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PEEK(聚醚醚酮)是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有诸多显著优势,如耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等,在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。PEEK树脂最早在航空航天领域获得应用,替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件如自润滑耐高温轴套、轴承、轴承保持架、凸轮、飞机操纵杆等。汽车工业中由于PEEK树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能,作为制造发动机内罩的原材料,用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环、压缩机阀片、活塞环和各种化工用泵体、阀门部件等各种零部件在汽车的传动、刹车、空调系统及石油钻井勘探中被广泛采用。PEEK的主要特性:
抗老化、抗溶解性、耐高温高频高压;韧性和刚性兼备;尺寸稳定、电性能稳定、耐辐照、高温高压下仍可保持优异特性;取代金属作光纤元件,耐磨损、抗静电、电绝缘性能好;机械强度方面,耐疲劳及耐蠕变性(是热塑性塑料中最高的)、耐腐蚀性(除浓硫酸外无其它溶剂能侵蚀它)、耐辐射及阻燃性、机械强度高。 |
PEEK的应用领域:
注塑成型方面:用于制造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油机发动机的零件、滑轮加载器的叶片、复印机零件、悬置轴瓦、发动机推杆、镶件插头、高可靠性插件、电缆插头、接线盒、配线的引出头、电池外壳、IC的封装、热水泵/化学泵的泵体和叶轮、阀门、采油用接插件、锅炉PH计的护套等;挤出成型方面:用于电线/电缆的绝缘和保护层、电磁线、光导纤维、发动机/变压器的绝缘薄膜、可挠性印刷线路板、载波带、环型带、干燥帆布、球拍的网线、编织带及复合材料等。 |
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原料物性描述: |
关于特种工程塑料,与其它两类材料相比主要特点可概括如下: |
1)物性方面: |
a. 耐热等级高(一般定义为UL温度指数在150℃以上); |
b. 力学强度大(一般为通用塑料的2~4倍); |
c. 综合性能优异(如耐辐射、耐高温、耐候)。 |
2)加工工艺方面: |
a.加工温度高(一般在300~400℃); |
b. 注射压力大(一般需要120MPa~160MPa); |
c.模具必须加热(与通用塑料的冷却正相反); |
d. 以热流道为佳。 |
3)附加值高(一般每吨在1~10万美元之间,为通用塑料的几十倍)。 |
4)市场开拓的诱导期长。 |
5)各品种多为几家大公司所垄断生产供应。 |
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PEEK的成型加工可注塑、挤塑、吹塑、压制等。 |
用途:它是一种综合性能优良的工程塑料,薄膜可流延或定向,用作电线被覆线、原子能工程部件、H级或C级电绝缘材料、柔性印刷电路板、热泵机壳或机架、油井联接器、阀门、金属耐热或防腐涂料,单丝,包扎带,筛子、地铁、矿山、油田、电器工业、原子能工程、化工设备等方面 |
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PEEK虽然是超耐热性树脂,但由于它具有高温(350~400℃)流动性好和热分解温度很高的(560℃)的特点,因此可以采用注射成型,挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂等多种方法成型加工。作为二次加工可以采用真空成型、压延、拉伸、超声波焊接、粘接、复合、机械加工等加工手段。 |
下面简单介绍一下,常用的PEEK注射成型和挤出成型的一般加工工艺条件。 |
注射成型 |
设备 |
PEEK可用通常的螺杆式或柱塞式注射成型机加工成型,注射成型机应满足下述基本条件:料筒温度可升到400℃;料筒内应该没有形成熔融料死角的地方;由于熔融粘度不会自动流淌,所以喷嘴不需要加断流阀(shut
off valve)。 |
模具温度 |
由于PEEK是结晶性树脂,因此使其充分结晶可以提高其性能。一般模温在160℃以上时,就可以充分结晶,即使不热处理也能得到很好的成型品,如果因为模具结果所限模温无法提高时,可在200℃以上热处理一小时,也能使结晶完全,从而使机械强度和耐药品性等提高。 |
预备干燥 |
虽然PEEK的吸水率很低,饱和吸水率只有0.5%,但是要在高温下成型,所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小时以上。 |
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PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。 |
耐高温 |
PEEK树脂具有较高的熔点(334℃)和玻璃化转变温度(1 43℃),连续使用温度为260℃,其30%GF或CF增强牌号的负载热变型温度高达316℃。 |
机械特性 |
PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。 |
阻燃性 |
