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PEEK材料介绍..
PEEK材料介绍及参数
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PEEK材料,以下是其详细介绍

·基本信息

化学名称:聚醚醚酮,英文名为poly(ether-ether-ketone) ,简称PEEK 。

 分子结构:是一种芳香族半结晶线性热塑性聚合物,由聚芳醚酮的重复单元所构成,分子链上含有苯环、醚键和羰基,其聚合物中,对亚苯基通过氧桥(醚和酮)连接

CAS号:31694-16-3 。

化学式:(C₁₉H₁₂O₃)(n) 。

密度:1.32 g/cm³ 。

熔点:337℃ 。

·制备方法 

工业制备:由等摩尔量的芳香卤化物4,4′-二氟二苯甲酮(DFBP)和对苯二酚(HQ)在溶剂二苯砜(DPS)中并在基本无水的条件下缩聚而成 。

亲电取代制备:可通过4-(4-苯氧基)苯甲酸在氟代烷磺酸(三氟甲基磺酸)(TFMSA)中溶解缩合制备PEEK等方法 。

亲核取代制备:在无水条件下,二元酚的双碱金属盐与邻位或对位均有吸电子基团的二卤代苯类化合物反应可制备PEEK 。

水解制备:通过去除可溶性无晶型预聚体中的大体积取代基而合成PEEK 。

· 特性

耐高温性能:熔点为343℃,玻璃化转变温度为143℃,长期使用温度高达260℃,瞬间使用温度可达300℃,在400℃短时间内几乎不分解 。

机械性能:具有高拉伸强度(90MPa以上)、高弹性模量、高硬度、抗冲击和抗蠕变性,在高温下仍能保持较高强度 。

耐磨性能:具有突出的摩擦学特性,有一定自润滑性能和较低摩擦系数,磨损率极低,耐滑动磨损和微动磨损性能优异

耐腐蚀性能:对各种有机溶剂、油、弱酸和弱碱均有出色抵抗力,除浓硫酸外,几乎不溶于其他酸碱和有机溶剂,耐腐蚀性与镍钢相近

耐辐照性能:能承受1100Mrad(兆拉德)的辐照剂量而不损失性能,超过通用耐辐照材料聚苯乙烯,可抵抗伽马射线和电子束辐射 。

耐水解性能:在很宽温度范围内保持低饱和吸水率,可抵御海水或高压水蒸气的化学破坏,在高温高湿环境下也不会水解

阻燃性能1.45mm厚的样品,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准,阻燃性达到UL 94V-0级,极限厌氧指数(LOI)为35,燃烧时烟和有毒气体少,具有自熄性 。

绝缘性能:表现出高体积电阻率和表面电阻率,在宽温度范围和环境变化中保持良好绝缘性能,介电常数为3.2~3.3 。

生物相容性:无毒,是生物相容性材料,也是美国FDA认证的最佳长期骨移植材料,不会像金属植入物在生物体内被腐蚀后释放有毒金属离子或颗粒 。

尺寸稳定性:热膨胀系数小,制品具有良好的尺寸稳定性能,接近金属铝

易加工性:可采用注射成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型等多种加工方式,用于生产具有复杂几何形状的部件

·应用领域 

航天航空领域:可替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件,如机翼、机身、起落架等部件,还可用于航空发动机的部件制造

电子电器领域:用于制造高性能的电子元件、绝缘部件、连接器等,在半导体制造设备中也有应用,可满足高温、高绝缘等要求

生物医学领域:作为骨移植材料、人工关节、脊柱融合器、牙科植入物等,还可用于制造医疗器械的外壳、手柄等部件

汽车工业领域:可用于制造发动机零部件、变速器部件、制动系统部件等,能减轻汽车重量,提高燃油效率

石油化工领域:用于制造耐腐蚀的管道、阀门、泵体等,还可用于化工反应釜的内衬、搅拌器等部件

·PEEK材料的注塑工艺参数如下

原料预处理 - 干燥温度:一般为150℃-180℃.

干燥时间:通常需5-6小时,以充分去除原料中的水分和杂质,防止注塑过程中产生气泡等缺陷.

 注塑温度 - 料筒温度:前段370℃-390℃、中段380℃-390℃、后段370℃-380℃,喷嘴温度380℃-390℃。不同的PEEK牌号和产品要求会使最佳注塑温度有所差异,温度过高可能导致材料热分解或降解,过低则可能使制品质量不佳或流动性差.

模具温度:通常控制在150℃-200℃之间,较高的模具温度有助于PEEK形成结晶结构,从而提高制品的性能,如强度、硬度和耐磨性等。若模具温度过低,会导致PEEK形成非结晶结构,影响制品性能.

 注塑压力和速度 - 注塑压力:一般在50MPa-150MPa之间,具体数值取决于产品的尺寸、形状和壁厚等因素,较高的注塑压力可确保材料充分填充模具腔体.

注塑速度:通常采用中速,有时为获得良好外观可采用高速注射,但需注意防止制品翘曲和烧焦等问题。适当的注射速度有助于确保均匀的充填和减少气体缺陷.

背压:为确保计量准确,背压应在0.1MPa-1.0MPa之间.

螺杆转速:通常为40rpm-100rpm,不宜过高,以免影响材料的稳定性和制品质量.

 冷却时间 一般在20秒-60秒之间,具体取决于零件的厚度和复杂程度,充分的冷却时间可确保零件的尺寸稳定性和性能,过短的冷却时间可能导致制品收缩不足或变形,过长则会增加生产周期和成本.  

后处理 - 后处理温度160℃-180℃.

后处理时间4小时-16小时,具体时间取决于制件大小,后处理可进一步提高制品的性能和尺寸稳定性.

品邦新材料研究院