Полиэфирэфиркетон, обычно сокращенно называемый PEEK, представляет собой высокоэффективный технический термопласт, принадлежащий к семейству поликетонов. Он известен своими превосходными механическими, термическими и химическими свойствами.

Эти свойства делают PEEK подходящим для широкого спектра применений. Область применения включает аэрокосмическую, автомобильную, медицинскую и электронную промышленность.

Но знаете ли вы, что делает его уникальным по сравнению с другими термостойкими пластиками?

Вот:
*Структура PEEK и механизм реакции, лежащий в ее основе
*Сравнение различных версий PEEK и других термостойких пластиков
*Подходящие условия обработки и пригодные для использования конечные продукты

Что такое PEEK (полиэфирэфиркетон)?

Полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) относится к семейству поликетоновых полимеров (ПЭК, PEEK, PEEKK, PEKK, PEKEKK). Из них наиболее широко используется и производится в больших масштабах PEEK. Он включен в список ICI с начала 1980-х годов. PEEK — это полностью перерабатываемый пластик.
Номер CAS: 29658-26-2
Химическое название: Поли(окси-1,4-фенилен-окси-1,4-фенилен)]
Химическая формула: C 19 H 14 O 3

Синтез PEEK
Полимеры PEEK получают путем ступенчатой ​​полимеризации. путем диалкилирования солей бисфенолов. Он включает реакцию 4,4'-дифторбензофенона или 1,4-бис(4-фторбензоил)бензола с гидрохиноном. Реакция протекает в присутствии карбоната щелочного металла. Затем полимер выделяют путем удаления фторида щелочного металла и растворителя полимеризации.

Этот полимер демонстрирует самый высокий термический переход среди всех других коммерческих полимеров. Это связано с их жесткой ароматической полимерной основой. В результате их можно использовать при температуре до 240°C.

Обзор типичных свойств
PEEK представляет собой полукристаллический высокоэффективный технический термопласт. Этот жесткий, непрозрачный (серый) материал предлагает уникальное сочетание

*механических свойств.
* устойчивость к химическим веществам и истиранию.
*Исключительно высокая термостойкость.
*В сочетании со свойствами на изгиб и растяжение полимер также демонстрирует превосходное сопротивление ползучести. Материал выдерживает высокие нагрузки при повышенных температурах* в течение длительного периода времени без остаточной деформации.

В дополнение к этим свойствам PEEK обладает:

*Высокой температурой плавления (Tm), 343°C
*Высокой температурой стеклования (Tg), 143°C
*Высокой постоянной рабочей температурой, до 260°C.

Эти свойства делают PEEK и его композиты подходит для высокотемпературных применений. К ним относятся аэрокосмическая, автомобильная, конструкционная, электрическая и биомедицинская применения.

Несмотря на более высокую цену полимеров, добавленная стоимость, которую материалы PEEK привносят в производимые детали, включает в себя:

* Легкий вес.
*Сила или выносливость, а также
* способность дольше выживать в суровых условиях.

Полимер обладает высоким объемным удельным сопротивлением и поверхностным сопротивлением. Он сохраняет хорошие изоляционные свойства в широком диапазоне температур. Он также может противостоять изменениям окружающей среды.

PEEK имеет класс воспламеняемости V0 всего 1,45 миллиметра и LOI 35%. Он имеет чрезвычайно низкое образование дыма и токсичных газов. Кристалличность придает ему превосходную устойчивость ко многим жидкостям и превосходные усталостные свойства.

PEEK не растворяется во всех распространенных растворителях. Он не гидролизуется. Его можно использовать в течение тысяч часов в паре или воде под давлением без заметной потери производительности.

Дополнительные свойства PEEK включают:

* Низкое трение
* Хорошая стабильность размеров
* Отличная устойчивость к автоклавированию
* Биосовместимость
* Длительный срок службы
* Природная чистота.

Сравнение характеристик: версии PEEK и другие устойчивые к высоким температурам полимеры.

Чистые и армированные версии PEEK.

