222
111

聚醚醚酮

   日期:2020-07-29     浏览:87    
核心提示:聚醚醚酮(特种高分子材料)聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone,简称PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单
 

聚醚醚酮

 

(特种高分子材料)

 
聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone,简称PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能,是一类半结晶高分子材料,熔点334℃,软化点168℃,拉伸强度132~148MPa,可用作耐高温结构材料和电绝缘材料,可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。这种材料在航空航天领域、医疗器械领域(作为人工骨修复骨缺损)和工业领域有大量的应用。
 
 
ntent="" maincontent="" basicinfo="" img="" background-position:="" background-size:="" background-repeat:="" background-attachment:="" background-origin:="" background-clip:="" color:="" font-family:="" font-size:="">
中文名
聚醚醚酮
外文名
poly(ether-ether-ketone)
简    称
PEEK
CAS号
29658-26-2
长期使用温度
260℃

目录

  1. 1 属性
  2. 2 特点
  3. 3 产品特性
  4.  耐高温
  5.  机械特性
  1.  阻燃性
  2.  发烟性
  3.  毒气逸散性
  4.  稳定性
  5.  绝缘稳定性
  6. 4 物理性质
  1. 5 化学性质
  2. 6 制备
  3. 7 应用
  4. 8 主要产地
 

属性

英文同义词:Poly(ether ether ketone);PEEK;polyetheretherketone
耐高温性——聚醚醚酮PEEK具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),其负载热变形温度高达316℃,瞬时使用温度可达300℃。

聚醚醚酮聚醚醚酮
机械特性——聚醚醚酮PEEK具有刚性和柔性,特别是对交变应力下的抗疲劳性非常突出,可与合金材料相媲美。
自润滑性——聚醚醚酮PEEK具有优良的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合,特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的滑动牌号的PEEK耐磨性非常优越。
耐腐蚀性——浓硫酸外,PEEK不溶于任何溶剂和强酸、强碱,而且耐水解,具有很高的化学稳定性。
阻燃性——聚醚醚酮PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃剂,可达到UL标准的94V-0级。
易加工性——由于PEEK具有高温流动性好,而热分解温度又很高的特点,可采用多种加工方式:注射成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。
聚醚醚酮(PEEK) 聚醚醚酮的加工方法:用硬合金刀进行加工,并加冷却液,防止材料产生应力
 

特点

耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解,抗压,耐腐蚀,其符合材料制作成的机械零件具有自润滑效果。
耐温、热稳定性佳、超高耐热(较PPS优良)、HDT在315摄氏度以上,UL连续使用温度为250摄氏度。
1:机械特性:PEEK是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美。
2:自润滑性:PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。
3:耐化学药品性(耐腐蚀性):PEEK具有优异的耐化学药品性.在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有浓硫酸,它的耐腐蚀性与镍钢相近。
4:阻燃性:PEEK是非常稳定的聚合物,1.45mm厚的样品,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。
5:耐剥离性:PEEK的耐剥离性很好,因此可制成包覆很薄的 或电磁线,并可在苛刻条件下使用。
6:耐疲劳性:PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。
7:耐辐照性:耐高辐照的能力很强,超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能 。
8:耐水解性:PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。
 

产品特性


PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。
 

耐高温


PEEK树脂具有较高的熔点(334℃)和玻璃化转变温度(143℃),连续使用温度为260℃,其30%GF或CF增强牌号的负载热变型温度高达316℃。
 

机械特性


PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。
 

阻燃性


材料的易燃性即从氧、氮混合剂获得高能量点燃后维持燃烧的能力。测量易燃性的公认标准为UL94,方法是先点燃预定形状的垂直样品,然后测得该材料自动熄灭所用的时间。PEEK检测结果为V-0,这是阻燃性的最优等级。
 

发烟性


测量由塑料燃烧所产生烟尘的标准为ASTM E662,此标准是采用美国国家标准局(NBS)的烟尘实验室,以比光学密度为单位,测量由标准形状样品燃烧生产的烟尘的可见光暗淡程度,该测试可以在持续燃烧(有火焰)或燃烧中断(无火焰)的情况下进行,在塑料中PEEK具有最低发烟性。
 

