PEEK的簡介

 

　　工程塑料行業金字塔——PEEK屬于金字塔頂尖產品

 

　　聚醚醚酮（PEEK）是由英國帝國化學工業公司（ICI）于1978年開發出來的超高性能特種工程塑料，由于PEEK屬于芳香族結晶型熱塑性高分子材料，其熔點為334℃，具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及優良的電性能，在多數情況下可以足以取代金屬、合金、陶瓷等材料。雖然它是一種化合材料，但其燃燒時并不產生無毒性氣體，所以在倡導綠色環保設計的今天，其應用領域得以迅速擴大。

 

　

　PEEK的分子結構
 

　　PEEK的特性

 

　　(1)耐高溫性。PEEK具有較高的玻璃化轉變溫度（Tg=143℃）和熔點（Tm=334℃），其負載熱變形溫度高達316℃，長期使用溫度為260℃，瞬時使用溫度可達300℃。

 

　　(2)自潤滑性。PEEK具有良好的滑動特性，適合于嚴格要求低摩擦系數和耐磨耗用途的場合，特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優越。

 

　　(3)耐腐蝕性。除濃硫酸外，PEEK不溶于任何溶劑，具有很高的化學穩定性。

 

　　(4)阻燃性。PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃劑，可達到UL標準的94V-0級。

 

　　(5)易加工性。由于PEEK具有較好的高溫流動性，且熱分解溫度高的特點，可采用多種加工方式，比如注塑成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等。

 

　　(6)機械特性。PEEK具有良好的韌性和剛性，它具備與合金材料媲美的優良耐疲勞性。

 

　　(7)電性能。PEEK有高的體積電阻率和表面電阻率，在寬廣的溫度范圍及環境變化下可以承受各種頻率的交流電位場強，保持良好的絕緣性能。

 

　　(8)耐水解性。樹脂及其復合材料不受水和高壓水蒸氣的化學影響，在高溫及高壓蒸汽或水環境下可以連續使用而保持良好的機械性能。

 

　　(9)耐候性。優良的耐候性能，聚合物可用于制造工作環境要求嚴格或需要經常耐殺菌處理的組件。
 

　　PEEK與幾種典型的耐高溫塑料性能比較

 

　　PEEK的制備

 

　　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。其反應式如下：

 

　　PEEK合成的反應式

 

　　這是由ICI公司開發的一種親核工藝。這種工藝不使用金屬基的催化劑，也不使用穩定劑和添加劑，可以生產出高純度的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種生產方法，其中前4種方法在不同程度上存在反應收率低、異構體等雜質含量高、精制工藝復雜和生產成本高等缺點。

 

　　目前的生產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，生產成本低。其合成反應式如下：
 

 

　　付氏烷基化法合成PEEK反應式

 

　　PEEK的生產工藝

 

　　PEEK的合成路線有親核取代和親電取代兩種工藝路線。由于親電取代路線存在產物易支化、催化劑和溶劑用量大且環境不友好等缺點，目前國際上一般采用親核取代路線。真正擁有PEEK生產工藝的廠家僅有中國、英國兩個國家。大部分國外國家制備PEEK樹脂原料采用的是英國威格斯的工藝方法，國內則主要采用吉林大學的工藝方法。

 

　　PEEK的改性

 

　　當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的改性成為國內外研究的熱點之一，其主要手段有纖維增強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。
 

　　PEEK的改性

 

　　PEEK的應用

 

　　汽車

 

　　在汽車交通和其他工業方面，“以塑代鋼”尤為突出，利用PEEK樹脂良好的耐摩擦性能和機械性能，可以作為金屬不銹鋼和鈦的替代品用于制造發動機內罩、汽車軸承、墊片、密封件、離合器齒環、保險杠等各種零部件，另外也可用在汽車的傳動、剎車和空調系統中。汽車座位調節器、變速箱齒輪、發動機配重齒輪、燃油泵、閥體等中都有應用。

 

　　航空

 

　　PEEK聚合材料因其異常堅固、具有化學惰性和阻燃特性,并容易加工成公差極小的零部件,PEEK的比重輕、防腐性、抗溫性等優點,可以成功取代金屬、傳統復合材料以及其它塑料。

 

　　飛機

 

　　飛機減重是航空領域一個重大課題；PEEK和金屬的密度比約是1:7；目前空中客車公司用PEEK復合材料制作飛機電纜夾頭和護套,使得航空零件減重50%,可節約成本75%。

 

　　機械

 

　　制作壓縮機閥片、活塞環、密封件和各種化工用泵體、閥門部件，代替不銹鋼制作渦流泵的葉輪。密封墊、密封件、壓縮機用、活塞環、閥片等都有應用。

 

　　電子

 

　　歐盟ROHs指令:焊錫無鉛化，要求集成電路板焊接無鉛化，為PEEK創造了機會。

 

　　核能行業

 

　　耐輻射性是核電行業應用材料的關鍵性能之一。熱塑性材料受到電磁或粒子型電離輻射可能會變脆。由于PEEK具有能量穩定的化學結構，用PEEK制造的部件能夠即使受到高劑量電離輻射依然可以正常工作。

 

　　PEEK聚合物具有比其它材料更高的耐輻射性能。耐輻射性、高溫情況下優異的電性能、出眾的機械強度、良好的耐化學腐蝕性、很低的吸濕率和優異的耐水解性，應用于核電行業電纜包覆和電線絕緣系統以及耐高溫的連接件等。

