| 性能項(xiàng)目 | 試驗(yàn)條件[狀態(tài)] | 測(cè)試方法 | 測(cè)試數(shù)據(jù) | 數(shù)據(jù)單位 | |
| 物理性能 | 密度 | ISO 1183 | 1.40 | g/cm3 | |
| 收縮率 | 橫向流量:170℃,3.00mm | ISO 1183 | 0.50 | % | |
| 流量:170℃,3.00mm | ISO 1183 | 0.10 | % | ||
| 吸水率 | 23 ℃,24hr,3.20mm | ISO 62 | 0.040 | % | |
| 平衡,23℃,3.20mm,50%RH | ISO 62 | 0.30 | % | ||
| 機(jī)械性能 | 拉伸模量 | 23℃ | ISO 527-2 | 25000 | MPa |
| 拉伸應(yīng)力 | 斷裂,23℃ | ISO 527-2 | 260 | MPa | |
| 斷裂,125℃ | ISO 527-2 | 160 | MPa | ||
| 斷裂,175℃ | ISO 527-2 | 85.0 | MPa | ||
| 斷裂,275℃ | ISO 527-2 | 50.0 | MPa | ||
| 拉伸應(yīng)變 | 斷裂,23℃ | ISO 527-2 | 1.7 | % | |
| 彎曲模量 | 23℃ | ISO 178 | 23000 | MPa | |
| 彎曲強(qiáng)度 | 275℃ | ISO 178 | 60.0 | MPa | |
| 175℃ | ISO 178 | 120 | MPa | ||
| 125℃ | ISO 178 | 250 | MPa | ||
| 23℃ | ISO 178 | 380 | MPa | ||
| 壓縮應(yīng)力 | 23℃ | ISO 604 | 300 | MPa | |
| 120℃ | ISO 604 | 200 | MPa | ||
| 200℃ | ISO 604 | 70.0 | |||
| 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度 | 23℃ | ISO 179/1eA | 7.0 | kJ/m2 | |
| 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度 | 23℃ | ISO 179/1U | 45 | kJ/m2 | |
| 懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度 | 23℃ | ISO 180/A | 9.5 | kJ/m2 | |
| 無(wú)缺口伊佐德沖擊強(qiáng)度 | 23℃ | ISO 180 | 45 | kJ/m2 | |
| 支撐硬度 | 支撐D,23℃ | ISO 868 | 90 | ||
| 熱性能 | 熱變形溫度 | 1.8MPa,未退火 | ISO 75-2/A | 336 | ℃ |
| 玻璃轉(zhuǎn)化溫度 | ISO 11357-2 | 143 | ℃ | ||
| 熔融溫度 | ISO 11357-3 | 343 | ℃ | ||
| 線性膨脹系數(shù) | 流動(dòng):<143℃ | ISO 11359-2 | 5.0E-6 | cm/cm/℃ | |
| 流動(dòng):>143℃ | ISO 11359-2 | 6.0E-6 | cm/cm/℃ | ||
| 橫向:<143℃ | ISO 11359-2 | 0.000040 | cm/cm/℃ | ||
| 橫向:>143℃ | ISO 11359-2 | 0.00010 | cm/cm/℃ | ||
| 比熱 | 23℃ | DSC | 1800 | J/kg/℃ | |
| 導(dǎo)熱系數(shù) | 23℃ | Internal Method | 0.95 | W/m/K | |
| 體積電阻率2 | 23℃ | ASTM D4496 | 1.0E+5 | ohm.cm | |
| UL阻燃等級(jí) | 0.500mm | UL 94 | V-0 | ||
| 灼熱絲易燃指數(shù) | 2.00mm | IEC 60695-2-12 | 960 | ℃ | |
| 毒性 | CO Content | NES 713 | 0.0500 | ||
| CO2Content | NES 713 | 0.120 | |||
| Total Gases | NES 713 | 0.170 | |||
| RTI Str | UL 746 | 240 | ℃ | ||
| RTI Imp | UL 746 | 200 | ℃ | ||
| 熔體粘度 | 400℃ | ISO 11443 | 675 | Pa.s | |
聚醚醚酮(PEEK)是20世紀(jì)70年代末研究開(kāi)發(fā)成功的一種新型半晶態(tài)芳香族熱塑性工程塑料,是公認(rèn)的全世界性能較高的熱塑性材料之一,因其具備優(yōu)異的綜合性能,在國(guó)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)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
Polyetheretherketones (PEEK) ,中文名稱為聚醚醚酮。PEEK是部分結(jié)晶體,并具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為143 ℃ ,熔化溫度為334 ℃ 。材料耐抗有機(jī)和水環(huán)境,廣泛應(yīng)用于軸承、活塞、水泵、壓縮機(jī)閥板、電纜絕緣等。
PEEK(聚醚醚酮)工程塑料自問(wèn)世以來(lái),一直被作為一種重要的戰(zhàn)略性國(guó)防軍工材料,許多國(guó)家均限制出口。近年來(lái),隨能源行業(yè)對(duì)于工作環(huán)境的要求越來(lái)越高,替代能源逐漸成為有助于滿足全球能源需求的選擇之一。聚醚醚酮PEEK很好的解決了能源工業(yè)的諸多問(wèn)題,運(yùn)用也日漸廣泛。利用PEEK耐高溫,不易水解,耐輻射等特點(diǎn),用于制備的電纜,電線,電圈骨架,接插件和閥門已經(jīng)成功應(yīng)用于核電站,石油勘測(cè)與開(kāi)采工業(yè)中。在我國(guó),由于PEEK優(yōu)良的性能,被視為戰(zhàn)略性國(guó)防軍工材料,對(duì)其研究一直被列入七五-十五國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目和“863計(jì)劃”。
