聚醚醚酮材料介绍和应用、发展(精编)

聚醚醚酮（PEEK）材料介绍和应用、发展聚醚醚酮英文名是POLYETHERETHERKETONE（缩写PEEK）,作为一种线性芳族半结品的热塑性塑料，是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一。聚醚醚酮（PEEK）是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度；另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，醚键越多，其韧性越好。它具有以下性能特征：耐高温，其负载热变型温度高达316°C（30%GF或CF增强牌号），连续使用温度为260C；优良的耐疲劳性，可与合金材料媲美；耐化学药品性，它的耐腐蚀性与竦钢相近；自润滑性；阻燃性，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准；易加工性，由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点，可采用注射、挤出、模压和吹塑成型，及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂；耐水解性；耐磨性；耐疲劳性；耐辐照性；耐剥离性；良好的电绝缘性能。1977年英国ICI公司首先成功合成聚醚醚酮PEEK，1978年开始在市场上销售，1982年以VICTREX®（威格斯）牌号销售至今。经过近30年的发展，VICTREX®已成为牌号最齐全的聚醚醚酮品牌，包括VICTREX®PEEK聚合物、VICOTE™涂料和APTIV™薄膜。其主要合成方法有：英国Victrex公司以4,4'-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺；日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺；印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺，且生产成本要比Victrex公司低。我国吉林大学特种工程塑料研究中心开发出了PEEK合成专利技术，并在长春建成了产业化工业装置。威格斯公司与复合应用领域的多个领先专业伙伴合作，提供由碳、玻璃或聚芳族酰胺连续纤维组成的VICTREXPEEK热塑性塑料复合材料。这些不同形式的复合材料设计，可以提供最佳的增强纤维浸渍与纤维基材界面，包括干织物、多向织物（无卷曲纤维）（Non-CrimpFiber,NCF）、编织物、缆索、单取向带、单取向板材及加固织物或UD板等。VICTREX的PEEK具有四种不同的粘度：标准粘度（VICTREX450）、中等粘度(VICTREX380)、低粘度(VICTREX150)及极低粘度(VICTREX90)。所有品级都有颗粒状与粉末状产品(从10-50µm粒径分布d50)，以及半成品如细丝(0.03mm-2mm)或膜(25-500pm)oVICTREXPEEK的性能如下：半结品热塑性塑料基材—VICTREXPEEK是半结品性聚合物，玻璃化转变温度(Tg)为143°C(289°F)；而熔融温度为343°C(649°F)。耐高温与热湿性能一VICTREXPEEK是市场上热稳定性最强的热塑性塑料。VICTREXPEEK碳纤复合材料在低应力应用中能够耐受高达260°C(500°F)的连续工作温度；而用于航天结构应用时，则可以耐受120°C(248°F)湿气。热稳定性与较低的热膨胀系数一VICTREXPEEK碳纤复合材料能够耐受热冲击，其热膨胀系数比钢材低，可以替代钢材产品而不必改变尺寸，而且还通过缩小间隙以优化设备效率。耐磨性与较低的摩擦系数—VICTREXPEEK碳纤复合材料具有固有的润滑性及耐磨性。其摩擦系数较低(0.15-0.30)，而且还具有不磨损和不缠绕的特点。宽泛的耐化学品性能一VICTREXPEEK碳纤复合材料不溶于所有一般溶剂中，具有优异的耐酸、碱、氧化剂、烃、盐、蒸汽、油与液体等性能。耐化学品性优于许多特种金属。低烟尘及有毒气体释放性—VICTREXPEEK碳纤复合材料具有固有的阻燃性，在燃烧状况下释放的烟尘与有毒气体含量极低。高硬度—硬度高，密度是铝的1/3；不锈钢的1/7；连续碳纤增强型PEEK是铝等传统材料的理想替代品。高韧性—高冲击韧性与损伤容限均较典型热固性复合材料系统高20%以上。高耐疲劳与蠕变性—耐循环疲劳性高于其它的热塑性塑料。VICTREXPEEK复合材料的性能优于传统的热固性复合材料。耐水解性与耐腐蚀性—VICTREXPEEK对水及加压蒸汽呈化学惰性，在温度392°F(200°C)、压力200psi(1.4MPa)的蒸汽条件下经过2,500多个小时，其拉伸或弯曲性能仍基本不变。此外，还可以耐受高压蒸汽消毒与蒸汽消毒。耐辐射—可以耐受超过109拉德(rad)的照射量而不变脆，并可透过X射线(可透过射线性)。除了具有优异的物理与化学性能外，用于复合应用的VICTREXPEEK材料的储存期限无限制，并可在环境条件下储存。它可以在无溶剂的工作环境中进行混合，同时能够提供非常稳定的熔融及宽广的加工范围［360°C(680°F)至400°C(752°F)之间］。VICTREXPEEK复合材料能够采用各种快速、经济的自动化加工方法，如压缩成型、辊轧成型、热成型及冲压成型、拉挤成型、单丝缠绕成型、真空与真空袋成型、隔膜成型，以及胶囊膨胀成型。PEEK®聚合物及其复合材料是半结品热塑性塑料，多用于注射成型或挤出成型工艺。其关键应用领域为航空领域，包括机身壁板、地板横梁、紧固系统、雷达罩、机翼加油盖板、机门进入盖板、梁、翼肋、加强杆及防火墙；海洋领域的关键应用包括隔水管、电缆绝缘与保护、通信电缆；医疗应用包括：整形外科工具、外固定器、目标导向、颈环；而工业应用包括泵的衬套、轴承与垫圈；织机部件、耐磨环、管件、转子叶片及密封环。PEEK由英国Victrex公司开发成功并商品化以来，由于有军用背景，PEEK市场长期被该公司垄断。目前生产厂家除英国Victrex公司外，还有日本三菱化成公司、住友化学公司、美国杜邦公司和印度Gharda化学公司等。Victrex公司经过多次扩建，目前生产能力为4250t/a，并计划新建一座规模相当的生产厂。PEEK自研制出来，一直被有关生产厂家作为一种重要的战略性国防军工材料，对许多国家限制出口。为了满足我国国防事业的发展和民用的急需，聚醚醚酮树脂的研制被列入“七五”国家重点科技攻关项目和“863”计划，项目由吉林大学承担。以吴忠文老师为核心的吉林大学特种工程塑料研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成工艺技术，并成功实现了产业化。吉大PEEK投产后，培养了大批专业人才，带动了国内PEEK树脂行业的发展，取得了客观的经济效益和社会效益。聚醚醚酮(PEEK)是一种新型的半晶态芳香族热塑性工程塑料。英国于20世纪70年代末开发成功并投入工业化生产。80年代中期，PEEK在英、美等国的航空航天工程上得到应用，90年代以来开始被应用于各种工程领域，成为当今最热门的高性能工程塑料之一。PEEK是一种高性能、高附加价值的材料。通过20多年的应用实践表明，这是一种大有发展潜力的树脂品种。在PEEK树脂的制备方面，国内的科学家和企业已经创造一条独立自主的工业化路线