PEEK聚芳醚酮是一類綜合性能最優異的熱塑性特種工程塑料,處于整個塑料金字塔的頂端,目前開發較大的商業化產品是其中的聚醚醚酮PEEK材料。
PEEK正憑借出色的耐高溫性能、機械性能、耐腐蝕性能和摩擦性能等,適用于嚴苛復雜的各種環境,逐漸擴大了其在航空航天、汽車、機械制造以及石油化工等諸多領域的應用,成為了21世紀最有吸引力的高性能材料之一。
今天帶大家一起了解特種工程塑料“領軍者”PEEK材料的性能、應用、合成等信息,歡迎留言與分享哦~
PEEK(聚醚醚酮)
性 能 優 勢
由于PEEK本身的分子結構主鏈上含有大量苯環,本身的C-O鍵比較柔軟,兩個苯環較大的位阻有效的保護C-O鍵不被破壞,氧原子、羰基會與苯環形成p-π共軛效應。
這些結構特征賦予了材料以下優異的性能:
1、力學性能:材料強度、模量,尺寸穩定性和抗蠕變性能優異。特別是它對交變應力的優良耐疲勞是所有塑料中最出眾的,可與合金材料媲美。
2、自潤滑性:PEEK具有非常高的自潤滑性,適合于嚴格要求低摩擦系數和耐摩耗用途。
3、耐腐蝕性:PEEK具有優異的耐化學腐蝕性,能抵抗除濃硫酸以外的諸多化學試劑,且非常耐水解。
4、阻燃性:PEEK材料具有自熄性,自身無需添加任何阻燃劑便能達到1.45mm厚度V0級別,氧指數達到35,煙量低、熱釋放量低。
5、耐剝離性:PEEK的耐剝離性很好,因此可制成包覆很薄的或電磁線,并可在苛刻條件下使用。
6、耐輻照性:可以耐10MGy的γ射線照射時仍能保持良好的絕緣能力的高性能 。
7、耐溫性:玻璃化轉變溫度(Tg=143℃),熔點(Tm=343℃),其負載熱變形溫度高達 316℃,瞬時使用溫度可達300℃。在200℃時材料的彎曲強度仍然可以達到24MPa;而在添加玻纖或者碳纖后,熱變形溫度可以提升到310℃。
8、電氣性能:是理想的電絕緣體,在高溫、高壓和高濕度等惡劣環境下仍能保持良好的電氣絕緣性。
9、加工性能: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。
無與倫比的
高精尖領域應用
? 航空航天領域
由于PEEK耐水解、耐腐蝕和阻燃性能好,可加工成各種高精度的飛機內/外部件及火箭發動機的許多零部件。
? 汽車制造
PEEK憑借其良好耐摩擦性能,被用來替代金屬(包括不銹鋼、鈦)制造發動機內罩、齒輪、汽車軸承、密封件和剎車片等。
? 電子電器
即使在高溫、高濕等惡劣條件下,PEEK依然保持優良的電氣性能,是理想的電絕緣材料,在電子電器中得到廣泛應用。
? 醫療器械
PEEK無毒、質輕、耐腐蝕,是與人體骨骼最接近的材料,因此常作為金屬替代材料來制造人體骨骼。
? 能源行業
利用PEEK耐高溫、不易水解、耐輻射等特點,用其制備的電線電纜、線圈骨架、閥片等已經廣泛用于核電站、石油勘探與開采中。
? 食品工業
PEEK憑借其良好的耐磨損、低吸濕性、環保無毒等特點。可以保證在食品加工設備上的長期使用,不會對人體造成危險。
PEEK(聚醚醚酮)
合 成 方 法
聚醚醚酮(PEEK)合成主要有兩種:
1.親核取代:
PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚和無水碳酸鈉為原料,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(280℃-340℃)進行縮聚反應得到高分子PEEK樹脂。
其優點是聚合物支化、交聯等副反應較容易控制,不需要金屬基的催化劑,也不使用穩定劑和添加劑,可以生產出高純度的PEEK粉末。
但反應條件苛刻,工藝條件復雜,單體成本昂貴。這也PEEK價格極高,并制約其應用的一大原因吧。
其反應式如下:
2、親電取代:
以二苯醚和間苯二甲酰氯為原料在低溫下反應。
其特點是反應溫和,原料來源方便。但是存在聚合物支化、交聯等副反應。
因此,對于親電合成線路,如何有效地控制高分子支化、交聯等副反應,獲得高分子量的聚合物,選擇反應溶劑非常重要。
其反應式如下:
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