEK聚芳醚酮是一类综合性能最优异的热塑性特种工程塑料,处于整个塑料金字塔的顶端,目前开发较大的商业化产品是其中的聚醚醚酮PEEK材料

PEEK正凭借出色的耐高温性能、机械性能、耐腐蚀性能和摩擦性能等,适用于严苛复杂的各种环境,逐渐扩大了其在航空航天、汽车、机械制造以及石油化工等诸多领域的应用,成为了21世纪最有吸引力的高性能材料之一。


今天带大家一起了解特种工程塑料“领军者”PEEK材料的性能、应用、合成等信息,欢迎留言与分享哦~

PEEK(聚醚醚酮)

性 能 优 势


由于PEEK本身的分子结构主链上含有大量苯环,本身的C-O键比较柔软,两个苯环较大的位阻有效的保护C-O键不被破坏,氧原子、羰基会与苯环形成p-π共轭效应



这些结构特征赋予了材料以下优异的性能:

1、力学性能:材料强度、模量,尺寸稳定性和抗蠕变性能优异。特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美

2、自润滑性PEEK具有非常高的自润滑性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途。

3、耐腐蚀性:PEEK具有优异的耐化学腐蚀性,能抵抗除浓硫酸以外的诸多化学试剂,且非常耐水解

4、阻燃性:PEEK材料具有自熄性,自身无需添加任何阻燃剂便能达到1.45mm厚度V0级别,氧指数达到35,烟量低、热释放量低。

5、耐剥离性:PEEK的耐剥离性很好,因此可制成包覆很薄的或电磁线,并可在苛刻条件下使用。

6、耐辐照性:可以耐10MGy的γ射线照射时仍能保持良好的绝缘能力的高性能 。

7、耐温性:玻璃化转变温度(Tg=143℃),熔点(Tm=343℃),其负载热变形温度高达 316℃,瞬时使用温度可达300℃在200℃时材料的弯曲强度仍然可以达到24MPa;而在添加玻纤或者碳纤后,热变形温度可以提升到310℃。

8、电气性能是理想的电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣环境下仍能保持良好的电气绝缘性。

9、加工性能: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。

索尔维PEEK材料物性表


无与伦比的

高精尖领域应用


• 航空航天领域

由于PEEK耐水解、耐腐蚀和阻燃性能好,可加工成各种高精度的飞机内/外部件及火箭发动机的许多零部件。


飞机轮毂罩



• 汽车制造

PEEK凭借其良好耐摩擦性能,被用来替代金属(包括不锈钢、钛)制造发动机内罩、齿轮、汽车轴承、密封件和刹车片等。


汽车齿轮



• 电子电器

即使在高温、高湿等恶劣条件下,PEEK依然保持优良的电气性能,是理想的电绝缘材料,在电子电器中得到广泛应用。


电子晶片夹



• 医疗器械

PEEK无毒、质轻、耐腐蚀,是与人体骨骼最接近的材料,因此常作为金属替代材料来制造人体骨骼。


股骨髓内钉瞄准架



• 能源行业

利用PEEK耐高温、不易水解、耐辐射等特点,用其制备的电线电缆、线圈骨架、阀片等已经广泛用于核电站、石油勘探与开采中。


PEEK阀片



• 食品工业

PEEK凭借其良好的耐磨损、低吸湿性、环保无毒等特点。可以保证在食品加工设备上的长期使用,不会对人体造成危险。


喷淋零件





PEEK(聚醚醚酮)

合 成 方 法


聚醚醚酮(PEEK)合成主要有两种:

1.亲核取代:

PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚和无水碳酸钠为原料以二苯砜为溶剂,在氮气的保护下,在逐渐升温至接近聚合物熔点的温度(280℃-340℃)进行缩聚反应得到高分子PEEK树脂。

其优点是聚合物支化、交联等副反应较容易控制,不需要金属基的催化剂,也不使用稳定剂和添加剂,可以生产出高纯度的PEEK粉末。

但反应条件苛刻,工艺条件复杂,单体成本昂贵。这也PEEK价格极高,并制约其应用的一大原因吧。

其反应式如下:



2、亲电取代:

二苯醚和间苯二甲酰氯为原料在低温下反应。

其特点是反应温和,原料来源方便。但是存在聚合物支化、交联等副反应。

因此,对于亲电合成线路,如何有效地控制高分子支化、交联等副反应,获得高分子量的聚合物,选择反应溶剂非常重要。

其反应式如下:


 

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