毒气逸散性


PEEK与很多有机材料相同,在高温分解时,PEEK主要产生二氧化碳和一氧化碳,使用英国航行器测试标准BSS 7239可以检测到极低浓度的毒气逸散,这种检测过程需要在1立方米的空间内完全燃烧100克样品,然后分析其中所产生的毒气,毒性指数定义为在正常情况下产生的毒气浓度综合与30分钟可以使人致命的剂量之比,PEEK450G的指数为0.22,且没有检测到酸性气体。
 

稳定性


PEEK塑胶原料具有优越的尺寸稳定特性,这对某些应用来说有的很重要。温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大,可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求。
1.PEEK塑胶原料注塑成型收缩率小,这对控制PEEK注塑零件的尺寸公差范围非常有好处,使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多;
2. 热膨胀系数小,随着温度的变化(可由环境温度的变化或运转过程中摩擦生热引起),PEEK零件的尺寸变化很小;
3. 尺寸稳定性好,塑料的尺寸稳定性是指工程塑料制品在使用或存放过程中尺寸稳定的性能,这种尺寸的变化主要是因为聚合物分子的活化能提高后,使链段有某种程度的卷曲导致的;
4.PEEK耐热水解特性突出,在高温高湿环境下吸水性很低,不会出现类似尼龙等通用塑料因吸水而使尺寸发生明显变化的情况。
 

绝缘稳定性


PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的电绝缘性能,并保持到很高的温度范围。其介电损耗在高频情况下也很小。
耐辐照性和耐剥离性

PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂有良好的耐辐照性和耐剥离性,因此可 以用来制成特殊用途的电磁线.
在消毒柜和无线验证系统上,有时会采用PEEK,相当于不锈钢的功效。
 

物理性质

密度1.265(非晶型)~
1.320(结晶型)g/cm3
冲击强度(缺口) 60~80J/m
断裂伸长率 ≥150%
吸水性 ≤0.1%
体积电阻率 1016Ω·cm
弯曲强度 ≥140MPa
介电常数 3.2~3.3
拉伸强度 ≥93MPa
阻燃性(UL94) V-0
英国Victrex公司和美国Amoco公司都有PEEK产品,还有德国Evonik公司的VESTAKEEP粉末产品。
结晶态的密度1.32。最大特点是耐热性极好,在所有工程塑料中具有最好的耐热水性和耐蒸汽性,可在200~240℃蒸汽中长期使用,或在300℃高压蒸汽中短期使用。耐化学药品性优良,并有良好的绝缘性和耐辐射性。
 

化学性质

简称PEEK。一种新型工程塑料,分子主链中含有如下链节的线性芳香高分子化合物。
 

制备

由4,4'-二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钾为原料,以二苯砜为溶剂合成制得。
聚醚醚酮(PEEK)釆用亲核取代法制备。由4,4'-二氟二苯甲酮与对苯二酚在二苯砜溶剂中,在碱金属碳酸盐作用下进行缩聚反应制得。反应式如下:
缩聚反应在150℃到340℃温度下进行。起始反应温度要低,以免损失对苯二酚,并减少副反应。然后缓慢升温,聚合物溶解在溶剂中,反应在320℃下进行完全。
聚合物分子量取决于二氟二苯甲酮和对苯二酚的摩尔比。两者通常为等摩尔比,若前者稍过量,则聚合物含有氟端基。氟端基比酚端基的热稳定性更好。
碱金属碳酸盐通常为碳酸钾和碳酸钠的混合物,用量是lmol对苯二酚至少有2mol(碱金属碳酸盐相应于一个轻基至少对应一个碱金属原子)。若碱金属碳酸盐与对苯二酷的比值过低,则聚合物呈脆性;若比值过高,则会引发一系列副反应而影响产品性能。
缩聚反应在带有搅拌装置的不锈钢反应器中进行。将原料二氟二苯甲酮、对苯二酚及溶剂二苯砜(量约为二氟二苯甲酮的2到3倍)加入聚合反应器中,通氮气并加热升温至180℃,加入无水碳酸钾碳酸钠的混合物,升温至200℃保温lh,尔后再升温至250℃保温15min,最终升温至320℃ 保温2.5h。反应物从反应器中放出,经冷却后至滞留罐。聚合物与无机盐、氟化钠、氟化钾、二苯砜一起结晶析出。反应中生成的二氧化碳与氮气经冷凝后放空。
罐中的聚合物粉碎后,用500pm 孔径的细筛筛选,然后送入萃取器,用丙酮萃取,悬浮液经第一及第二压滤机压滤,并用丙酮洗涤沉淀,以除去二苯砜。滤液送至结晶器,回收二苯砜与丙酮;滤饼送至水洗罐,用水洗涤,以除去聚合物中的无机盐。悬浮液经第三、第四压滤机压滤后,滤液送溶剂回收,压滤后的滤饼送至干燥器经干燥后制得产品。
 

