Полиэфирэфиркетон (PEEK) был впервые разработан компанией Imperial Chemical (ICI) в 1977 году и официально продавался как VICTREX®PEEK в 1982 году. В 1993 году VICTREX приобрела производственное предприятие ICI и стала независимой компанией. Weigas предлагает самый широкий ассортимент поли(эфиркетонов) продукции на рынке, с текущей мощностью 4250 тонн в год. Кроме того, в начале 2015 года будет запущен третий завод полиэфиркетонов VICTREX® годовой мощностью более 7000 тонн в год.
Ⅰ. Введение в производительность
PEEK является наиболее важным продуктом поли(арилэфиркетона), его особая молекулярная структура придает полимеру устойчивость к высоким температурам, хорошие механические характеристики, самосмазывающиеся свойства, простоту обработки, стойкость к химической коррозии, огнестойкость, сопротивление зачистке, радиационную стойкость, стабильность изоляции, Устойчивость к гидролизу и простота обработки, такие как отличные характеристики, теперь признаны лучшими термопластичными конструкционными пластиками.
1 Устойчивость к высоким температурам
Полимеры и смеси VICTREX PEEK обычно имеют температуру стеклования 143 °C, температуру плавления 343 °C, температуру термической денатурации до 335 °C (ISO75Af, наполненный углеродным волокном) и температуру непрерывной эксплуатации 260 °C. C (UL746B, без заливки).
2. Износостойкость
Полимерные материалы VICTREX PEEK обеспечивают превосходную стойкость к трению и износу, особенно в износостойких модифицированных марках трения, в широком диапазоне давлений, скоростей, температур и шероховатости контактной поверхности.
3. Химическая стойкость
VICTREX PEEK аналогичен никелевой стали и обеспечивает отличную коррозионную стойкость в большинстве химических сред, даже при высоких температурах.
4. Огонь легкий дым и нетоксичен.
Полимерный материал VICTREX PEEK очень стабилен, образец толщиной 1,5 мм, класс ul94-V0, без огнезащитных добавок. Состав и природная чистота этого материала позволяют ему выделять очень мало дыма и газа в случае пожара.
5. Устойчивость к гидролизу
Полимеры и смеси VICTREX PEEK устойчивы к химическому воздействию воды или пара под высоким давлением. Детали, изготовленные из этого материала, могут сохранять высокие механические свойства при постоянном использовании в воде при высоких температурах и давлениях.
6. Отличные электрические свойства.
VICTREX PEEK обеспечивает превосходные электрические характеристики в широком диапазоне частот и температур.
Кроме того, полимерный материал VICTREX PEEK также обладает высокой чистотой, защитой окружающей среды, простотой обработки и другими характеристиками.
Ⅱ. Исследование состояния производства
С момента успешного развития PEEK, обладающего превосходными характеристиками, он получил широкое признание среди людей и быстро стал новым направлением исследований. Серия химических и физических модификаций и усовершенствований PEEK еще больше расширила область применения PEEK.
1. Химическая модификация
Химическая модификация заключается в изменении молекулярной структуры и регулярности полимера путем введения специальных функциональных групп или небольших молекул, таких как: изменение доли эфир-кетоновых групп в основной цепи или введение других групп, разветвление сшивки, групп боковой цепи, блок-сополимеризация. и случайная сополимеризация основной цепи для изменения ее термических свойств.
VICTREX®HT™ и VICTREX®ST™ представляют собой PEK и PEKEKK соответственно. Соотношение E/K в VICTREX®HT™ и VICTREX®ST™ используется для улучшения устойчивости полимера к высоким температурам.
2. Физическая модификация
По сравнению с химической модификацией на практике более широко используется физическая модификация, включая улучшение наполнения, модификацию смешивания и модификацию поверхности.
1) Улучшение заполнения
Наиболее распространенным армированием наполнителя является армирование волокном, включая армирование стекловолокном, углеродным волокном и арленовым волокном. Результаты экспериментов показывают, что стекловолокно, углеродное волокно и арамидное волокно имеют хорошее сродство с ПЭЭК, поэтому их часто выбирают в качестве наполнителя для улучшения ПЭЭК, изготовления высокоэффективных композиционных материалов, а также улучшения прочности и температуры эксплуатации смолы ПЭЭК. Hmf-grades — это новый композит от VICTREX, наполненный углеродным волокном, который обеспечивает превосходную усталостную прочность, обрабатываемость и превосходные механические свойства по сравнению с нынешней высокопрочной серией VICTREX PEEK, наполненной углеродным волокном.