由于PEEK聚醚醚酮塑膠原料是芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料,其熔點(diǎn)為334℃,具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能,在多數(shù)情況下PEEK聚醚醚酮可以替代我們平常所見(jiàn)的材料。PEEK工程塑料還可以應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域行業(yè)。除了可加工成可反復(fù)使用,滅菌消毒要求高的手術(shù)設(shè)備以及精密儀器外,較重要的是PEEK可以替代金屬人造骨。PEEK人造骨除了具有輕質(zhì),無(wú)毒,耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)外,還可以與肌體有機(jī)結(jié)合,所以PEEK替代金屬人造骨頭是醫(yī)療行業(yè)一個(gè)非常重要的應(yīng)用,具有深遠(yuǎn)的意義和價(jià)值。
二、 PEEK的特性
(1) 耐高溫性。PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143℃)和熔點(diǎn)(Tm=334℃),其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃,長(zhǎng)期使用溫度為260℃,瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃。
(2) 自潤(rùn)滑性。PEEK具有良好的滑動(dòng)特性,適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場(chǎng)合,特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優(yōu)越。
(3) 耐腐蝕性。除濃硫酸外,PEEK不溶于任何溶劑,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。
(4) 阻燃性。PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃劑,可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級(jí)。
(5) 易加工性。由于PEEK具有較好的高溫流動(dòng)性,且熱分解溫度高的特點(diǎn),可采用多種加工方式,比如注塑成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等。
(6) 機(jī)械特性。PEEK具有良好的韌性和剛性,它具備與合金材料媲美的優(yōu)良耐疲勞性。
(7) 電性能。PEEK有高的體積電阻率和表面電阻率,在寬廣的溫度范圍及環(huán)境變化下可以承受各種頻率的交流電位場(chǎng)強(qiáng),保持良好的絕緣性能。
(8) 耐水解性。樹脂及其復(fù)合材料不受水和高壓水蒸氣的化學(xué)影響,在高溫及高壓蒸汽或水環(huán)境下可以連續(xù)使用而保持良好的機(jī)械性能。
(9) 耐候性。優(yōu)良的耐候性能,聚合物可用于制造工作環(huán)境要求嚴(yán)格或需要經(jīng)常耐殺菌處理的組件。
三、PEEK的制備
PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、對(duì)苯二酚和碳酸鈉為原料,以二苯砜為溶劑,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下,在逐漸升溫至接近聚合物熔點(diǎn)的溫度(320℃)時(shí)得到高分子PEEK樹脂。其反應(yīng)式如下:
這是由ICI公司開(kāi)發(fā)的一種親核工藝。這種工藝不使用金屬基的催化劑,也不使用穩(wěn)定劑和添加劑,可以生產(chǎn)出高純度的PEEK粉末。
PEEK的成本主要取決于高純度的單體4,4-二氟二苯酮。其合成方法很多,主要有苯系化合物縮合法、鹵素交換法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法6種生產(chǎn)方法,其中前4種方法在不同程度上存在反應(yīng)收率低、異構(gòu)體等雜質(zhì)含量高、精制工藝復(fù)雜和生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。
目前的生產(chǎn)方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。付氏烷基化法原料易得,合成路線短,收率較高,生產(chǎn)成本低。
四、PEEK的生產(chǎn)工藝
PEEK的合成路線有親核取代和親電取代兩種工藝路線。由于親電取代路線存在產(chǎn)物易支化、催化劑和溶劑用量大且環(huán)境不友好等缺點(diǎn),目前國(guó)際上一般采用親核取代路線。真正擁有PEEK生產(chǎn)工藝的廠家僅有中國(guó)、英國(guó)兩個(gè)國(guó)家。大部分國(guó)外國(guó)家制備PEEK樹脂原料采用的是英國(guó)威格斯的工藝方法,國(guó)內(nèi)則主要采用吉林大學(xué)的工藝方法。
五、PEEK的改性
當(dāng)今社會(huì)對(duì)材料性能的要求很高,由于單一的PEEK樹脂難以滿足不同的使用要求,近年來(lái)對(duì)PEEK的改性成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一,其主要手段有纖維增強(qiáng)PEEK、顆粒填充PEEK、PEEK表面改性、與聚合物共混等,這樣不僅可降低制品成本,還能改善PEEK的成型加工性能和使用性能。
六、PEEK的應(yīng)用
由于PEEK具有優(yōu)良的綜合性能,在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料,使之成為當(dāng)今較熱門的高性能工程塑料之一,目前主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域。






