眾所周知，如果將塑料材料比作金字塔的話，聚醚醚酮（PEEK）作為聚芳醚酮（PAEK）工程塑料家族中的重要一員，毫無疑問，PEEK就是位于塔頂?shù)哪且晃?，作為綜合性能的王者，的確實(shí)力非凡，但落實(shí)到某些細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)，PEEK的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并非不可挑戰(zhàn)。今天，小維和大家一起來走近以PEEK為重要代表的聚醚醚酮工程塑料世界。
聚醚醚酮工程塑料(簡(jiǎn)稱PEEK)是一種半結(jié)晶、高性能的熱塑性工程塑料。PEEK具有很強(qiáng)的機(jī)械性能，耐化學(xué)腐蝕，耐磨，耐疲勞和尺寸穩(wěn)定，耐高溫260℃，常用于工程機(jī)械、航天航空產(chǎn)品等。
聚芳醚酮（PEEK）是一類綜合性能優(yōu)異的熱塑性耐高溫工程塑料，在聚芳醚酮聚合物家族中（這個(gè)家族包括PEK、PEEK、PEEKK、PEKK、PEKEKK），PEEK是使用最廣泛且規(guī)模最大的聚合物品種。
1962年美國杜邦公司首次用親電取代方法合成了聚醚酮酮（PEKK），開啟了聚芳醚酮類樹脂的研究工作。1972年英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（ICI）將4,4′-二氟二苯甲酮與對(duì)苯二酚通過親核取代路線合成制備高分子量的PEEK，并于1980 年開始投產(chǎn)，隨后英國威格斯(Victrex)公司在1981年從ICI收購了PEEK的業(yè)務(wù)，并將PEEK以Victrex的牌號(hào)進(jìn)行銷售，正式開始了聚醚醚酮樹脂的商品化進(jìn)程，隨后，聚醚醚酮類樹脂被各個(gè)公司競(jìng)相開發(fā)。其中Victrex PEEK產(chǎn)品系列從實(shí)現(xiàn)商業(yè)化至今已開發(fā)了數(shù)十種專用衍生樹脂，且Victrex?PEEK樹脂已得到歐盟航空標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的材料認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)了航空設(shè)備中多種零部件的輕量化替換。
PEEK已有多年的應(yīng)用歷史，通過對(duì)PEEK進(jìn)行改性和開發(fā)，可以使其具有更加優(yōu)異的性能，從而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。雖然PEEK樹脂早在20世紀(jì)70年代末就已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但迄今仍只有英國、德國、美國、中國、日本、瑞士、印度等少數(shù)國家真正掌握PEEK樹脂合成技術(shù)。
PEEK工程塑料的優(yōu)點(diǎn)：
我們知道，聚醚醚酮（PEEK）是一種熱塑性的芳香族半結(jié)晶合成聚合物，其主鏈的芳香環(huán)之間含有酮和醚官能團(tuán)，這種特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)使PEEK具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，并因此具有很多優(yōu)良特性。
1.PEEK突出的耐高溫性能
耐高溫性是PEEK最突出的優(yōu)點(diǎn)之一，其熔點(diǎn)為343 ℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為143 ℃，長(zhǎng)期使用溫度高達(dá)260 ℃，瞬間使用溫度可達(dá)300 ℃，在400 ℃短時(shí)間內(nèi)幾乎不分解，遠(yuǎn)高于普通的工程塑料。與其他耐高溫塑料如聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯醚(PPO)等相比，PEEK的長(zhǎng)期使用工作溫度上限高出近50 ℃。PEEK還具有突出的耐熱老化性能，250 ℃下保溫3000 h后，彎曲強(qiáng)度幾乎不變。
2.PEEK優(yōu)異的機(jī)械性能