Чтобы уменьшить трение и износ, для улучшения армирования часто добавляют ПТФЭ, графит и другие мелкие частицы. Классы износа специально модифицированы и усилены компанией VICTREX для использования в средах с высоким уровнем износа, например, в подшипниках.
2) Модификация смешивания
PEEK смешивается с органическими полимерными материалами с высокой температурой стеклования, что позволяет не только улучшить термические свойства композитов и снизить себестоимость производства, но и оказать большое влияние на механические свойства.
VICTREX®MAX-Series™ представляет собой смесь полимерного материала VICTREX PEEK и оригинальной термопластической полиимидной смолы (TPI) EXTEM®UH на основе SABIC Innovative Plastics. Высокопроизводительные полимерные материалы серии MAX Series™ с превосходной термостойкостью разработаны для удовлетворения растущего спроса на более устойчивые к высоким температурам полимерные материалы PEEK.
Серия VICTREX® T представляет собой запатентованную смесь на основе полимерного материала VICTREX PEEK и полибензимидазола Celaze® (PBI). Его можно плавить и он может соответствовать требуемой превосходной прочности, износостойкости, твердости, ползучести и термическим свойствам в самых сложных условиях высоких температур.
3) Модификация поверхности
Исследования VICTREX, проведенные в сотрудничестве с компанией Wacker, ведущим производителем жидкого силикона, продемонстрировали, что полимер VICTREX PEEK сочетает в себе сильные стороны как жесткого, так и гибкого силикона с адгезионными свойствами других пластиков. Компонент PEEK в виде вставки, покрытый жидким силиконовым каучуком, или технология двухкомпонентного литья под давлением могут обеспечить превосходную адгезию. Температура литьевой формы VICTREX PEEK составляет 180 ° C. Его скрытое тепло обеспечивает быстрое отверждение силиконовой резины, тем самым сокращая общий цикл впрыска. В этом преимущество технологии двухкомпонентного литья под давлением.
3. Другой
1) Покрытия VICOTE™
Компания VICTREX представила покрытие VICOTE™ на основе PEEK, призванное устранить недостатки в характеристиках многих современных технологий нанесения покрытий. Покрытия VICOTE™ обладают высокой термостойкостью, износостойкостью, прочностью, долговечностью и устойчивостью к царапинам, а также широким спектром высоких эксплуатационных преимуществ для применений, которые подвергаются экстремальным условиям, таким как высокая температура, химическая коррозия и износ, будь то в промышленности, автомобилестроении, пищевая промышленность, полупроводники, электроника или фармацевтические детали. Покрытия VICOTE™ обеспечивают увеличенный срок службы, улучшенные характеристики и функциональность, снижение общей стоимости системы и расширенную свободу проектирования для достижения дифференциации продукции.
2) Пленки APTIV™
Пленки APTIV™ обладают уникальным сочетанием свойств и характеристик, присущих полимерам VICTREX PEEK, что делает их одними из самых универсальных и высокоэффективных пленочных продуктов. Новые пленки APTIV универсальны и подходят для самых разных применений, включая вибропленки для динамиков мобильных телефонов и потребительских динамиков, изоляцию проводов и кабелей и обмоточные оболочки, преобразователи давления и диафрагмы датчиков, износостойкие поверхности промышленных и электронных изделий, электрические подложки. и авиационный изоляционный войлок.
Ⅲ, Область применения
PEEK широко используется в аэрокосмической, автомобильной, электронной, энергетической, промышленной, полупроводниковой и медицинской областях с момента его запуска.
1. Аэрокосмическая промышленность
Аэрокосмическая промышленность – самая ранняя область применения PEEK. Особенности аэрокосмической отрасли требуют гибкой обработки, низких затрат на обработку и легких материалов, способных противостоять суровым условиям окружающей среды. PEEK может заменить алюминий и другие металлы в деталях самолетов, поскольку он исключительно прочен, химически инертен и огнестоек, и его можно легко формовать в детали с очень малыми допусками.
Внутри самолета были успешно применены зажимы жгутов проводов и зажимы труб, лопатки крыльчатки, ручка двери машинного отделения, изоляционная пленка, композитный крепеж, поясной ремень, жгут проводов, гофрированная втулка и т. д. Внешний обтекатель, ступица шасси. крышка, крышка люка, кронштейн обтекателя и так далее.
Смола PEEK также может использоваться для изготовления аккумуляторов для ракет, болтов, гаек и деталей ракетных двигателей.
