聚醚醚酮(Poly ether ether Ketone PEEK)详细介绍

《聚醚醚酮(Poly ether ether Ketone PEEK)详细介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚醚醚酮(Poly ether ether Ketone PEEK)详细介绍（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、聚醚醚酮(Poly ether ether Ketone , PEEK)详细介绍聚醚醚酮(Poly ether ether Ke tone , PEEK)树脂是一种新型特种工程塑料。具有可与聚酰亚 胺相匹敌的特性，被称为超耐热性热塑性树脂。A、分解温度：560C；B、能很好流动的温度:350C400C； 一化学结构二特长PEEK是芳香族结晶型热塑性高分子材料。其熔点为334C，具有下述很具魅力的特性；(1) 短期耐热性：玻璃纤维或碳纤维增强后其热变形温度可以达到300C以上。(2) 长期耐热性：UL温度指数(RTI)为250C。(3) 韧性：是一种非常柔韧的树脂。(4) 阻燃性：达到UL94V

2、 0级(1.5mm)，有自熄性，燃烧时发烟量是所有树脂中最少的。( 5)耐腐蚀性/耐药品性：除浓硫酸外无溶剂能侵蚀它。(6) 耐热水性(可在200300C蒸汽中使用)。(7) 耐疲劳及耐蠕变性(是热塑性塑料中最高的；(8) 加工成型性：除可注射成型外，还可适用各种成型方法；三主要特性3.1 耐热性虽然未增强的纯树脂的热变形温度只有160C，但用玻璃纤维、碳纤维增强后，热变形温度可达300C以上。按长期连续使用温度的评价方法UL温度指数测定(RTI)为250C。32 机械特性PEEK在室温时的抗蠕变性能如图1，2所示。即不论有无缺口都比其它耐热性树脂高得多。10 ；皿10*阿炉何炉皿-t LOO

3、OBOOFBQQ尼龙A1OO1 g一迪1年S年W W KP 孙ta* to* 0 to*时间(分)图2 蠕变破坏强度(无时间(分)图 1 蠕变破坏强度(有缺口) 缺口)33 各种物性随温度的变化其弯曲模量随温度的变化如图3所示。虽然在其玻璃化转变温度（143C ）附近有所下降，但直 至其熔点附近（300C ）仍保持有足够的弹性模量。其抗拉强度随增强情况不同有所变化，从图 4 中可知，直到高温领域都还保持一定强度。$D 麵温度g）F殴毗L20图3 弯曲摸量与温度的关系图4 拉伸强度与温度的关系另外其在250C的老化试验结果如图5所示。它表明不仅一般树脂无法比，就是比公认的长期耐热性好的 PPS

4、也要稳定。图5 老化过程中弯曲程度的变化34 耐冲击性它是耐热树脂中韧性最好的一种与其它树脂的比较如图 6。图 6 几种耐热树脂的冲击强度（无缺口）35 阻燃性PEEK有自熄性，不加任何阻燃剂用UL标准测定分别达到94V 1 （厚度为0.3mm）, 94V 0 （厚 度为1.5mm） 94V 5 （厚度为3.2mm）。另外燃烧时的发烟量也非常少。按美国NBS试验的结果 如图 7 所示。36 耐药品性PEEK 只溶解于浓硫酸，有良好的耐化学药品性，特别是在高温下耐酸碱性方面比聚酰亚胺好得 多。部分化学药品对PEEK的影响情况如表1所示。表1 PEEK的耐药品性（500Kg/cm2应力下）药品名影

5、响程度药品名影响程度盐酸A丙酮B硝酸A甲乙酮A浓硫酸C环己烷A88%磷酸A甲苯A50NaOHA三氯乙烯A50KOHA三氯乙烷A氨A氯仿A二氯乙烷A醋酸乙酯A甲醇A汽油A注： A无影响；B多少有影响；C溶解37 耐水解性PEEK的吸水率很小，23C的饱和吸水率只有0.5%。而且耐热水性好，可以在300C的加压热水 或蒸气中使用。在200C以上的热水中可以连续使用。图8为在100C的热水中浸泡后的抗拉强 度试验，结果表明即使连续浸泡200天其强度也几乎没有明显变化。图9是在130C热水中浸泡 11天后其弯曲模量保持率与其它树脂的比较，结果表明纯PEEK树脂的保持率在90%以上，远高 于其他树脂。3