 

　　醫療領域

 

　　人造骨關節材料是從當初的無機物逐漸向有機物演變的。鈦鋼合金是無機產品，生物相容性不好，常常會引起患者的不適；

 

　　聚醚醚酮(PEEK)，具有多種優良的綜合特性，是最佳的骨關節材料，美國用PEEK開發長期植入人體的骨關節、韌帶、肘關節、手指等很多部位，解除患痛,應用效果很好。

 

　　PEEK可在134攝氏度下經受多達3000次的循環高壓滅菌，這一特性使其用于生產滅菌要求高、需反復使用的手術和牙科設備。

 

　　噴涂工業領域

 

　　粉末噴涂，就是通過靜電噴涂、火焰噴涂等技術，將聚醚醚酮樹脂的精細粉末涂覆在基材表面。部件表面的聚醚醚酮樹脂涂層可大幅度提高和改善部件耐腐蝕、耐磨損和絕緣等性能。

 

　　PEEK樹脂的精細粉末涂料覆蓋在基材表面，可以得到具有絕緣性好、耐腐蝕性強、耐熱、耐水解的PEEK粉體涂裝制品，廣泛應用于化工防腐、家用電器、電子、食品機械、醫療等領域。

 

　　國外PEEK發展概況

 

　　PEEK材料使用發展歷史
 

 

　　各地區PEEK的需求分布

 

　　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%，亞太地區約占6%，其他地區約占5%。

 

　　到2016年全球PEEK材料市場規模超7億美元，截止至2017年全球PEEK材料市場規模增長至7.68億美元，進入2018年全球PEEK材料(聚醚醚酮)迎來需求高峰，市場規模突破八億大關，升至8.31億美元。
 

　　2013-2018年全球PEEK材料市場規模統計情況

 

　　

國內外PEEK主要生產企業

 

　　搜料網與中研達成原廠直供

 

　　現搜料網與中研股份已經達成原廠直供，原廠直供的產品為PEEK；中研股份的聚醚醚酮（FD-PEEK）系列產品，分為聚醚醚酮(FD-PEEK)純樹脂和復合改性聚醚醚酮(FD-PEEK)兩大系列。其中，聚醚醚酮(FD-PEEK)純樹脂系列包括：粗粉（P料）、超細粉（PF料）、超純樹脂顆粒（G料）；復合改性聚醚醚酮(FD-PEEK)包括：碳纖增強顆粒（CA料）、玻纖增強顆粒（GL料）和耐磨顆粒（FC料）；六大種類近60個產品規格；按產品粘度等級的熔體流動性，由高到低分為770、550、330三種牌號；目前國內市場占有份額在一半左右，并通過市場實踐，產品在用戶實驗過程中受到了很高的認可度。

 

　　搜料網一直致力與國際原廠保持深度合作，目前已經達成原廠直供的工程塑料廠家已經有十多個，原廠直供的產品線涵蓋PA66、PC、PEEK及其合金、PPS、POM、ABS、電鍍塑料、HCPP、POE、POP、PBT、PPO、PEI、ASA。接下來，搜料網將繼續尋求更多的國際及國內原廠合作，以更專業、高效的方式為中國制造業的塑料工廠為用戶提供更多優質的產品

 

　　國內PEEK行業遇到的問題

 

　　(1)產業化問題

 

　　近年來隨著經濟、技術的快速發展，PEEK等特種工程塑料的應用進入了高速發展時期，需求量不斷增加，用途越來越廣泛。特別是在高新技術產業中，發揮著極其重要且不可替代的作用。但目前這個行業的開發投資不夠、工業化程度低。加上我們體制的問題，從而使花了高昂代價研究出來的產品很難進入市場。

 

　　(2)應用開發問題

 

　　國外公司的工程樹脂品種繁多，除了具有不同型號的粉料、粒料外，還有專門工廠生產不同型號的管材、棒材、片材等產品供應市場，而國內由于設備和技術所限還不能生產這些半成品，使國產PEEK的應用開發受到了很大限制。

 

　　(3)市場供需問題

 

　　目前國內PEEK市場是供大于求，但市場需求小并不是因為PEEK的性能差或應用范圍窄，而在于壟斷和技術限制所導致的價格昂貴、應用開發程度不足和產業化進程緩慢等原因。

 

　　PEEK未來市場需求及預測

 

　　PEEK自1978年由ICI公司開發以來，一直就被各國作為重要的戰略性國防軍工材料。從Victrex公司接手后，在民用高科技領域應用以來則以每年15％左右的增速連續增長。

 

　　目前而言，歐洲仍是全球最大的PEEK交易市場。

 

　　與發展中國家相比，西方發達國家對PEEK的需求依舊占據主導地位。PEEK樹脂將會在汽車領域、飛機制造、電子電器、工業制造以及醫療等領域擴大應用范圍。

 

　　近年來，工業及電子電器領域對PEEK的需求力度不斷加大。受其影響，全球PEEK市場需求逐年上漲。此外，隨著各國航天航空以及汽車制造事業的蒸蒸日上，PEEK這一工程塑料的應用前景將進一步走強！

 

 

　　搜料網：一個只賣原廠原包真貨的平臺！現在入駐搜料網，即刻讓全國3萬+模廠和終端來找你，下載搜料網APP，一鍵提高賣料的專業度和效率！趕快聯系我們吧！全國統一熱線：400-6700-720