Марки PEEK, армированные углеродным волокном, обладают превосходными свойствами на растяжение. Достигается предел прочности на разрыв 29 000 фунтов на квадратный дюйм, а рабочие характеристики сохраняются при температуре 299°C. Усиленные марки обеспечивают улучшенные характеристики при очень высоких температурах.

Армированные марки увеличивают модуль упругости при изгибе при очень высоких температурах. Также могут быть добавлены армирующие элементы из стекла и углерода:

* сопротивление ползучести и усталости,
* теплопроводность и
* температура теплового отклонения полимера.


Сравнение PEEK с другими термостойкими пластиками

* PEEK демонстрируют превосходную прочность на разрыв, HDT, рабочую температуру, адгезия, обработка и выбросы токсичных газов по сравнению с фторполимерами. Однако они уступают по химической стойкости, стоимости, ударной вязкости и устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
* По сравнению с PPS, PEEK обладает значительно более высокой термостойкостью, ударной вязкостью и устойчивостью к разливу.
*PEEK имеет более высокие температурные характеристики, стойкость к истиранию, химическую стойкость и усталостные свойства по сравнению с PES.
*PEEK обычно не смешивается с другими полимерами. Однако он может образовывать смешивающиеся смеси с рядом других поликетонов, а смеси PEI PEEK/PEI имеют высокую Tg и хорошо совместимы со смесями PES и PPS.


Ограничения PEEK

*Дорога для требовательных применений
*Высокотемпературная обработка
*Подвержен воздействию некоторых кислот, например, концентрированной кислоты Серная кислота, азотная кислота, хром
*Подвержен воздействию галогенов и натрия
*Низкая устойчивость к ультрафиолетовому излучению

Как перерабатываются полимеры PEEK?

Полиэфирэфиркетон обрабатывается традиционными методами, такими как:

*Литье под давлением.
*Экструзия
*Компрессионное формование и т. д.
Однако условия обработки, используемые для формования, влияют на кристалличность и механические свойства.

Как линейный термопласт, PEEK может перерабатываться в расплаве в диапазоне температур (от 370 до 420°C). При переработке полиэфирэфиркетона не образуются агрессивные газы. Эффективный контроль температуры плавления высокотермопластичных пластиков повышает качество продукции.
Перед обработкой Полиэфирэфиркетона рекомендуется просушить материал в течение 3 часов при температуре 150°С или 2 часов при температуре 180°С. Это необходимо для того, чтобы избежать каких-либо дефектов формования. Это необходимо для того, чтобы избежать каких-либо дефектов формования.

Обработка полимеров PEEK:
литье под давлением
*Для обеспечения хорошей кристаллизации и минимизации коробления рекомендуется использовать температуру формы 160-190°C.
* Посткристаллизация при 200°C возможна, но не рекомендуется для применений, требующих высокой стабильности размеров.
*PEEK подходит для литья под давлением очень мелких деталей с жесткими размерными допусками.
*Давление впрыска: 70-140 МПа
*Усадка при формовании: Ненаполненный - 1,2-2,4%, Наполненный - 0,1-1,1%

Экструзия
*Температура охлаждения оказывает существенное влияние как на кристалличность, так и на свойства.
*Для экструзии пленки и листов охлаждающий цилиндр при температуре 50°C дает прозрачный аморфный материал.
Охлаждающий цилиндр при температуре *170°C дает непрозрачный и высококристаллический материал.
*Орбитальные или биориентированные пленки также можно производить методом экструзии.

3D-печать
Благодаря своим уникальным свойствам 3D-печать из PEEK позволяет создавать практически любую сложную геометрию конструкции, которую невозможно создать с помощью других технологий. Метод моделирования наплавленным осаждением — FDM (или изготовления наплавленных нитей — FFF) используется для 3D-печати с использованием нитей PEEK.
*Температура сопла: 360-400°C
*Нагреваемый слой: 120°C

Это отличный кандидат для FFF из-за более низкого поглощения влаги по сравнению с другими распространенными материалами FFF, такими как акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS).