PEEK是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，可在250℃下長(zhǎng)期使用，在高溫下能保持較高的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，剛性大，尺寸穩(wěn)定性好，線膨脹系數(shù)小。
除濃硫酸外，幾乎能耐任何化學(xué)藥品；而且即使在較高溫度下仍能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)其自身還具有阻燃性。
PEEK薄膜具有高的耐熱性、良好的電氣性能和力學(xué)性能，連續(xù)使用溫度可達(dá)240℃,介電損耗低至0.001~0.003；透光率達(dá)到85.9%。特別是其耐化學(xué)藥品性、耐水解性、耐放射線性等性能，即使在高性能薄膜中也相當(dāng)突出。
一 、PEEK薄膜的制備方法
工業(yè)上PEEK薄膜主要有擠出流延法和擠出吹塑法兩種制備方法。
（1）擠出流延法
PEEK薄膜由T形口模熔融擠出流延制備，口模溫度須在400℃以上，擠出機(jī)螺桿可采用PA或PP薄膜用螺桿結(jié)構(gòu)。為了使PEEK薄膜具有高的拉伸強(qiáng)度等優(yōu)異性能，可對(duì)其進(jìn)行單向或雙向拉伸。
Li等通過(guò)擠出拉伸制備高強(qiáng)度PEEK薄膜，拉伸后拉伸強(qiáng)度達(dá)到了333MPa，幾乎是未拉伸的4倍，這主要源于拉伸取向和結(jié)晶的協(xié)同作用。在拉伸速率、拉伸溫度和拉伸比3個(gè)工藝參數(shù)中，拉伸比對(duì)薄膜拉伸強(qiáng)度的影響最為顯著（見(jiàn)圖1）。
圖1 拉伸比對(duì)PEEK薄膜拉伸強(qiáng)度的影響
Na等通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混制備了PEEK/聚醚砜包覆多壁碳納米管（MWCNT）復(fù)合材料，并采用擠出流延法制備了薄膜。
用于寬帶電磁干擾屏蔽時(shí)，薄膜表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性（5%質(zhì)量損失時(shí)分解溫度T5%為586℃)和良好的力學(xué)性能（PEEK/聚醚砜包覆MWCNTs質(zhì)量比為91∶9時(shí)，拉伸強(qiáng)度為101MPa），優(yōu)于先前報(bào)道的其他電磁屏蔽薄膜（表1）
表1 不同復(fù)合材料的電磁屏蔽效能、拉伸強(qiáng)度和T5 %
孫江華等采用擠出流延法制備了一系列PEEK薄膜，發(fā)現(xiàn)其拉伸強(qiáng)度隨流延輥轉(zhuǎn)速的增加從129MPa提高到155MPa；流延后雙向拉伸可大幅度提高薄膜的力學(xué)性能，縱向拉伸強(qiáng)度可達(dá)203MPa。
PEEK薄膜，圖源：威格斯
李文雷等通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)共混制備了PEEK/MWCNT復(fù)合材料，采用擠出流延法制備了薄膜。在MWCNT含量為0.68%（體積分?jǐn)?shù)）時(shí)，薄膜的介電常數(shù)達(dá)367.2×103Hz，是純PEEK薄膜的100倍左右；拉伸強(qiáng)度達(dá)到103.4MPa，使其適用于對(duì)力學(xué)性能有高要求的高介電常數(shù)材料。
（2）擠出吹塑法
PEEK薄膜也可以采用擠出吹塑法制備，可得到薄的薄膜，但難以得到寬幅薄膜。高正春等采用雙螺桿三層共擠吹塑法制備了主要成分為PET/PEEK/PI（150/200/180，質(zhì)量份數(shù)）復(fù)合薄膜。
HDPE 三層共擠吹膜機(jī) 圖源：佛山市順德區(qū)宏程實(shí)業(yè)有限公司
擠出時(shí)，主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速100~200r/min，牽引速度5~10m/min，口模直徑400mm，吹脹比3~5。復(fù)合薄膜水蒸氣透過(guò)量低，剝離力大，熱合強(qiáng)度大。