材料的易燃性即从氧、氮混合剂获得高能量点燃后维持燃烧的能力。测量易燃性的公认标准为UL94,方法是先点燃预定形状的垂直样品,然后测得该材料自动熄灭所用的时间。PEEK检测结果为V-0,这是阻燃性的最优等级。 |
发烟性 |
测量由塑料燃烧所产生烟尘的标准为ASTM E662,此标准是采用美国国家标准局(NBS)的烟尘实验室,以比光学密度为单位,测量由标准形状样品燃烧生产的烟尘的可见光暗淡程度,该测试可以在持续燃烧(有火焰)或燃烧中断(无火焰)的情况下进行,在塑料中PEEK具有最低发烟性。 |
毒气逸散性 |
PEEK与很多有机材料相同,在高温分解时,PEEK主要产生二氧化碳和一氧化碳,使用英国航行器测试标准BSS 7239可以检测到极低浓度的毒气逸散,这种检测过程需要在1立方米的空间内完全燃烧100克样品,然后分析其中所产生的毒气,毒性指数定义为在正常情况下产生的毒气浓度综合与30分钟可以使人致命的剂量之比,PEEK450G的指数为0.22,且没有检测到酸性气体。 |
稳定性 |
PEEK塑胶原料具有优越的尺寸稳定特性,这对某些应用来说有的很重要。温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大,可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求。 |
1.PEEK塑胶原料注塑成型收缩率小,这对控制PEEK注塑零件的尺寸公差范围非常有好处,使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多; |
2. 热膨胀系数小,随着温度的变化(可由环境温度的变化或运转过程中摩擦生热引起),PEEK零件的尺寸变化很小; |
3. 尺寸稳定性好,塑料的尺寸稳定性是指工程塑料制品在使用或存放过程中尺寸稳定的性能,这种尺寸的变化主要是因为聚合物分子的活化能提高后,使链段有某种程度的卷曲导致的; |
4.PEEK耐热水解特性突出,在高温高湿环境下吸水性很低,不会出现类似尼龙等通用塑料因吸水而使尺寸发生明显变化的情况; |
绝缘稳定性 |
PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的电绝缘性能,并保持到很高的温度范围。其介电损耗在高频情况下也很小 |
耐辐照性和耐剥离性 |
PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂有良好的耐辐照性和耐剥离性,因此可 以用来制成特殊用途的电磁线. |
目前在消毒柜和无线验证系统上,有时会采用peek,相当不锈钢的功效。 |
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应用 |
由于PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有以上众多优点,因此在石油化工、电子电气、仪器仪表、机械汽车、医疗卫生、航天航空、军工核能等诸多领域得到了广泛的应用。举例:现在国内比较成熟的应用有:空压机的活塞环、止推环、阻流环,阀片,菌型阀,星轮,密封环,球阀阀座,轴承保持架,无油润滑轴承,磁力泵隔离套,电极,齿轮,螺丝,电磁线,辐射护窗,微波消解罐,晶圆承载器等。 |
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PEEK特点 |
·蠕变量低。 |
·弹性模量高。 |
·优异的摩擦性能。 |
·特别耐磨。 |
·抵抗各种介质的侵蚀,符合FDA认证,无毒。 |
·非常优异的耐化学性。 |
·阻燃。 |
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产品特点和特性 |
耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解,抗压,耐腐蚀,其符合材料制作成的机械零件具有自润滑效果。 |
.耐温、热稳定性佳、超高耐热(较PPS优良)、HDT在315摄氏度以上,UL连续使用温度为250摄氏度。 |
1:机械特性PEEK是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。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在所有塑料中具有出众的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。 |
3:耐化学药品性(耐腐蚀性)PEEK具有优异的耐化学药品性.在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有浓硫酸,它的耐腐蚀性与镍钢相近。 |
4:阻燃性PEEK是非常稳定的聚合物,1.45mm厚的样品,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。 |
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:耐疲劳性PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。 |
7:耐辐照性耐高辐照的能力很强,超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能 。 |
8:耐水解性PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。 |
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