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1、付国太,等:PEEK的特性及应用69PEEK的特性及应用付国太刘洪军张柏韩光鹤(大庆油田有限责任公司第七采油厂,大庆163517)摘要综述聚醚醚酮(PEEK)的性能特点、成型工艺参数及注意事项、国内外生产及市场状况、研发进展等,并提出国内PEEK应用研究的重点在于加强专用料及型材的开发。关键词聚醚醚酮特性加工市场应用发展聚醚醚酮(PEEK)是英国ICI公司于1977年开发成功通常情况下唯一能溶解PEEK的是浓硫酸。并于80年代初期由英国Victrex公司实现工业化生产的一(4)耐水解性能好。可以抵御水或高压水蒸气产生的[1～5]种高性能特种工程
2、塑料,被称为塑料工业的金字塔尖。化学破坏。在高温和高压条件下,PEEK构件可在水环境中它具有耐热等级高、耐辐射、耐化学药品、冲击强度高、耐磨连续工作而仍能保持良好的力学性能。如在100℃的水中性和耐疲劳性好、阻燃、电性能优异等特点,已经在航空航连续浸泡200d,强度几乎保持不变。天、电子电气、医疗、能源、电力、机械、汽车、涂料等领域获得(5)阻燃性能好。可达到UL94V-0级,有自熄性,在了广泛的应用并成为不可或缺的关键材料。火焰条件下释放的烟和有毒气体少。1PEEK的特性(6)电性能好。在很宽的频率和温度范围内,PEEK可PEEK是芳香族结晶
3、性热塑性聚合物,是由聚芳醚酮的保持电性能不变。重复单元构成的。PEEK的熔点为334℃,玻璃化转变温度(7)耐辐射能力强。PEEK具有非常稳定的化学结构,(T)为143℃,可能达到的最大结晶度约为48%,通常为g在高剂量电离辐射下PEEK部件也可以正常工作。320%～30%,它在无定形状态下的密度为1.265g/cm,而在(8)韧性好。对交变应力的耐疲劳性是所有塑料中最3最大结晶度下的密度为1.32g/cm。PEEK具有如下突出出众的,可与合金材料相媲美。的性能:(9)优良的耐摩擦和耐磨损性能。可在250℃保持很高(1)极高的耐热性。可在250
4、℃长期使用,瞬间使用温的耐磨性和低的摩擦系数。度可达300℃,在400℃短时间内几乎不分解。与其它耐高(10)加工性能好。易于挤出和注塑,且成型效率高。温塑料如聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PT22PEEK的成型加工FE)、聚苯醚(PPO)等相比,使用温度上限高出近50℃。2.1注射成型(2)优良的力学性能及尺寸稳定性。其与几种典型的PEEK可采用螺杆式或柱塞式注塑机加工成型,注塑机耐高温塑料性能对比见表1。PEEK在高温下能保持较高的须满足的条件为:①料筒可升温至400℃;②料筒内没有熔强度,200℃时的弯曲强度仍可达24
5、MPa,250℃时的弯曲强料死角。由于PEEK熔体粘度高,不会自动流淌,所以喷嘴度和压缩强度可达12～13MPa,特别适于制造在高温下能不需要加断流阀。连续工作的构件。PEEK的刚性高、尺寸稳定性好及线胀系为确保PEEK具有良好的注塑特性及在成型过程中形数小,非常接近于金属铝。另外,PEEK还具有良好的耐蠕成高度结晶,注射成型时,模具温度应保持在160～200℃。变性能,可以在使用期内承受极大的应力,不会因时间的延这样即使不再对PEEK制品进行热处理也能得到性能很好长而产生明显延伸。的制品。如模具温度无法达到要求,可将制品在200℃热处表1PE
6、EK与几种典型的耐高温塑料性能对比理1h。表2列出PEEK的注射成型工艺条件。项目PEEKPTFEPPOPI2.2挤出成型拉伸强度/MPa972066116表3列出PEEK薄膜的挤出成型工艺条件。PEEK的热拉伸弹性模量/GPa2.80.42.7弯曲强度/MPa14213110176稳定性非常好,但在加工过程中会形成凝胶,导致形成砂砾弯曲弹性模量/GPa3.72.03.3状表面。网筛可以有效地分离这些凝胶,在挤出薄片时推荐压缩强度/MPa13012100148使用2层38μm(400目)不锈钢网筛。为降低制品的表面-24.440.160.090
7、.10简支梁缺口冲击强度/kJ·m粗糙度,模口温度应维持在(380±2)℃。线胀系数/-5-1(10～180℃)4.8115.64.810K2.3加工注意事项热变形温度/℃(1.82MPa)15255190(1)PEEK吸水率为0.5%,使用前必须对物料进行充(3)优良的耐化学药品性。即使在高温下PEEK也能很好地抵抗大多数化学物质的腐蚀,耐腐蚀性与镍钢相近。在收稿日期:200620821970工程塑料应用2006年,第34卷,第10期表2PEEK标准注射成型工艺条件(5)在能源工业的应用。利用PEEK耐高温、不易水解、项目纯PEEK含30%G
8、FPEEK含30%CFPEEK耐辐射等特点,用其制备的电缆、电线、线圈骨架、接插件和料筒温度/℃阀门等已经成功地应用于核电站、石油勘探与开采工业中,根
