PEEK具有耐高温、耐辐射、耐腐蚀、尺寸稳定性好、电性能优良等特点,同时还具有优异的加工性能,易于注塑成型、挤出成型和切削加工,是综合性能较优的特种工程塑料之一,与聚酰亚胺等特种工程塑料共同处于塑料材料金字塔的*。由于在特殊应用场景下,聚醚醚酮拥有其他聚合物**的优良性能,近年来需求增长迅速。
一、PEEK的改性方法
对PEEK进行纤维增强、无机填料填充以及**材料共混等改性,可以进一步增强PEEK的力学性能、耐热性能以及耐摩擦性能,得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料,同时,由于 PEEK 材料本身价格相对一般工程塑料较高,与其他材料进行共混,不但能够赋予材料更多的优良性质,还可以提高材料的性价比,降低材料成本,扩大使用范围。
目前,PEEK 材料的主要改性方式有纤维增强 PEEK、无机填料填充 PEEK、**材料共混改性、与其他聚合物共混等。
1、纤维增强
玻纤、碳纤和各种晶须与聚醚醚酮有很好的亲和性,因此,常被选为填料增强聚醚醚酮制成高性能的复合材料,提高聚醚醚酮树脂的强度、使用温度等。利用玻纤、碳纳米管、碳纤增强的 PEEK 复合材料,力学、热学等性能有显著提高。
2、无机填料填充改性
可用于填充的无机填料通常是微米、纳米级无机颗粒,例如 氧化铝、CuO、ZrO2 等。纳米粒子不但具有尺寸效应、高化学反应活性的性能,而且还能与聚合物界面进行相互作用,因此,在 PEEK 和其他聚合物的改性中被广泛采用。
3、**共混改性
将聚醚醚酮与具有较高玻璃化转变温度的**高分子材料共混不仅可以提高复合材料的热性能和降低生产成本,而且对其力学性能也有很大影响。PEEK可于聚合物PTFE、LCP、PEI、PI等共混。
4、表面改性
由于 PEEK 复合材料之间相容性及亲水性较差,通过物理和化学方法对PEEK或添加物的表面进行处理可以使其表面的结构发生变化,极性和亲水性得到改善,从而可进一步提高与其它物质间的作用力和复合材料的物理性能。
5、混杂改性
由于使用单一材料增强改性 PEEK 时往往只能有限提高其性能,例如化学改性主要改善其热学性能,纤维增强主要提高其力学性能,无机填充改变其摩擦性能,而同时采用多种不同种类材料对 PEEK 进行改性可以提高其综合性能,因此混杂改性受到越来越多的关注。
二、PEEK的应用领域
PEEK材料在国外已有数十年的发展历程,在我国航空航天、电子信息、医疗器械、核能发电等尖端领域亦已有较多应用,但长期以来相对较高的价格限制了其向一般民用市场的渗透,目前主要还是应用于航空航天、高端工业及医疗领域等。
1、航天航空
PEEK可替代铝和其他金属材料制造飞机零部件,比金属减重较高达70%,提高燃油效率。目前波音、已大量采用PEEK材料。
2、医疗
PEEK具有无毒、质轻、耐腐蚀等优点,生物相容性优异,是一种较具潜力的生物假体材料。用于椎间融合器、医用导管、骨骼等。
3、能源
PEEK专门用于高温高压和化学腐蚀性环境,能够拓展油气勘探范围,可用于制造大型石化出产线上的氢气紧缩机和石油气紧缩机的环状、网状阀片等。此外,PEEK还可用于核电部件。
4、汽车
PEEK具有优秀的机械性能以及对车用工作液具有**的耐化学腐蚀性,良好的耐磨损性能等,广泛应用于汽车齿轮、真空泵、离合器、阀锥等,提高燃油效率、增加耐用性。
5、食品饮料工业
PEEK可用于食品加工、储存、烹饪设备零部件以及水、饮料的传送、贮存设备,如管道、阀门、容器等。
6、电子电气
PEEK具有优良的电气性能,是理想的电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣环境下仍能保持良好的电气绝缘性,用于制造晶片承载起、绝缘膜片、印刷电路板、高温接插件以及各种电气连接件等。PEEK薄膜可应用于微型扬声器振膜、5G射频天线基板等。
目前,国外企业拥有更大的生产规模及**化的营销网络,产品类型较为丰富、应用水平更为成熟,相比于国外企业,国内已实现PEEK大规模生产,品质也达到国际水平,但在产品多样性以及应用拓展方面还有待提高。
四川腾煜高分子材料有限公司专注于聚四氟乙烯加工,聚四氟乙烯棒,PEEK棒等