6、WPEEK50CA3Q200血PEEK4S0GL3050Jwx-Mtndd图10耐疲劳性比较（无缺口 23C）WICO IM 加矍泡时间（日）图8 100t热水浸泡后拉伸强度的变化图9 1301热水浸泡11天后弯曲强度保持率38耐磨性 具有相当于聚酰亚胺的良好耐磨性，其具体数值如表2所示。表2 PEEK的耐磨性（Taber磨擦）样品对磨材质磨耗量纯PEEK树脂H10 wheel2.7X10 - 4纯PEEK树脂S17 wheel9.7X10 - 439耐疲劳性在所有树脂中具有最好的耐疲劳性，图10是与其它树脂的对比。310耐辐照性耐Y辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以

7、做成Y辐照剂量达 1100Mrad 时仍能保持良好的绝缘能力的高性能电线。311 耐剥离性PEEK 的耐剥离性很好，因此可制成包覆很薄的电线或电磁线，并可在苛刻条件下使用。剥离试 验的结果如表 3所示。312 电性能PEEK 具有良好的电绝缘性能，并可保持到很高的温度范围。其介电损耗在高频情况下也很小 其介电损耗的频率依赖性和温度依赖性及体积电阻的温度依赖性分别如图 11， 12， 13所示。图 11 介电损耗与频率的关系 耗损与温度的关系图 12 介电表 3 机械剥离温度（C）负荷（Kg）20411053415029图 13 体积电阻与温度的关系 四加工工艺PEEK虽然是超耐热性树脂，但由于

8、它具有高温（350400C ）流动性好和热分解温度很高的 （560C ）的特点，因此可以采用注射成型，挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转 成型、粉末喷涂等多种方法成型加工。作为二次加工可以采用真空成型、压延、拉伸、超声波焊 接、粘接、复合、机械加工等加工手段。下面简单介绍一下，常用的PEEK注射成型和挤出成型的一般加工工艺条件。41 注射成型4.1.1 设备PEEK 可用通常的螺杆式或柱塞式注射成型机加工成型，注射成型机应满足下述基本条件：料筒 温度可升到400C ；料筒内应该没有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不会自动流淌，所以 喷嘴不需要加断流阀（ shut off valve

9、） 。4.1.2 模具温度由于PEEK是结晶性树脂，因此使其充分结晶可以提高其性能。一般模温在160C以上时，就可 以充分结晶，即使不热处理也能得到很好的成型品，如果因为模具结果所限模温无法提高时，可 在200C以上热处理一小时，也能使结晶完全，从而使机械强度和耐药品性等提高。4.1.3 预备干燥虽然PEEK的吸水率很低，饱和吸水率只有0.5%，但是要在高温下成型，所以加工成型之前有必 要在150C干燥3小时以上。PEEK的标准注射成型条件如表4所示。表 4 PEEK 的标准注射成型条件项目纯树脂30%玻璃 纤维增强30%碳 纤维增强根部330360350380350380料筒温度（C）中间3

10、50380370400370400喷嘴350380370400370400模具温度（C）130170140180140180注射压力（Kg/cm2）1000 14001200160012001600螺杆背压（Kg/cm2）50 10050 10050 100保持压500一700600一800600800注射速度 螺杆转数（rpm） 循环周期（秒）中速高速5030中速高速5030中速高速503042挤出成型PEEK可以采用挤出成型工艺加工成薄膜、电线包皮、单丝、棒材、薄板等。表5列出了 PEEK薄 膜的挤出成型条件。表5 PEEK的标准挤出成型条件项目条件挤出机螺杆30,L/D=24,C.R.=

11、3喂料350料筒温度（C）压缩部370机头380模具温度（C）380定型辊温度（C）30螺杆转数（rmp）30线速度（m/min）10吐出量（Kg/cm2）5PEEK的标准物性数据（数据中心）五用途5.1复合材料近些年来引人注目的是热塑性树脂基复合材料，其中发展最快的是由ICI公司推出的PEEK复合 材料（商品名APC-2）。5.1.1制造方法APC - 2是将碳纤维的长纤维用PEEK熔融预浸制得，由于碳纤维与基体PEEK的相容性好，可以 制得粘结性很好的复合材料，孔隙率只有0.1%。表6是其材料的机械性能。表6 APC-2的标准机械性能项目单位数值（铺层方向0） 拉伸强度Mpa2130拉伸模

