塑料基礎(chǔ)知識|聚醚醚酮（PEEK）簡介
來源：peek板材供應(yīng)商-恒鑫實(shí)業(yè) 作者：PEEK板材加工
聚醚醚酮（Poly ether ether Ketone ，PEEK）樹脂是一種新型特種工程塑料。具有可與聚酰亞胺相匹敵的特性，被稱為超耐熱性熱塑性樹脂。
聚醚醚酮具有熱固性塑料的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱塑性塑料的成型加工性。聚醚醚酮還具有優(yōu)異的耐熱性。其熱變形溫度為160℃，當(dāng)用20%～30%的玻璃纖維增強(qiáng)時,熱變形溫度可提高到280～300℃。聚醚醚酮的熱穩(wěn)定性良好，在空氣中420℃。2h情況下失重僅為2%，500℃時為2.5%,500℃時才產(chǎn)生顯著的熱失重。聚醚醚酮的長期使用溫度約為200℃，在此溫度下，仍可保持較高的拉伸強(qiáng)度和彎曲模量，它還是一種非常堅(jiān)固的材料，有優(yōu)異的長期耐蠕變性和耐疲勞性能。
聚醚醚酮的電絕緣性能非常優(yōu)異，體積電阻率約為1015～1016Ω·cm。它在高頻范圍內(nèi)仍具有較小的介電常數(shù)和介電損耗。例如，在104Hz時，在室它的介電常數(shù)僅為3.2，介電損耗僅為0.02。
聚醚醚酮的化學(xué)穩(wěn)定性也非常好，除濃硫酸外，幾乎對任何化學(xué)試劑都非常穩(wěn)定，即使在較高的溫度下，仍能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性。另外，它還具有極佳的耐熱水性和耐蒸汽性。在200~250 ℃的蒸汽中可以長時間使用。
聚醚醚酮有很好的阻燃性，在通常的環(huán)境下很難燃燒，即使是燃燒，發(fā)煙量及有害氣體的釋放量也是很低的，甚至低于聚四氟乙烯等低發(fā)煙量的聚合物。此外.它還具有優(yōu)良的耐輻射性。它對α射線、β射線、γ射線的抵抗能力是目前高分子材料中最好的。用它包覆的電線制品可耐1.1×107Gy的γ射線。
聚醚醚酮在熔點(diǎn)以上有良好的熔融流動性和熱穩(wěn)定性。因而具有熱塑性塑料的典型成型加工性能，因此可用注塑、擠出、吹塑、層壓等成型方法，還可紡絲、制膜。雖然聚醚醚酮熔融加工溫度范圍為360～400℃，但是由于它的熱分解溫度在520 ℃以上，因而它仍具有很寬的加工溫度范圍。
盡管聚醚醚酮的發(fā)展歷史僅為短短的二十幾年，但是由于它具有突出的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、耐輻射性以及高強(qiáng)度、易加工性，使得它目前已在核工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電子電器、機(jī)械儀表、汽車工業(yè)和宇航領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是作為耐熱性能優(yōu)異的熱塑性樹脂，它可用作高性能復(fù)合材料的基體材料。
PEEK是芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料。其熔點(diǎn)為334℃，具有下述很具魅力的特性；
（1）短期耐熱性：玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)后其熱變形溫度可以達(dá)到300℃以上。
（2）長期耐熱性：UL溫度指數(shù)（RTI）為250℃。
（3）韌性：是一種非常柔韌的樹脂。
（4）阻燃性：達(dá)到UL94V－0級（1.5mm），有自熄性，燃燒時發(fā)煙量是所有樹脂中最少的。
（5）耐腐蝕性/耐藥品性：除濃硫酸外無溶劑能侵蝕它。
（6）耐熱水性(可在200～300℃蒸汽中使用)。
（7）耐疲勞及耐蠕變性(是熱塑性塑料中最高的；
（8）加工成型性：除可注射成型外，還可適用各種成型方法。
加工工藝
PEEK雖然是超耐熱性樹脂，但由于它具有高溫（350～400℃）流動性好和熱分解溫度很高的（560℃）的特點(diǎn)，因此可以采用注射成型，擠出成型、模壓成型、吹塑成型、熔融紡絲、旋轉(zhuǎn)成型、粉末噴涂等多種方法成型加工。作為二次加工可以采用真空成型、壓延、拉伸、超聲波焊接、粘接、復(fù)合、機(jī)械加工等加工手段。
下面簡單介紹一下，常用的PEEK注射成型和擠出成型的一般加工工藝條件。
3．1注射成型
3.1.1設(shè)備
PEEK可用通常的螺桿式或柱塞式注射成型機(jī)加工成型，注射成型機(jī)應(yīng)滿足下述基本條件：料筒溫度可升到400℃；料筒內(nèi)應(yīng)該沒有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不會自動流淌，所以噴嘴不需要加斷流閥（shut off valve）。
3.1.2 模具溫度
由于PEEK是結(jié)晶性樹脂，因此使其充分結(jié)晶可以提高其性能。一般模溫在160℃以上時，就可以充分結(jié)晶，即使不熱處理也能得到很好的成型品，如果因?yàn)槟＞呓Y(jié)果所限模溫?zé)o法提高時，可在200℃以上熱處理一小時，也能使結(jié)晶完全，從而使機(jī)械強(qiáng)度和耐藥品性等提高。
