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产品（样品）参数

聚醚醚酮(PEEK)是英国ICI公司于1977年开发成功并于80年代初期由英国Victrex公司实现工业化生产的一种高性能特种工程塑料，被称为塑料工业的金字塔尖。它具有耐热等级高、耐辐射、耐化学药品、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、阻燃、电性能优异等特点，已经在航空航天、电子电气、医疗、能源、电力、机械、汽车、涂料等领域获得了广泛的应用并成为不可或缺的关键材料。

    1 PEEK的特性

    PEEK是芳香族结晶性热塑性聚合物，是由聚芳醚酮的重复单元构成的。PEEK的熔点为334℃，玻璃化转变温度(Tg)为143℃，可能达到的最大结晶度约为48%，通常为20%-30%，它在无定形状态下的密度为1.265g/cm3，而在最大结晶度下的密度为1.32g/cm3。PEEK具有如下突出的性能：

    (1)极高的耐热性。可在250℃长期使用，瞬间使用温度可达300℃，在400℃短时间内几乎不分解。与其它耐高温塑料如聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PT-FE)、聚苯醚(PPO)等相比，使用温度上限高出近50℃。

    (2)优良的力学性能及尺寸稳定性。其与几种典型的耐高温塑料性能对比见表1。PEEK在高温下能保持较高的强度，200℃时的弯曲强度仍可达24MPa，250℃时的弯曲强度和压缩强度可达12-13MPa，特别适于制造在高温下能连续工作的构件。PEEK的刚性高、尺寸稳定性好及线胀系数小，非常接近于金属铝。另外，PEEK还具有良好的耐蠕变性能，可以在使用期内承受极大的应力，不会因时间的延长而产生明显延伸。

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    表1  PEEK与几种典型的耐高温塑料性能对比

    (3)优良的耐化学药品性。即使在高温下PEEK也能很好地抵抗大多数化学物质的腐蚀，耐腐蚀性与镍钢相近。在通常情况下唯一能溶解PEEK的是浓硫酸。

    (4)耐水解性能好。可以抵御水或高压水蒸气产生的化学破坏。在高温和高压条件下，PEEK构件可在水环境中连续工作而仍能保持良好的力学性能。如在100℃的水中连续浸泡200d，强度几乎保持不变。

    (5)阻燃性能好。可达到UL94V-0级，有自熄性，在火焰条件下释放的烟和有毒气体少。

    (6)电性能好。在很宽的频率和温度范围内，PEEK可保持电性能不变。

    (7)耐辐射能力强。PEEK具有非常稳定的化学结构，在高剂量电离辐射下PEEK部件也可以正常工作。

    (8)韧性好。对交变应力的耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料相媲美。

    (9)优良的耐摩擦和耐磨损性能。可在250℃保持很高的耐磨性和低的摩擦系数。

    (10)加工性能好。易于挤出和注塑，且成型效率高。

    2 PEEK的成型加工

    2.1 注射成型

    PEEK可采用螺杆式或柱塞式注塑机加工成型，注塑机须满足的条件为：①料筒可升温至400℃；②料筒内没有熔料死角。由于PEEK熔体粘度高，不会自动流淌，所以喷嘴不需要加断流阀。

    为确保PEEK具有良好的注塑特性及在成型过程中形成高度结晶，注射成型时，模具温度应保持在160-200℃。这样即使不再对PEEK制品进行热处理也能得到性能很好的制品。如模具温度无法达到要求，可将制品在200℃热处理1h。表2列出PEEK的注射成型工艺条件。

    2.2 挤出成型

    表3列出PEEK薄膜的挤出成型工艺条件。PEEK的热稳定性非常好，但在加工过程中会形成凝胶，导致形成砂砾状表面。网筛可以有效地分离这些凝胶，在挤出薄片时推荐使用2层38μm(400目)不锈钢网筛。为降低制品的表面粗糙度，模口温度应维持在(380±2)℃。

    2.3 加工注意事项

    (1)PEEK吸水率为0.5%，使用前必须对物料进行充分的干燥，使含水量降至0.1%以下。一般在150℃至少干燥3h，或在160℃干燥2h。

    (2)在加工过程中，应避免PEEK在高温下停留时间过长，360℃停留时间最好不要超过1h，如果由于故障需要延时，料筒的温度必须降至340℃以下。

    (3)PEEK加工设备必须采用耐高温、耐腐蚀的特种钢材。可选用马氏体铬工具钢、铬合金工具钢及高镍合金材料等。由于PEEK与金属的粘合性特别好，所以用于PEEK加工成型的金属部件，其表面必须进行高度抛光。

    3 PEEK的应用

    (1)在先进制造业领域的应用。PEEK可广泛应用于原子能、飞机、船舶、油气井、电磁线、光导纤维等领域；PEEK薄膜比PI薄膜吸湿性小，耐酸、碱，耐高频性能好，耐焊锡，耐辐照，可作为H级、C级绝缘材料广泛应用于电机、发电机、变压器、电容器等，也可用于挠性印刷线路板、载波带，以及耐热、耐化学药品的环形带等。

    (2)在机械领域的应用。PEEK典型制品有轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、滑轮加载器叶片、复印机零件、液相色谱仪用填充柱和连接用的超细管。利用其耐热水性和耐化学药品性好的优点用于制造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件，蒸气阀门，O形圈，锅炉用pH计的护套，显微镜灯罩，马达周围导线支架，火箭用电池槽，螺栓，螺母，实验室用镊子等。

    (3)在电子电器领域的应用。可用于镶嵌插头、高可靠性接插件、电缆插头、接线盒、配线的引出头、极板的笼形线圈、电池外壳、IC的封装、半导体工业和其它超纯产业所需的超纯水系统的管件和阀门等部件。

    (4)在汽车工业领域的应用。可替代不锈钢和钛合金用于制造发动机内罩、轴承、垫片、密封件、悬置轴瓦活塞裙、离合器齿环等部件，也可用于汽车的传动、刹车、空调系统和发动机推杆等。

    (5)在能源工业的应用。利用PEEK耐高温、不易水解、耐辐射等特点，用其制备的电缆、电线、线圈骨架、接插件和阀门等已经成功地应用于核电站、石油勘探与开采工业中，PEEK可用于制造特殊几何尺寸的探头、采油用接插件等。

    (6)在医疗卫生领域的应用。除可用于反复使用、灭菌消毒要求高的手术及牙科设备及制造精密医疗仪器外，最重要的应用是替代金属制造人造骨。PEEK人造骨除具有轻质、无毒、耐腐蚀等优点外，还可与肌体有机结合，所以用PEEK代替金属制造人体骨骼是医疗领域一个非常重要的应用，具有深远的意义和价值，潜在的应用前景十分诱人。

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