石墨增强PEEK

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石墨增强PEEK结构与特点：PEEK是指大分子主链由芳基、酮基和醚键组成的线性高分子化合物，它是聚芳醚酮中主要的品种，PEEK突出的性能是耐热性，高连续使用温度可达240℃以上，用玻璃纤维增强后可达到300℃以上。其次还具有优异的力学性能、电绝缘性能、耐化学介质腐蚀性、耐水性和耐水蒸气性、阻燃性以及耐射线辐射性，是一种综合性能十分优异的新型耐热聚合物。PEEK是由苯环、醚键和酮基相互连接组成的线性高分子化合物，分子键上含有大量的苯环，由二个苯环与酮基形成的二苯酮以及苯环构成了大分子链的刚性结构，而醚键又提供了大分子的柔性，因此PEEK的分子链呈现出刚柔兼备的特点。与聚苯醚相比，PEEK中与醚键相连的苯撑基无取代基，因而它的大分子链的柔顺性较聚苯醚好，表现在其Tg (143℃)低于聚苯醚的Tg (210℃)。由于它的分子链规整且有一定的柔顺性，因而可以结晶，大结晶度达48%，一般结晶度也可达到35%。PEEK的分子链中羰基的极性大，分子问作用力高于聚苯醚，又可以结晶，因而内聚强度高，导致力学性能高于聚苯醚，而电绝缘性略低于聚苯醚。PEEK虽然超过Tg后力学性能会有明显下降，但由于结晶的影响，即使在200℃以上力学性能还能保持较高值。
石墨增强PEEK性能：PEEK在室温下的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、伸长率均很大，这些数值均高于一般塑料，但当温度超过玻璃化温度后会有较大的下降。用玻璃纤维和碳纤维增强后拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和模量增加幅度很大，伸长率降低很大。此外，PEEK还具有十分优良的抗蠕变能力，无缺口试件的抗疲劳性也很突出，能经受住载荷的反复作用。PEEK具有十分优异的耐热性能，它的Tg为143℃，Tm为334℃，未增强时热变形温度为135～160℃，高连续使用温度可达240℃。用20%玻璃纤维增强后热变形温度达286℃，用30%玻璃纤维或碳纤维增强后热变形温度均超过300℃。此外，PEEK还具有很高的热氧稳定性，热失重曲线表明，400℃时的热失重为0，500℃时为2.5%，600℃时才达到59%。PEEK的电性能优良，体积电阻率非常大，在频率（50～1010Hz）、温度（0-150℃)下介电常数均为3.2-3.3，介电强度为16-21kv/mm，电性能基本不受湿度影响，可作为C级绝缘材料使用，PEEK除浓硫酸外，几乎能耐所有化学介质，即使在高温下仍能保持很高的化学稳定性。它的耐水性十分突出，可在200℃水蒸气中长期使用，在300℃高压水蒸气中短期使用。由于PEEK的大分子链上含有大量苯环，因此可吸收大量射线而不致破坏，耐辐照性能也很突出。
石墨增强PEEK加工成型：PEEK可以按照热塑性塑料的方法进行注射、挤出、压制、吹塑、静电喷涂等方法加工，但加工条件较为苛刻。PEEK熔点高达334℃，但在超过熔点后具有熔融流动性和很高的熔体热稳定性。在剪切速率为l000/s时，测出360℃的熔体粘度为480Pa．s，380℃为400Pa．s，400℃为350Pa．s，可见熔体粘度随温度上升有明显的下降，而且熔体的热稳定性也很好，在400℃时保持lh也不会影响其流动性，这就为熔融加工具有较高粘度的PEEK提供了可能，但是，PEEK的熔融温度比一般塑料高出100℃多，熔体粘度也比较大，因此注射时对设备的要求较高，一般要求注射机的加热系统能达到400℃，注射压力能达到150MPa，模具温度能达到160℃。PEEK通过挤出成型可以生产薄膜、管材、单丝、电线包覆等制品，PEEK未拉伸薄膜的结晶度低，强度和耐热性还不理想，一般通过拉伸和热处理予以提高。经拉伸和热处理后的PEEK薄膜，熔点比PET薄膜高80℃，强度与均苯型PI薄膜相似，而耐湿性及耐化学药品性比均苯型PI薄膜还要好。
石墨增强PEEK应用：由于PEEK 具有良好的力学性能、耐化学腐蚀、耐辐射性和耐高温性能，能够经受高达25MPa的压力和260℃的高温，同时不溶于除 浓硫酸以外的所有溶剂。在化学工业和其他工业中，PEEK树脂常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵、阀门等部件；用该材料代替不锈钢制作涡流泵的叶轮，可明显降低磨损程度和噪声级别，具有更长的使用寿命。  目前用PEEK制作的电线电缆、线圈骨架等已成功地应用于核电站，还可用于石油勘探与开采机械的特殊几何尺寸的功能探头。此外，由于PEEK树脂符合套管组件材料的规格要求，在高温下仍可使用各种黏合剂进行粘接，所以现代连接器将是其另一个潜在的应用市场。电子电气领域现今逐渐成为PEEK树脂第二大主要的应用领域，因其具有优良的电气性能，是理想的电绝缘材料，在高温、高压和高湿度等 恶劣的工作环境下，仍能保持良好的电绝缘性。PEEK树脂本身纯度很高，机械和化学性能稳定，这使得硅片在加工过程中的污染得到降低。由于纯度高，在输送超纯水时，采用聚醚醚酮树脂制作的管道、阀门和泵，可使超纯水在输送过程中不会受到污染。
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