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嘉峪檢測網(wǎng) 2020-10-21 10:17
PEEK具有耐高溫、耐輻射、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等特點,同時還具有優(yōu)異的加工性能,易于注塑成型、擠出成型和切削加工,是綜合性能最優(yōu)的特種工程塑料之一,與聚酰亞胺等特種工程塑料共同處于塑料材料金字塔的頂端。由于在特殊應用場景下,聚醚醚酮擁有其他聚合物不可替代的優(yōu)良性能,近年來需求增長迅速。
一、PEEK的改性方法
對PEEK進行纖維增強、無機填料填充以及有機材料共混等改性,可以進一步增強PEEK的力學性能、耐熱性能以及耐摩擦性能,得到性能更加優(yōu)異的PEEK塑料合金或PEEK復合材料,同時,由于 PEEK 材料本身價格相對一般工程塑料較高,與其他材料進行共混,不但能夠賦予材料更多的優(yōu)良性質(zhì),還可以提高材料的性價比,降低材料成本,擴大使用范圍。
目前,PEEK 材料的主要改性方式有纖維增強 PEEK、無機填料填充 PEEK、有機材料共混改性、與其他聚合物共混等。
1、纖維增強
玻纖、碳纖和各種晶須與聚醚醚酮有很好的親和性,因此,常被選為填料增強聚醚醚酮制成高性能的復合材料,提高聚醚醚酮樹脂的強度、使用溫度等。利用玻纖、碳納米管、碳纖增強的 PEEK 復合材料,力學、熱學等性能有顯著提高。
2、無機填料填充改性
可用于填充的無機填料通常是微米、納米級無機顆粒,例如 氧化鋁、CuO、ZrO2 等。納米粒子不但具有尺寸效應、高化學反應活性的性能,而且還能與聚合物界面進行相互作用,因此,在 PEEK 和其他聚合物的改性中被廣泛采用。
3、有機共混改性
將聚醚醚酮與具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的有機高分子材料共混不僅可以提高復合材料的熱性能和降低生產(chǎn)成本,而且對其力學性能也有很大影響。PEEK可于聚合物PTFE、LCP、PEI、PI等共混。
4、表面改性
由于 PEEK 復合材料之間相容性及親水性較差,通過物理和化學方法對PEEK或添加物的表面進行處理可以使其表面的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,極性和親水性得到改善,從而可進一步提高與其它物質(zhì)間的作用力和復合材料的物理性能。
5、混雜改性
由于使用單一材料增強改性 PEEK 時往往只能有限提高其性能,例如化學改性主要改善其熱學性能,纖維增強主要提高其力學性能,無機填充改變其摩擦性能,而同時采用多種不同種類材料對 PEEK 進行改性可以提高其綜合性能,因此混雜改性受到越來越多的關(guān)注。
二、PEEK的應用領(lǐng)域
PEEK材料在國外已有數(shù)十年的發(fā)展歷程,在我國航空航天、電子信息、醫(yī)療器械、核能發(fā)電等尖端領(lǐng)域亦已有較多應用,但長期以來相對較高的價格限制了其向一般民用市場的滲透,目前主要還是應用于航空航天、高端工業(yè)及醫(yī)療領(lǐng)域等。
1、航天航空
PEEK可替代鋁和其他金屬材料制造飛機零部件,比金屬減重最高達70%,提高燃油效率。目前波音、空客等公司已大量采用PEEK材料。
2、醫(yī)療
PEEK具有無毒、質(zhì)輕、耐腐蝕等優(yōu)點,生物相容性優(yōu)異,是一種極具潛力的生物假體材料。用于椎間融合器、醫(yī)用導管、骨骼等。
3、能源
PEEK專門用于高溫高壓和化學腐蝕性環(huán)境,能夠拓展油氣勘探范圍,可用于制造大型石化出產(chǎn)線上的氫氣緊縮機和石油氣緊縮機的環(huán)狀、網(wǎng)狀閥片等。此外,PEEK還可用于核電部件。
4、汽車
PEEK具有優(yōu)秀的機械性能以及對車用工作液具有卓越的耐化學腐蝕性,良好的耐磨損性能等,廣泛應用于汽車齒輪、真空泵、離合器、閥錐等,提高燃油效率、增加耐用性。
5、食品飲料工業(yè)
PEEK可用于食品加工、儲存、烹飪設備零部件以及水、飲料的傳送、貯存設備,如管道、閥門、容器等。
6、電子電氣
PEEK具有優(yōu)良的電氣性能,是理想的電絕緣體,在高溫、高壓和高濕度等惡劣環(huán)境下仍能保持良好的電氣絕緣性,用于制造晶片承載起、絕緣膜片、印刷電路板、高溫接插件以及各種電氣連接件等。PEEK薄膜可應用于微型揚聲器振膜、5G射頻天線基板等。
目前,國外企業(yè)擁有更大的生產(chǎn)規(guī)模及全球化的營銷網(wǎng)絡,產(chǎn)品類型較為豐富、應用水平更為成熟,相比于國外企業(yè),國內(nèi)已實現(xiàn)PEEK大規(guī)模生產(chǎn),品質(zhì)也達到國際水平,但在產(chǎn)品多樣性以及應用拓展方面還有待提高。
來源:艾邦高分子