3.1.3預(yù)備干燥
雖然PEEK的吸水率很低，飽和吸水率只有0.5%，但是要在高溫下成型，所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小時以上。
聚醚醚酮的長期使用溫度高達(dá)250℃，因此曾一度被稱為超耐熱特種工程塑料。除此以外，還兼具強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗輻射、電性能優(yōu)異、阻燃、可適合各種加工工藝等優(yōu)異的綜合性能。因此，PEEK在國防軍工、航空航天、電子信息、能源、汽車、家電、醫(yī)療衛(wèi)生等高新技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
PEEK樹脂是20世紀(jì)80年代初由英國ICI公司最先開發(fā)成功并商品化的,經(jīng)過一段開發(fā)誘導(dǎo)期，1993年開始由Victrex公司獨(dú)立經(jīng)營，之后的產(chǎn)量以每年15%的速度遞增。到20世紀(jì)末，PEEK樹脂仍由Victrex公司獨(dú)家生產(chǎn)供應(yīng),其生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到每年2000t，主要消費(fèi)市場是:歐洲、美國各占45%，以日本為主的亞洲占10%。
PEEK的主要應(yīng)用領(lǐng)域
從應(yīng)用領(lǐng)域的分配來說，汽車等（包括航空）運(yùn)輸業(yè)市場約占PEEK樹脂消費(fèi)量的40%，半導(dǎo)體制造設(shè)備占25%，壓縮機(jī)閥片等一般機(jī)械零部件制品占25%，醫(yī)療器械和分析儀器等其他市場占10%。
1、汽車等運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域
近年來，PEEK樹脂在歐洲市場的增長尤以汽車零部件制品市場的增長最為迅速，特別是發(fā)動機(jī)周圍零部件、變速傳動部件、轉(zhuǎn)向零部件等都選用了PEEK塑料代替一些傳統(tǒng)的高價金屬作為制造材料。今后，隨著汽車行業(yè)適應(yīng)微型化、輕量化以及降低成本的要求，PEEK樹脂的需求仍將不斷增長。有資料表明，歐洲某車型有44個零部件采用了PEEK塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制品。
2、IT制造業(yè)領(lǐng)域
半導(dǎo)體制造以及電子電器行業(yè)有望成為PEEK樹脂應(yīng)用的另一個增長點(diǎn)。在半導(dǎo)體行業(yè)，為了達(dá)到高功能化、低成本，要求硅片的尺寸更大，制造技術(shù)更先進(jìn)，低粉塵、低氣體放出、低離子溶出、低吸水性是對半導(dǎo)體制造工藝中各種設(shè)備材質(zhì)的特殊要求，這將是PEEK樹脂大顯身手的地方。
3、辦公用機(jī)械零部件領(lǐng)域
對于復(fù)印機(jī)的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等，用PEEK樹脂代替金屬作為它們的材料時，可以使部件輕量化、耐疲勞，并能夠做到無油潤滑。
4、電線包覆領(lǐng)域
PEEK包覆層有很好的阻燃性，不加任何阻燃劑，其阻燃級別即可達(dá)UL94 V-0級。PEEK樹脂也具有耐剝離性、耐輻照性（109拉德）等優(yōu)點(diǎn)，因此用在軍工以及核能等相關(guān)領(lǐng)域的特種電線已經(jīng)廣泛采用該樹脂制作包覆物。由于PEEK樹脂這些獨(dú)特的性質(zhì)，將來有望取代部分一般用途的氟樹脂。
5、板材、棒材等領(lǐng)域
PEEK在一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用過程中，經(jīng)常會遇到數(shù)量少、品種多的現(xiàn)象，這時用棒、板等型材進(jìn)行機(jī)械加工制造是十分有利的。
6、纖維領(lǐng)域
PEEK纖維（包括單絲）在復(fù)合材料、工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中已被廣泛采用。在復(fù)合材料領(lǐng)域，PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外，其魅力還在于它的耐化學(xué)藥品性和耐磨性。
7、醫(yī)療分析器械領(lǐng)域
由于PEEK可耐反復(fù)的高壓滅菌，在醫(yī)療器械中可用于制造內(nèi)窺鏡零件、牙科用的去垢器等。另外，由于PEEK的高強(qiáng)度和低溶出性，已用在儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。而且，由于PEEK與人體具有很好的相融性，近年來作為人工骨材料已經(jīng)成功地替代了傳統(tǒng)的鈦金屬。