2. Умный матрас
В настоящее время автомобильная промышленность все чаще требует двойного веса транспортного средства, минимизации затрат и максимизации производительности продукта, особенно стремление людей к комфорту и устойчивости транспортного средства, вес соответствующего кондиционера, электрических окон, подушек безопасности и оборудования тормозной системы с АБС также является важным. увеличивается. Преимущества смолы PEEK, такие как хорошие термодинамические характеристики, устойчивость к трению, низкая плотность и простота обработки, используются для изготовления автозапчастей. Хотя стоимость обработки значительно снижается, не только вес может быть уменьшен до 90%, но и срок службы может быть гарантирован в течение длительного времени. Поэтому для изготовления внутренней крышки двигателя вместо нержавеющей стали и титана используется PEEK. Производство автомобильных подшипников, прокладок, уплотнений, колец сцепления и других компонентов, а также трансмиссий, тормозов и систем кондиционирования воздуха также имеет множество применений.
3. Электроника
VICTREX PEEK обладает характеристиками высокой термостойкости, износостойкости, коррозионной стойкости, низкой летучести, низкой экстракции, низкого поглощения влаги, защиты окружающей среды и огнестойкости, стабильности размера, гибкой обработки и т. д. Он широко используется в компьютерах, мобильных телефонах, печатные платы, принтеры, светодиоды, аккумуляторы, переключатели, разъемы, жесткие диски и другие электронные устройства.
4. Энергетическая отрасль
Выбор правильных материалов часто рассматривается как один из ключевых факторов успешного развития в энергетической отрасли, и в последние годы VICTREX PEEK становится все более популярным в энергетической отрасли для улучшения эксплуатационных показателей и снижения риска простоев, связанных с выходом из строя компонентов.
VICTREX PEEK все чаще используется в энергетической промышленности благодаря своей высокой термостойкости, радиационной стойкости, стойкости к гидролизу, самосмазыванию, стойкости к химической коррозии и превосходным электрическим характеристикам, например, в подводных интегрированных жгутах проводов, трубопроводах, проводах и кабелях, электрических разъемах, скважинных датчиках. , подшипники, втулки, шестерни, опорные кольца и другие изделия. В нефтегазовой отрасли применяется гидроэнергетика, геотермальная, ветровая, атомная энергетика, солнечная энергетика.
Пленки APTIV™ и покрытия VICOTE™ также широко используются в промышленности.
5. Другое
В машиностроительной промышленности смола PEEK обычно используется для изготовления клапанов компрессоров, поршневых колец, уплотнений и различных корпусов химических насосов и деталей клапанов. Использование этой смолы вместо нержавеющей стали для изготовления рабочего колеса вихревого насоса, очевидно, может снизить степень износа и уровень шума, а также продлить срок его службы. Кроме того, современные соединители являются еще одним потенциальным рынком, поскольку PEEK соответствует спецификациям материалов для сборки труб и может быть склеен при высоких температурах с использованием различных клеев.
Полупроводниковая промышленность развивается в сторону более крупных пластин, меньших чипов, более узких линий и размеров ширины линий и т. д. Полимерный материал VI CTRex PEEK имеет очевидные преимущества при производстве пластин, предварительной обработке, обработке и проверке, а также конечной обработке.
В медицинской промышленности смола PEEK выдерживает до 3000 циклов автоклавирования при температуре 134°C, что делает ее пригодной для изготовления хирургического и стоматологического оборудования с высокими требованиями к стерилизации, требующими многократного использования. Смола PEEK может проявлять высокую механическую прочность, хорошую устойчивость к нагрузкам и устойчивость к гидролизу в горячей воде, паре, растворителях, химических реагентах и т. д. Ее можно использовать для производства различных медицинских изделий, требующих высокотемпературной дезинфекции паром. PEEK не только обладает преимуществами легкого веса, нетоксичности и коррозионной стойкости, но также является материалом, наиболее близким к человеческому скелету, который может органично сочетаться с телом. Поэтому использование смолы ПЭК для изготовления человеческого скелета вместо металла является еще одним важным применением ПЭК в медицинской сфере.
Ⅳ, Перспективы
Наряду с развитием науки и техники люди будут все более требовательны к материалам, особенно в условиях нынешнего дефицита энергии, авторы по снижению веса - каждое предприятие должно рассмотреть этот вопрос, причем неизбежная тенденция - использование пластика вместо стали. С развитием материалов для специальных инженерных пластиков PEEK «универсальный» спрос будет все больше, а также будет все более широкая область применения.
Время публикации: 06.02.22