Polyetheretheketon (Peek) ist ein Hochleistungs-Spezialentechnik-Kunststoff, der zur halbkristallinen aromatischen Polymerfamilie gehört. Seine chemische Struktur besteht aus wechselnden Etherbindungen und Ketongruppen, wobei Benzolringe in die molekulare Kette eingebaut sind. Diese Struktur verleiht Peek außergewöhnliche umfassende Eigenschaften. Die molekulare Peek -Formel lautet: Das Vorhandensein von Benzolringen verleiht hervorragende thermische Stabilität und chemische Stabilität, während die Ätherbindungen und Ketongruppen Flexibilität und mechanische Festigkeit bieten.
Die Entwicklungsgeschichte von Peek -Material kann bis in die 1970er Jahre zurückgeführt werden. Im Jahr 1978 synchronisierten die Imperial Chemical Industries (ICI) in Großbritannien 1982 erstmals in der Luft- und Raumfahrtindustrie in der Luft- und Raumfahrtindustrie, da sie in erster Linie aufgrund ihrer hervorragenden Hochtemperaturresistenz, Korrosionsbeständigkeit und hoher Festigkeit traditionelles Metallmaterial ersetzen und das Gewicht des Flugzeugs effektiv reduzieren. Anschließend hat sich der Anwendungsbereich von Peek mit fortlaufenden technologischen Fortschritten und Kostensenkungen auf mehrere Felder ausgeweitet, darunter Automobil, Elektronik, Medizin und Maschinen.
2. Leistungsmerkmale von Peek -Material
Mechanische Eigenschaften
Peek -Material besitzt außergewöhnliche mechanische Eigenschaften und ermöglicht es, in einer Vielzahl von technischen Anwendungen überdacht zu werden.
• Hochfest und hoher Modul: Peek hat eine Zugfestigkeit von mehr als 100 MPa und einen Biegermodul von bis zu 3,5 GPa. Diese Leistungsmetriken ermöglichen es, hohen mechanischen Belastungen standzuhalten und gleichzeitig unter extremen Bedingungen die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten.
• Gute Zähigkeit und Aufprallfestigkeit: Peek hat eine Frakturverlängerung von ca. 20%, was eine hervorragende Zähigkeit und Aufprallresistenz zeigt. Selbst in Umgebungen mit niedrigem Temperatur nimmt seine Wirkungsfestigkeit nicht wesentlich ab, sodass Peek externe Auswirkungen in Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrien effektiv standhalten kann.
• Verschleißfestigkeit: Verschleißfestigkeit ist eine der herausragenden Merkmale von Peek. Unter hohem Frequenz-Reibungsbedingungen und Peek zeigt extrem niedrige Verschleißraten. Beispielsweise beträgt die Peek-Materialverschleiß in den Anwendungen für Automobilgetriebe nur ein Zehntel der herkömmlichen metallischen Materialien, wodurch die Lebensdauer der Komponenten erheblich verlängert und die Wartungskosten gesenkt werden.
Wärmewiderstand
Peeks Wärmefestigkeit ist einer seiner Kernvorteile, sodass es über längere Zeiträume bei hohen Temperaturen stabil arbeiten kann.
• Hohe Glasübergangstemperatur (TG) und Schmelzpunkt (TM): Peek hat eine Glasübergangstemperatur von ungefähr 143 ° C und einen Schmelzpunkt von etwa 343 ° C. Dies bedeutet, dass Peek bei hohen Temperaturen ohne Erweichen oder Verformung hervorragende mechanische Eigenschaften und dimensionale Stabilität beibehält.
• Wärmestabilität: Peek zeigt eine hervorragende thermische Stabilität in Hochtemperaturumgebungen. Auch nach kontinuierlicher Verwendung bei 200 ° C für 1.000 Stunden verschlechtert sich die Leistung nicht wesentlich. Diese überlegene thermische Stabilität macht sie zu einem idealen Material für Hochtemperaturkomponenten in Luft- und Raumfahrt, Elektronik und anderen Branchen.
• Wärmeoxidationsbeständigkeit: Peek weist eine hervorragende thermische Oxidationsresistenz in Hochtemperaturluft auf. Die thermische Oxidationsinduktionszeit (OIT) kann mehrere Stunden erreichen, was weit über die anderer technischer Kunststoffe liegt. Dies ermöglicht es einem Peek, der Oxidation in Hochtemperaturumgebungen effektiv zu widerstehen und so die Lebensdauer zu erweitern.
Chemische Korrosionsresistenz
Peek zeigt eine hervorragende chemische Korrosionsbeständigkeit gegen eine Vielzahl von Chemikalien, sodass es in komplexen chemischen Umgebungen langfristig verwendet werden kann.
• Säure- und Alkali -Korrosionsbeständigkeit: Peek weist eine gute Korrosionsresistenz gegen die meisten Anorganinsäuren und Alkalien auf. Zum Beispiel beträgt die Massenänderungsrate von Peek nur 0,5% in 10% Salzsäure- und Natriumhydroxidlösungen von 10% Salzsäure und Natriumhydroxid. Auf diese Weise können Peek-Materialien traditionelle Metallmaterialien in der chemischen Industrie für die Herstellung von korrosionsbeständigen Rohren, Ventilen und anderen Komponenten ersetzen.
• Resistenz gegen organische Lösungsmittelkorrosion: Peek weist auch eine hervorragende Korrosionsresistenz gegen häufige organische Lösungsmittel wie Toluol und Ethanol auf. Nach 7 Tagen in Toluol eingetaucht, bleibt die mechanische Eigenschaftsretentionsrate von Peek über 90%. Diese herausragende Resistenz gegen organische Lösungsmittelkorrosion macht sie in Bereichen wie Elektronik und Arzneimitteln hoch anwendbar.
• Hydrolyseresistenz: Peek weist eine hervorragende Hydrolyseresistenz in Wasserumgebungen mit hoher Temperatur auf. Nach 1000 Stunden bei 150 ° C in heißes Wasser in heißes Wasser eingetaucht, kann die Retentionsrate der Zugfestigkeit 80%erreichen. Auf diese Weise können Peek-Materialien der Hydrolyse in Bereichen wie medizinischer Geräte und Lebensmittelverarbeitung effektiv widerstehen und die langfristige Stabilität von Produkten sicherstellen.
3.. Verarbeitungseigenschaften von Peek -Material
Injektionsformung
Die Injektionsformeigenschaften von Peek-Material ermöglichen eine effiziente Produktion komplexer Formen und hochpräziser Komponenten, wodurch es in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist.
Verarbeitungstemperaturbereich: Die Injektionsformtemperatur für Peek reicht typischerweise zwischen 360 ° C bis 400 ° C. Dieser Hochtemperaturbereich sorgt dafür, dass das Material während der Verarbeitung ausreichend schmilzt und fließt und gleichzeitig die thermische Zersetzung verhindert.
Fließfähigkeit: Peek weist eine gute Schmelzflussfähigkeit mit einer Schmelzdurchflussrate (MFR) im Bereich von 0,5 bis 2,0 g/10 min auf. Diese ausgezeichnete Fließfähigkeit ermöglicht es Peek, komplexe Formhohlräume zu füllen und dünnwandige und komplizierte Strukturen zu erzeugen.
Schrumpfungsrate: Peek hat eine niedrige Schrumpfungsrate mit niedrigem Spritzguss, typischerweise zwischen 0,5% und 0,8%. Dies bedeutet, dass Peek -Produkte nach dem Abkühlen minimale dimensionale Veränderungen aufnehmen und eine hohe dimensionale Genauigkeit aufrechterhalten und sie besonders für die Herstellung von Luft- und Raumfahrt und elektronische Komponenten mit strengen Anforderungen an die Genauigkeit geeignet sind.
Schimmelpilzanforderungen: Aufgrund der Hochtemperaturverarbeitungseigenschaften von Peek müssen Injektionsformen unter Verwendung von hochfestem, hitzebeständigem Stahl hergestellt und mit einem effizienten Kühlsystem ausgestattet werden, um effiziente Formzyklen zu gewährleisten. Zum Beispiel verwendet Formstahl in der Regel hochtemperaturbeständige Stähle wie H13 oder SKD61, und das Kühlsystemdesign kann den Formzyklus um über 20%verringern.
Beispiel für Anwendungsbeispiel: In der Automobilherstellung wird Peek zur Herstellung von Motorsensorgehäusen durch Injektionsformung verwendet, wobei hohe Festigkeit und Hochtemperaturwiderstand stabiler Betrieb der Sensoren in Hochtemperatur-, Hochlastumgebungen gewährleisten.
Extrusionsformung
Der Extrusionsformprozess für Peek -Materialien wird hauptsächlich zur Herstellung kontinuierlicher Produkte wie Röhrchen, Blätter und Filme verwendet, die eine hohe Produktionseffizienz und eine hervorragende Produktkonsistenz bieten.
Verarbeitungstemperatur: Die Extrusionsformtemperatur für Peek reicht typischerweise zwischen 340 ° C bis 380 ° C. Dieser Temperaturbereich sorgt dafür, dass Peek -Materialien während der Extrusion eine gute Fließfähigkeit und Formleistung aufweisen.
Extrusionsgeschwindigkeit: Peek hat eine schnelle Extrusionsgeschwindigkeit und eine hohe Produktionseffizienz. Zum Beispiel kann die Extrusionsgeschwindigkeit bei der Herstellung von Peek -Schläuchen 10 Meter pro Minute erreichen. Dies ermöglicht Peek, die Anforderungen der groß angelegten Produktion zu erfüllen.
Produktleistung: Peek -Schläuche und Blätter, die über Extrusionsformen erzeugt werden, weisen hervorragende mechanische Eigenschaften und chemische Korrosionsbeständigkeit auf. Zum Beispiel hat Peek -Schläuche eine Zugfestigkeit von bis zu 120 MPa, und seine chemische Korrosionsbeständigkeit ermöglicht es, korrosive Medien wie starke Säuren und Alkalis zu vermitteln.
Anwendungsbereiche: In der Elektronikindustrie wird Peek-Film verwendet, um Isolationsschichten für elektronische Geräte aufgrund seiner hervorragenden Isolationseigenschaften und der Hochtemperaturfestigkeit herzustellen. In flexiblen Leiterplatten kann beispielsweise Peek -Film den Betriebstemperaturen von bis zu 200 ° C standhalten und gleichzeitig gute elektrische Isolationseigenschaften aufrechterhalten.
Schimmelpilzdesign: Das Design von Extrusionsformen ist entscheidend für die Qualität und Leistung von Peek -Produkten. Beispielsweise erfordern Extrusionsformen für Schläuche eine präzise Kontrolle der Abmessungen und Lücken zwischen Stempel und Kern, um eine gleichmäßige Wandstärke und die dimensionale Genauigkeit zu gewährleisten.
Andere Verarbeitungsmethoden:
Zusätzlich zum Injektionsleisten und zum Extrusionsformel können Peek -Materialien mit verschiedenen anderen Methoden verarbeitet werden, um verschiedene Produkte herzustellen, die auf verschiedene Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.
Bearbeitung:
Peek-Material verfügt über ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften und kann durch Bearbeitungsmethoden wie Drehen, Mahlen und Bohren in hochpräzise Komponenten verarbeitet werden. In der Luft- und Raumfahrtindustrie erreichen beispielsweise Flugzeugmotorenblätter aus Peek durch Präzisionsbearbeitung eine dimensionale Genauigkeit von ± 0,01 mm.
3D -Druck: Mit der Entwicklung der 3D -Drucktechnologie wird Peek -Material auch im 3D -Druck verwendet, um komplexe strukturelle Komponenten und maßgeschneiderte Produkte herzustellen. Die 3D-Drucktemperatur für Peek reicht typischerweise zwischen 380 ° C bis 420 ° C, und die gedruckten Komponenten weisen hervorragende mechanische Eigenschaften und Hochtemperaturwiderstand auf.
Schweißen: Peek -Material kann mit Ultraschallschweiß- oder Heiß -Schmelz -Schweißmethoden verbunden werden. Beispielsweise werden bei der Herstellung von Gehäusen mit elektronischem Gerät die Peek -Komponenten über Ultraschallschweißen angeschlossen, wodurch eine Schweißfestigkeit von mehr als 80% der inhärenten Stärke des Materials erreicht wird.
Beschichtungsverarbeitung: Peek-Materialien können auch als Beschichtungsmaterialien dienen, die auf andere Substratoberflächen über Sprühen oder Eintauchbeschichtung aufgetragen werden, um eine hohe Temperaturwiderstand, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit bereitzustellen. Zum Beispiel verbessert das Sprühen einer Peek -Beschichtung auf der Oberfläche von mechanischen Metallkomponenten ihren Verschleißfestigkeit und ihre Lebensdauer erheblich.