应用

由于聚醚醚酮PEEK具有优良的综合性能,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料。该塑料的耐高温、自润滑、耐磨损和抗疲劳等特性,使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一,它主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗器械等领域。
(1)航空航天领域:聚醚醚酮PEEK可加工成各种高精度的飞机零部件,由于其耐水解、耐腐蚀和阻燃性能好,可加工成飞机的内/外部件及火箭发动机的许多零部件。
(2)汽车制造:聚醚醚酮PEEK一直成功地用于汽车制造业,由于它具有良好耐摩擦性能,可以替代金属(包括不锈钢、钛)制造发动机内罩、汽车轴承、密封件和刹车片等。
(3)工业领域:聚醚醚酮PEEK由于具有良好机械性能、耐高温、耐磨耗,并能耐高压,常用来制造压缩机阀片、活塞环、密封件等。
(4)医疗器械:聚醚醚酮PEEK可在134℃下经受3000次循环高压灭菌,这一特性能满足灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备的制造,加上它的抗蠕变和耐水解性,用它可制造需高温蒸汽消毒的各种医疗器械。尤为重要的是PEEK无毒、质轻、耐腐蚀,是与人体骨骼最接近的材料,因此可采用PEEK代替金属制造人体骨骼。
(5)绝缘材料:PEEK因具有优良的电气性能,在高温、高湿等恶劣条件下,聚醚醚酮的绝缘性能仍能保持,是理想的电绝缘材料,特别是在半导体工业中得到广泛应用。
(6)是一种新型工程塑料,可用作耐高温结构材料和电绝缘材料,可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。
(7)改性聚醚醚酮(PEEK),有黑色碳纤增强导电聚醚醚酮(PEEK),有红色碳纤增强导电聚醚醚酮(PEEK),有矿物增强聚醚醚酮(PEEK),有玻纤增强聚醚醚酮(PEEK),及PEEK树脂。
聚醚醚酮聚醚醚酮
虽然聚醚醚酮具有许多优良性能,但是价格昂贵,限制了其在一些领域的应用。另外,它的冲击强度较差,为了进一步提高其性能,以满足各个领域的综合性能和多样化需要,可采用填充、共混、交联、接枝等方法对其进行改性,以得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料。例如:PEEK与聚醚共混可得到更好的力学性能和阻燃性;PEEK与PTFE共混制成复合材料,具有突出的耐磨性,可用于制造滑动轴承、动密封环等零部件;PEEK用碳纤维等填充改性,制成增强的PEEK复合材料,可大大提高材料的硬度、刚性及尺寸的稳定性等。
PEEK耐高温热性能十分突出,可在250℃下长期使用,瞬间使用温度可达300℃;其刚性大,尺寸稳定性,线胀系数较小,接近于金属铝材科;PEEK化学稳定性好,对酸、碱及几乎所有的有机溶剂都有很强的抗腐蚀能力,同时具有阻燃、抗辐射等性能;PEEK耐滑动磨损和微动磨损的性能优异,尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因数;此外,PEEK易于挤出和注射成型。凭借这些优异的综合性能,PEEK主要应用在汽车和航空发动机箱、头灯反射器、热交换制件,阀门衬套以及深海油田制件,机械、石油、化工、核电、轨道交通、电子和医学等领域有广泛的应用。
 

主要产地

国内PEEK板棒生产已比较成熟,主要产地有浙江宁波,江苏苏州等。
 
标签: 聚醚醚酮
打赏
 

电话咨询

咨询电话:
13800000000

微信咨询

QQ交流群

在线客服

售后服务

回到顶部