PEEK具有工程塑料中某些最佳的機(jī)械強(qiáng)度特性，其中包括：高拉伸強(qiáng)度（90 MPa以上）、高彈性模量、高硬度、抗沖擊和抗蠕變性。此外PEEK在高溫下仍能保持較高的強(qiáng)度，在200 ℃時(shí)的彎曲強(qiáng)度仍可達(dá)24ＭPa，250 ℃時(shí)的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度可達(dá)12 ～ 13 MPa，PEEK用來制造在高溫下能連續(xù)工作的功能件很具優(yōu)勢(shì)，PEEK不僅具有強(qiáng)度高和模量大的特性，同時(shí)具備出色的韌性、耐沖擊、耐蠕變、耐疲勞等性能，它對(duì)交變應(yīng)力的優(yōu)良耐疲勞性是眾多塑料中是非常出眾的，可與合金材料媲美。其綜合機(jī)械性能也高于很多其他的熱塑性樹脂的性能。
3.PEEK出色的耐磨性能
PEEK樹脂具有突出的摩擦學(xué)特性，具有一定的自潤滑性能和較低的摩擦系數(shù)，磨損率很低，耐滑動(dòng)磨損和滾動(dòng)磨損性能優(yōu)異。尤其是在250 ℃時(shí)仍然保持了良好的摩擦學(xué)性能，使其能夠適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐摩耗用途的使用。
4.PEEK優(yōu)異的耐腐蝕性能
PEEK 具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)各種有機(jī)溶劑、油、弱酸和弱堿均具有出色的抵抗力，除了濃硫酸外，幾乎不溶于其他酸堿和有機(jī)溶劑，它的耐腐蝕性與鎳鋼相近，并且可以在很寬的溫度范圍和濃度下保持強(qiáng)度，被證明是一種難以脫色、膨脹或破裂的聚合物。
5.PEEK良好的耐輻照性能
PEEK具有非常穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，且具有優(yōu)良的耐輻照性，在高劑量電離輻射下，PEEK部件也可以正常工作。PEEK 能承受1100 Mrad（兆拉德）的輻照劑量而不損失其性能，超過了通用耐輻照材料聚苯乙烯。且它能夠抵抗伽馬射線和電子束的輻射，這些輻射多用于對(duì)醫(yī)療設(shè)備的滅菌處理。
6.PEEK的耐水解性能
PEEK還有很好的耐水解性，在很寬的溫度范圍內(nèi)保持了非常低的飽和吸水率。PEEK可以抵御海水或高壓水蒸氣產(chǎn)生的化學(xué)破壞，即使在高溫高濕環(huán)境下也不會(huì)水解，在134 ℃下可以承受1500次以上的蒸汽滅菌（高壓滅菌）循環(huán)。
7.PEEK優(yōu)良的阻燃性能
PEEK樹脂是非常穩(wěn)定的聚合物，1.45 mm厚的樣品，不加任何阻燃劑就可達(dá)到很高的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。 PEEK的阻燃性達(dá)到UL 94V-0級(jí)，極限厭氧指數(shù)（LOI）為35。其在燃燒時(shí)釋放的煙和有毒氣體少，還具有自熄性。
8.PEEK良好的絕緣性能
PEEK聚合物表現(xiàn)出高體積電阻率和表面電阻率，可以在很寬的溫度范圍和環(huán)境變化中保持良好的絕緣性能。在很寬的頻率和溫度范圍內(nèi)，PEEK可保持電性能不變。PEEK的介電常數(shù)為3.2~3.3，在1k Hz條件下介電損耗為0.0016，擊穿電壓為17 KV/mm，耐弧性為175 V。由于具有優(yōu)良的電絕緣性能，PEEK可以作為C級(jí)絕緣材料。
9.PEEK優(yōu)良的生物相容性
PEEK材料無毒，是一種生物相容性材料，也是美國 FDA 認(rèn)證的最佳長(zhǎng)期骨移植材料。PEEK易與人體相互適應(yīng)，可以提高醫(yī)療應(yīng)用的成功率，如假體、支架和其他醫(yī)療植入物，PEEK植入物在患者體內(nèi)應(yīng)用不會(huì)引起有害的影響，它不會(huì)像金屬植入物在生物體內(nèi)被腐蝕后釋放出有毒的金屬離子或顆粒，引起過敏反應(yīng)或毒性效應(yīng)。
10.PEEK優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性
PEEK的熱膨脹系數(shù)小，其制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性能，非常接近于金屬鋁。
上海歐燦傳送設(shè)備有限公司生產(chǎn)OUSION品牌的非金屬耐高溫鏈條及耐高溫塑料鏈條為PEEK材質(zhì)采用注塑增強(qiáng)等級(jí)，30%碳纖維增強(qiáng)，有很好的剛性和承載性能，使用溫度250℃以上，最高能達(dá)315℃，韌性好，強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕性好，目前廣泛應(yīng)用于鋰電池生產(chǎn)設(shè)備中。
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