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PEEK聚醚醚酮
简介
聚醚醚酮,英文名称polyetheretherketone(简称PEEK),它是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物。其构成单位为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基,是半结晶性、热塑性塑料。
聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势,耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械、核工程和航空等科技。
聚醚醚酮是指大分子主链由芳基、酮键和醚键组成的线性聚合物,它是目前可大批量生产的唯一的聚芳醚酮品种,英文名称为polyetherether ketone,简称PEEK,分子结构式为
聚醚醚酮分子式结构
聚醚醚酮具有热固性塑料的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性。聚醚醚酮还具有优异的耐热性。其热变形温度为160℃,当用20%~30%的玻璃纤维增强时,热变形温度可提高到280~300℃。聚醚醚酮的热稳定性良好,在空气中420℃。2h情况下失重仅为2%,500℃时为2.5%,500℃时才产生显著的热失重。聚醚醚酮的长期使用温度约为200℃,在此温度下,仍可保持较高的拉伸强度和弯曲模量,它还是一种非常坚固的材料,有优异的长期耐蠕变性和耐疲劳性能。
聚醚醚酮的电绝缘性能非常优异,体积电阻率约为10~10Ω·cm。它在高频范围内仍具有较小的介电常数和介电损耗。例如,在10Hz时,在室它的介电常数仅为3.2,介电损耗仅为0.02。
聚醚醚酮的化学稳定性也非常好,除浓硫酸外,几乎对任何化学试剂都非常稳定,即使在较高的温度下,仍能保持良好的化学稳定性。另外,它还具有极佳的耐热水性和耐蒸汽性。在200~250 ℃的蒸汽中可以长时间使用。
聚醚醚酮有很好的阻燃性,在通常的环境下很难燃烧,即使是燃烧,发烟量及有害气体的释放量也是很低的,甚至低于聚四氟乙烯等低发烟量的聚合物。此外.它还具有优良的耐辐射性。它对α射线、β射线、γ射线的抵抗能力是目前高分子材料中最好的。用它包覆的电线制品可耐1.1×10Gy的γ射线。
聚醚醚酮在熔点以上有良好的熔融流动性和热稳定性。因而具有热塑性塑料的典型成型加工性能,因此可用注塑、挤出、吹塑、层压等成型方法,还可纺丝、制膜。虽然聚醚醚酮熔融加工温度范围为360~400℃,但是由于它的热分解温度在520 ℃以上,因而它仍具有很宽的加工温度范围。
尽管聚醚醚酮的发展历史仅为短短的二十几年,但是由于它具有突出的耐热性、耐化学腐蚀性、耐辐射性以及高强度、易加工性,使得它目前已在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业和宇航领域中得到了广泛的应用。尤其是作为耐热性能优异的热塑性树脂,它可用作高性能复合材料的基体材料。
改性
PEEK纯料的性能难以满足不同行业领域的不同需求,故在特种工作环境需要对PEEK进行改性,其主要手段有共混改性、共聚改性、复合增强改性、填实改性、纳米改性和表面改性等技术。通过改性可以增加PEEK的某方面性能,如耐磨性、冲击强度等,从而扩展了PEEK的应用范围,降低了材料的使用成本,改良了PEEK的加工性能。
产品特性
耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解,抗压,耐腐蚀,其复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260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。
PEEK产品特性
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。
1、耐高温
PEEK树脂具有较高的熔点(358℃)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℃。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
①PEEK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;
③PEEK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;
6、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。
7、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。现在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。
应用
peek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。