深析聚醚醚酮（PEEK）
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PEEK(聚醚醚酮)是一種半結(jié)晶，高溫(高達(dá)500°F)的工程熱塑性塑料，非常適用于熱性能，化學(xué)性能和燃燒性能(V-0的UL可燃性等級)對性能至關(guān)重要的應(yīng)用。同時，PEEK在暴露于火焰下時會發(fā)出少量煙霧或有毒氣體。該材料堅韌，堅固，剛性好，抗蠕變性優(yōu)異。它還抵抗輻射和各種溶劑。由于其耐水解性，PEEK可以在高于482°F的溫度下耐受沸水和高壓滅菌設(shè)備使用的過熱蒸汽.PEEK樹脂可用于未加強(qiáng)的30%玻璃纖維增強(qiáng)，30%碳纖維增強(qiáng)和HPV增強(qiáng)等級。典型應(yīng)用包括汽車，海洋，核能，油井，電子，
PEEK的分子結(jié)構(gòu)
1.用更輕的解決方案降低燃料消耗和對環(huán)境的影響
2.通過在寬溫度范圍內(nèi)的彈性性能提高部件壽命
3.增強(qiáng)部件的耐用性和優(yōu)異的耐磨性
4.減少停機(jī)時間和組件故障，以抵抗惡劣的化學(xué)物質(zhì)和自然元素
5.依靠長期的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性
6.滿足嚴(yán)格的安全要求，具有低火，煙霧和毒性排放
7.由于對流體和氣體的優(yōu)異的阻隔性能，更大的部件完整性
PEEK，
未填充的PEEK是一種無壓力的通用級，提供耐蒸汽和耐磨性。它提供所有PEEK等級的最大伸長率和韌性。它是理想的儀器組件美觀是一個關(guān)注。它也非常適用于延展性和惰性很重要的密封部件。
PEEK，30%玻璃纖維增強(qiáng)
玻璃纖維的添加大大降低了膨脹率，增加了PEEK的彎曲模量。該等級對于需要更大強(qiáng)度，剛度或穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)應(yīng)用特別好 - 特別是在高于300ºF的溫度下。
PEEK，30%碳纖維增強(qiáng)
添加碳纖維增強(qiáng)了PEEK的抗壓強(qiáng)度和剛度，同時大大降低了其膨脹率。它在基于PEEK的產(chǎn)品中提供最佳的耐磨性和承載能力。該級別比無增強(qiáng)PEEK提供更高的導(dǎo)熱性，允許從軸承表面增加散熱。結(jié)果是軸承壽命和能力得到提高。
PEEK，軸承等級
碳纖維用石墨和PTFE潤滑劑增強(qiáng)，軸承級PEEK提供最低的摩擦系數(shù)和所有PEEK等級的最佳切削性能。低摩擦，低磨損，高LPV，低配合零件磨損和易于加工的優(yōu)異組合，使其成為耐用軸承的理想選擇。
| 單位 | ASTM TEST | peek |
PEEK 30％ 玻璃填充 |
|
|---|---|---|---|---|
| 抗拉強(qiáng)度 | PSI | D638 | 14000 | 24,620 |
| 彎曲模量 | PSI | D790 | 590000 | 1,450,000 |
| 艾佐德沖擊（缺口） | ft-lbs / in的缺口 | D256 | 1.6 | 1.84 |
|
熱變形溫度 @ 264 psi |
F | D648 | 306 | 599 |
|
空氣中最高連續(xù)使用溫度 |
F | 480 | 482 | |
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吸水 （浸泡24小時） |
％ | D570 | 0.50 | 0.11 |
| 線性熱膨脹系數(shù) | in / in /°F×10 -5 | D696 | 2.6 | 1.2 |
| 摩擦系數(shù)（動態(tài)） | 0.25 | 0.30 |
PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚和碳酸鈉為原料，以二苯砜為溶劑，在氮氣的保護(hù)下，在逐漸升溫至接近聚合物熔點的溫度(320℃)時得到高分子PEEK樹脂。其反應(yīng)式如下：
