材料概述

        PEEK全稱：聚醚醚酮

       是一種具有耐高溫、自潤滑、易加工和高機械強度等優異性能的特種工程塑料，可制造加工成各種機械零部件，如汽車齒輪、油篩、換檔啟動高分子物理學公眾號盤；飛機發動機零部件、自動洗衣機轉輪、醫療器械零部件等。

       聚醚醚酮(PEEK)是一種半結晶熱塑性聚合物，相較于傳統的熱固性環氧樹脂，PEEK 具有優異的力學性能，如高強度、高模量和高韌性，同時具有優異的熱穩定性和化學惰性[。因此，連續碳纖維增強聚醚醚酮(CF/PEEK)復合材料具有輕質、高強、易修復、可焊接等優異特性，同時 PEEK 的結晶特性使其在高于玻璃化轉變溫度(143℃左右) 時仍具有較強承載能力。

因此，CF/PEEK 復合材料能夠在 200℃條件下長期服役，是新一代航空航天熱端結構的優選材料，對我國航空航天飛行器結構的發展具有重要意義。

合成工藝

     由4,4'-二氟苯酮、對苯二酚和碳酸鉀為原料，以二苯砜為溶劑合成制得。

     聚醚醚酮（PEEK）釆用親核取代法制備。由4,4'-二氟二苯甲酮與對苯二酚在二苯砜溶劑中，在堿金屬碳酸鹽作用下進行縮聚反應制得。反應式見圖：

        縮聚反應在150℃到340℃溫度下進行。起始反應溫度要低，以免損失對苯二酚，并減少副反應。然后緩慢升溫，聚合物溶解在溶劑中，反應在320℃下進行完全。

        聚合物分子量取決于二氟二苯甲酮和對苯二酚的摩爾比。兩者通常為等摩爾比，若前者稍過量，則聚合物含有氟端基。氟端基比酚端基的熱穩定性更好。

產物結構

        球晶是結晶性高聚物的微小品柆按一定方式規則排列的多品聚柴體結構,它強烈地影響高聚物的各種性能。     

       高聚物球晶在偏光顯微鏡下可呈現出由于雙折射等效應引起的多種消光效應,其形態結構一般分為兩大類,即偏光顯微鏡下只出現黑十字消光圖的放射狀球晶和除黑十字外還有消光環或消光帶的帶狀球品。

       過去的研究表明高聚物的球品形態或只是其中一種,或是在給定的結晶條件下呈現一種,在另一條件下又呈現另一種形態,如聚醚醚酮(PEEK)僅呈現放射狀球品；聚乙二醇乙二(PEA)在20一40℃結品形成帶狀,在低于20℃或高于40℃結品形成放射狀的球品。

       從圖1a 和圖1c可以看出, PEEK初生纖維的縱向表面比較光滑, 附著有少量的凝膠粒子 ,纖維斷面近似為圓形 ,纖維內部致密無明顯空洞 ,而從圖1b和圖1d可知 , 在經過熱拉伸定型處理的PEEK纖維縱向表面更加均勻光滑 ,纖維內部更加致密。

        PEEK初生纖維的結晶衍射峰不明顯 ,這表明PEEK初生纖維的結晶度很低 ,結晶不完善 。而經過拉伸定型處理后的PEEK纖維出現兩個明顯的結晶衍射峰 ,這表示纖維經過拉伸定型處理后 ,在分子鏈應力取向誘導,拉伸熱效應,拉伸介質熱誘導共同作用下 , 纖維的結晶度明顯增加 。

產品性能與應用

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