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PEEK作为战略性物资具有许多优异的特性

来源:盛氏达塑胶材料公司  点击次数:215  发布日期:2014-10-29 14:51:57

     由于PEEK作为战略性物资,我国在20世纪80年代便将其开发研究列为“七五”国家重点科技攻关项目和“863”计划,吉林大学特种工程塑料研究所开发了具有自主知识产权的PEEK树脂合成路线,在“八五”期间进行10吨/年规模中试,到“九五”期间又扩大30吨/年规模,并通过鉴定验收,主要性能达到国外同类产品指标,2002年初,由吉林大学高新材料有限公司投资1亿元建设一期300吨/年聚醚砜树脂项目建成投产,二期500吨/年PEEK树脂项目被国家批准为“十五”产业化示范工程,目前正在建设之中。另外国内还有几家科研机构也进行研究,随着国内PEEK合成技术日趋完善,PEEK不仅市场潜力巨大,且可以带动一些新兴产业的发展与提高。

聚醚醚酮(PEEK)的性能与应用

PEEK具有许多优异的特性:

(1)耐热性虽然未增强的纯树脂的热变性温度只有160℃,但用玻璃纤维、碳纤维增强后,热变形温度可达300℃以上,连续使用温度可以达到260℃。

PEEK作为战略性物资具有许多优异的特性

(2)耐磨性PEEK在各种压力、温度、速度和相对粗糙度接触面的条件下,都能提供优异的耐磨性能,可以达到聚酰亚胺材料的档次;

(3)阻燃性PEEK有自熄性,即使不添加任何阻燃剂,用UL标准测定达到94V-0,另外燃烧时仅产生微量的烟雾和毒气;

(4)耐水解性PEEK吸水率很小,可以在300℃的加压热水或蒸汽中使用;

(5)电性能和耐辐射PEEK具有优越电性能,能在很宽的温度和频率范围内均保持稳定,且耐γ射线辐射性异常优越,在高强度辐射下仍能保持良好的绝缘性能;

(6)加工性能PEEK抗蠕变性能很好,无论有无缺口都比其他耐热性树脂高的多,即使复杂的大体积的元件,可以用常规热塑性塑料加工设备加工,如注塑、挤压、喷涂、薄膜等;

(7)耐化学药品性PEEK不溶于常用溶剂,在高温下PEEK不溶于除浓硫酸外的其他酸和碱;

(8)耐剥离性因此可以制备成包覆很薄的电线;具有优异耐疲劳性、耐冲击性等。

由于PEEK诸多优异性能,因此常用于航空航天、汽车等一些要求以塑代钢的部件上,另外在电子电气、精密仪表仪器等方面有着广泛应用。

航空航天工业

PEEK树脂一问世就被作为一种军工材料应用于航天、航空领域,主要替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件,PEEK密度小、加工性能好,因此可以直接加工成型精细度要求高的大型部件,由于其耐水解性和耐腐蚀性,可用于制备飞机外部零件;其具有优异的阻燃性,常用于制备飞机内部零件,降低飞机发生火灾的危害程度。PEEK用作火箭用电池槽、螺栓、螺母及火箭发动机的零部件等。

汽车工业

国外许多著名汽车制造商利用PEEK良好耐摩擦性能和机械性能,替代金属作为制造发动机内罩的材料、汽车轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件,在汽车的传动、刹车和空调系统中也用广泛应用。尤其是作为不锈钢和钛的的替代品,PEEK树脂是一种非常好的选择。国外波音飞机、空中客车公司、通用汽车、尼桑轿车等都大量使用PEEK复合材料。如气体压缩机的阀片,目前已经大量使用PEEK树脂代替传统钢材,克服噪音大、需要油润滑、寿命短等缺点。

电子电气领域

PEEK在高温、高湿和高压等恶劣条件下,仍能保持有效的绝缘性能,目前电子电气领域成为PEEK树脂的第二大应用领域。PEEK不仅电绝缘性能优异,且加工和化学性能超群,用其制作的零部件可经受热焊处理的高温环境,传统的C级绝缘材料聚酰亚胺一旦亚胺化就无法进行二次加工,而PEEK可以采用多种方式进行二次加工。因此PEEK树脂可用于晶片承载片绝缘膜、连接器、印刷电路板、高温接插件等,PEEK在电子行业中还用于μg/L级超纯水的输送、贮存设备,如管道、阀门、泵和容器等。目前国外许多超大规模集成电路生产已使用PEEK树脂。

仪表仪器领域

PEEK树脂可以制作杀灭病菌用元器件及气相和液相色谱仪的零部件,如日本采用PEEK制造出液体色谱分析仪用的填充柱和连接用的超细管,替代传统的材料不锈钢。PEEK在热水、蒸汽、溶剂和化学试剂等条件能表现出较高的机械强度和水解稳定性,可以用其制备需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械。尤为重要的是PEEK树脂无毒、质量轻、耐腐蚀,是与人体骨胳最接近的材料,可与肌体相结合,可以采用PEEK树脂代替金属制造人体骨胳是一个巨大潜在应用领域。

涂料

随着加工工艺的发展,能制得平均粒径为26μm的超细PEEK粉,使得粉末喷涂的工艺开发成为可能,通过静电喷涂、硫化床喷涂和等离子涂覆等技术,将PEEK树脂的精细粉末涂料覆盖在金属表面,可大幅度提高和改善金属部件的耐腐蚀、耐磨损、绝缘和隔热等性能。适应于纯净水设备和管道、医疗器具、食品工业部件、电熨斗底部及炊具等。由于目前尚没有一种有机溶剂能完全溶解PEEK,只能采用粉末静电涂覆成型,以获得具有优良绝缘性能、耐腐蚀性、耐水、耐热的金属-PEEK粉体涂装制品。

聚醚醚酮存在的不足

管PEEK具有诸多优异特性,但是价格昂贵,因此限制了其在一些领域中的应用,另外PEEK韧性和耐冲击强度偏差,可以通过合金化或填充增强向复合材料方面发展,一方面提高材料的综合性能和多样化,满足工程上制造高精度、耐热、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳和耐冲击零部件的需要。另一方面也可以有效降低材料的使用成本。

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