朱冠南等通過(guò)擠出吹塑法制備了厚度小于0.5mm的PEEK薄膜，薄膜各向同性，且具有較好的耐磨性。
二、 PEEK薄膜的改性
（1）共混與填充改性
宋文生等采用共混方法制備了一系列不同組成的磺化聚醚醚酮（SPEEK）與PSF共混薄膜，發(fā)現(xiàn)隨PSF含量的增加，SPEEK/PSF薄膜的相分離行為加劇，室溫下的阻醇性能得到提高；PSF含量為50%時(shí)，甲醇透過(guò)系數(shù)僅為1.3×10-7cm2/s，下降了88.3%。
磷鎢酸
薛松等將SPEEK溶于二甲基乙酰胺中后加入磷鎢酸（PWA），攪拌均勻后在玻璃板上延流成膜，干燥脫水后制得了復(fù)合材料質(zhì)子交換膜。
磺化度為0.73的SPEEK復(fù)合材料膜在PWA摻雜量達(dá)0.45%和0.6%（與SPEEK的質(zhì)量比）時(shí)，電導(dǎo)率都高于10-2S/cm，80℃左右時(shí)分別達(dá)到2.95×10-2S/cm和3.88×10-2S/cm，大大高于Na-fion®117膜的電導(dǎo)率。
（2）等離子體改性
INAGAKI等采用氧等離子體對(duì)PEEK薄膜改性，在表面引入C—O基團(tuán)，提高其親水性。與未經(jīng)處理的薄膜相比（93°),用直接等離子體處理和遠(yuǎn)程氧等離子體處理的薄膜表面接觸角大幅減小（56°~78°)。
杜鵬等采用離子注入的方法對(duì)PEEK薄膜改性，在表面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)極不完整的石墨相，從而使薄膜極性減小，與水的接觸角增大，同時(shí)使其表面硬度和模量顯著提高。
（3）接枝改性
Chen等通過(guò)二乙烯基苯的熱接枝和苯乙烯磺酸乙酯的輻射接枝改性超薄PEEK薄膜，改性后薄膜在熱水中表現(xiàn)出更高的水解穩(wěn)定性，例如在95℃的水中非常穩(wěn)定，5000h后質(zhì)量未減少；且甲醇滲透率更低，為0.35×10-6cm2/s，不到Nafion®的1/7，可用作直接甲醇燃料電池的電解質(zhì)膜。
50W直接甲醇燃料電池 圖源：廣州綠歌環(huán)保科技有限公司
Li等采用輻射誘導(dǎo)交聯(lián)和接枝對(duì)PEEK薄膜改性，并制備了芳香烴電解質(zhì)膜，其甲醇滲透率更低（圖2），力學(xué)性能更高；在高溫下在直接甲醇燃料電池中具有耐久性；在95℃時(shí)最大功率密度達(dá)到106mW/cm2。
圖2 cPEEK和cPEEK-g-DVB電解質(zhì)膜的甲醇滲透率與離子交換容量的關(guān)系
三、 PEEK薄膜的應(yīng)用
PEEK薄膜主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹Ｋ㈦娮赢a(chǎn)品振膜、柔性印刷電路和薄膜電位器等。
Kiepfer等測(cè)量了純PEEK薄膜、滑石填充的PEEK薄膜和不銹鋼薄膜與人造海水的抗污性曲線，發(fā)現(xiàn)3種薄膜中，純PEEK薄膜與所測(cè)物質(zhì)之間的附著力最弱，這歸因于其低極性、低粗糙度及均勻形貌。因此PEEK薄膜適用于熱海水淡化過(guò)程中的原位清洗。
Hamada等通過(guò)輻射誘導(dǎo)接枝聚合制備含納米SiO2的PEEK薄膜，其中納米SiO2含量3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)薄膜表現(xiàn)出最高的拉伸強(qiáng)度（16.4MPa），分別是不含SiO2的薄膜和Nafion®212的1.27倍和1.64倍；膜電極組件離子交換容量達(dá)3.30mmol/g，在相對(duì)濕度為30%時(shí)最大功率密度為612mW/cm2，提高了7%。因此PEEK/納米SiO2雜化膜的接枝電解質(zhì)膜可用于燃料電池領(lǐng)域。
參考資料：楊超永等，高性能塑料薄膜制備方法及改性研究進(jìn)展，中國(guó)塑料，2022;各公司官網(wǎng)
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