12、量Gpa134断裂伸长%1.45弯曲强度Mpa1880弯曲模量Gpa121（铺层方向90） 拉伸强度Mpa80拉伸模量Gpa8.9断裂伸长%1.0弯曲强度Mpa137弯曲模量铺层方向Gpa8.9（铺层方向土 45）拉伸强度Mpa300拉伸模量Gpa19.2断裂伸长%17.2比环氧树脂复合材料易加工成型后不需养生有良好的耐冲击性，损伤容限大有优良的抗蠕变性和耐疲劳性有良好的耐热性有优良的耐热湿循环性损伤处易修补5.1.3 制品的规格ICI上市的最通常单向预浸物（CF含量68%2）和由这种预浸的按各种角度（+ 45/90/ 45/0）铺层后压制成的薄板的规格如表 7所示。表 7 典型的 APC2

13、制品的规格1单向预浸物（CF含量68%2）标准宽度140mm216mm标准厚度0.125mm标准重量213g/tf标准长50m2薄板(+ 45/90/ 45/0)标准尺寸405mmX405mm700mmX700mm标准厚度1mm （预浸物8层）2mm （预浸物16层）3mm （预浸物24层）4mm （预浸物32层）5mm （预浸物40层）5.1.4 用途 利用上述特点虽然可有多种多样应用领域，但目前主要用在航空和军工产业领域。5.2 挤出成型制品5.2.1 电磁线利用 PEEK 具有包覆加工性好（可熔融挤出，而不用溶剂）；燃烧时发烟量低且产生腐蚀性气体 少；耐剥离性好；耐磨耗性好；耐辐照性强；

14、可自由着色等特点，已经用作电缆、电线的绝缘或 保护层。广泛应用于原子能、飞机、船舶、油、气井，电磁线、光导纤维等领域。5.2.2 薄膜利用其比聚酰亚胺吸湿性小，高温时耐碱、耐酸和耐高频性好、耐焊锡、耐辐照等特点，用作H 级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器等的绝缘薄膜，可绕性印刷线路 板，载波带（ carrier tape） ，复合材料（用 PEEK 与碳纤维、玻璃纤维层覆），耐热耐药品的 环型带等。5.2.3 纤维利用PEEK单丝比聚酯和尼龙纤维有更好的耐蒸气、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点， 应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料（与碳纤维、玻璃

15、纤维等混织或 混编）、耐热耐药品纺织带等。5.3 注射成型制品5.3.1 耐磨材料发挥其耐磨性、耐药品性、韧性好和可在250C使用等特点用于制造轴承保持架、金属轴承的护 衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油发动机的零件、滑轮加载器（turbochanger ）叶片、 复印机零件、悬置轴瓦、活塞裙、发动机推杆等。5.3.2 电器、电子制品发挥其耐焊锡性（热变形温度300C以上）、阻燃、UL温度指数250C、韧性好等特点，用于制 造镶嵌插头，高可靠性接插件，电缆插头，接线盒，配线的引出头，极板的笼型线圈（ Wafe r b aske t ） ， 电池外壳， IC 的封装等。5.3.3 热水设备发

16、挥其能耐300C的加压水或蒸汽而且在200C以上可长期使用的特点，用于制造热水、化学泵 的泵体和叶轮及其它零件，蒸气阀门，0型圈，采油用接插件，锅炉及PH计的护套等。5.3.4 其它PEEK 还可以用于制造原子能发电站用接插件和阀门零件、滑轮叶片、显微镜灯的罩、马达周围 导线支架、火箭用电池槽、螺栓、螺母、实验室用镊子等。5.4 粉末喷涂制品PEEK 可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。5.5 其它加工成型制品可用旋转成型制造大型成品，用吹塑成型法可做成核废料的容器，还可以把PEEK薄膜与金属热 压粘接制成高温粘结力很好的复合材料。六、主要生产公司 国外主要生产公司；1、英国 Victrex （PEEK 原粉生产商）；2、德国 Degussa（PEEK 原粉生产商）；3、比利时 Solvay （PEEK 原粉生产商）；4、日本住友（Victrex PLC与三井的合资公司）共混公司；5、美国 LNP；8、荷兰 DSM；9、美国 RTP 公司； 国内主要生产公司： 吉林大学特种工程塑料（PEEK原粉生产商）。