PEEK合成的反應(yīng)式
這是由ICI公司開發(fā)的一種親核工藝。這種工藝不使用金屬基的催化劑，也不使用穩(wěn)定劑和添加劑，可以生產(chǎn)出高純度的PEEK粉末。
PEEK的成本主要取決于高純度的單體4,4-二氟二苯酮。其合成方法很多，主要有苯系化合物縮合法、鹵素交換法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法6種生產(chǎn)方法，其中前4種方法在不同程度上存在反應(yīng)收率低、異構(gòu)體等雜質(zhì)含量高、精制工藝復(fù)雜和生產(chǎn)成本高等缺點。
目前的生產(chǎn)方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。付氏烷基化法原料易得，合成路線短，收率較高，生產(chǎn)成本低。其合成反應(yīng)式如下：
付氏烷基化法合成PEEK反應(yīng)式
工程，包括CAD / CAM，產(chǎn)品和工具設(shè)計
協(xié)助材料選擇
完整的精密加工和數(shù)控加工服務(wù)，包括熱成型，數(shù)控銑削，注塑，真空成型，鉆孔，激光切割，模切，磨削，彎曲，數(shù)控車削和焊接
從原型到完整生產(chǎn)運行的數(shù)量
整理服務(wù)，包括拋光，邊緣整理，層壓，貼花應(yīng)用
PEEK復(fù)合物的推薦含水量是多少?
用于加工KetaSpire®PEEK的最大推薦含水量取決于加工技術(shù)。
對于注射成型，最大推薦含水量為500 ppm。可以使用常規(guī)的重量分析儀損失來檢查水分含量。分析的試驗條件應(yīng)為200°C(400°F)10分鐘，或直到不再產(chǎn)生水分。KetaSpire®PEEK樹脂必須在加工前進(jìn)行干燥。這可以在150℃(302°F)下保持露點-40℃(-40°F)的干燥爐中達(dá)到至少四小時。
對于擠出，最大推薦含水量為200 ppm。由于擠出是低壓成形方法，因此未被干燥的樹脂可以產(chǎn)生發(fā)泡擠出物。
當(dāng)今社會對材料性能的要求很高，由于單一的PEEK樹脂難以滿足不同的使用要求，近年來對PEEK的改性成為國內(nèi)外研究的熱點之一，其主要手段有纖維增強(qiáng)PEEK、顆粒填充PEEK、PEEK表面改性、與聚合物共混等，這樣不僅可降低制品成本，還能改善PEEK的成型加工性能和使用性能。
由于PEEK具有優(yōu)良的綜合性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料，使之成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一，目前主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域。
應(yīng)用領(lǐng)域有點介紹
PEEK的市場拓展速度一直保持15%以上。其中歐洲占48%，美國占41%，亞太地區(qū)約占6%，其他地區(qū)約占5%。由于其售價與其它品種相比過高，導(dǎo)致銷量在特種工程塑料中是最少的。自PEEK樹脂業(yè)務(wù)由英國Victrex公司接手以來，長期處于被壟斷地位，由于價格昂貴，至今大多仍由其獨家生產(chǎn)經(jīng)營，Victrex公司是迄今最大的PEEK生產(chǎn)商，其市場銷量連續(xù)以每年20%的速度增長。Victrex 公司PEEK的市場發(fā)展趨勢如圖所示。
PEEK銷量柱狀圖
當(dāng)前全球?qū)I(yè)從事PEEK生產(chǎn)的廠商眾多，其市場競爭程度也將日趨白熱化。目前，英國威格斯(Victrex)、比利時索爾維(Solvay)、德國贏創(chuàng)是全球三大PEEK生產(chǎn)商。PEEK生產(chǎn)現(xiàn)狀如下圖所示。
缺點是有一個很大的缺點，那就是PEEK的高價格 - 比PTFE高出四倍的成本 - 這通常將其應(yīng)用于高價值產(chǎn)品。此外，PEEK不是形狀記憶聚合物。
