Einführung
„PEEK ist aufgrund seiner hohen Hitzebeständigkeit bis 250 °C und seiner hervorragenden mechanischen Festigkeit die erste Wahl für Luft- und Raumfahrt- und Chemieausrüstung. PEI eignet sich aufgrund seiner geringeren Kosten und einfachen Verarbeitung für elektronische Komponenten und Präzisionsstrukturen. Wählen Sie PEEK für hohe Temperaturen und hohe Belastungen und PEI für Kosteneffizienz – die differenzierte Molekularstruktur bestimmt den unersetzlichen industriellen Wert jedes einzelnen.“
PEEK-Platten und PEI-Platten sind beide führend bei technischen Hochleistungskunststoffen. Beide gehören zum gleichen aromatischen Polymersystem mit ausgezeichneter Hochtemperaturbeständigkeit, mechanischer Festigkeit und chemischer Stabilität. Aufgrund der unterschiedlichen Molekularstruktur und kristallinen Eigenschaften gibt es jedoch erhebliche Unterschiede in Leistung, Anwendungsbereichen und Kosten. Wenn Sie den Unterschied zwischen den beiden verstehen, können Sie ein besser geeignetes Material für Ihren Konstruktionsentwurf auswählen.
Erstens gehört PEEK (Polyetheretherketon) von der Molekülstruktur her zu den halbkristallinen Polymeren, seine Molekülkette enthält eine Ketongruppe (-CO-) und eine Etherbindung (-O-), und die Hauptkette zur Arylringstruktur wird von der Hauptkette dominiert, so dass es starke intermolekulare Kräfte und hohe Werte aufweist. Die Hauptkette wird von einer aromatischen Ringstruktur dominiert, die ihr eine starke intermolekulare Kraft verleiht hohe Kristallinität. PEI (Polyetherimid) ist ein nichtkristallines Polymer, das Imidgruppen (-CO-NH-CO-) und Etherbindungen in der Molekülkette enthält. Obwohl es auch über einen starren aromatischen Ring verfügt, fehlt ihm eine kristalline Struktur, sodass die Gesamtleistung des transparenten amorphen Materials beeinträchtigt wird. Dieser strukturelle Unterschied bestimmt direkt ihre Unterschiede in der Temperaturbeständigkeit, Festigkeit und den chemischen Eigenschaften.
Im Hinblick auf die Hochtemperaturbeständigkeit ist PEEK hinsichtlich der Hitzebeständigkeit deutlich besser als PEI. Die Glasübergangstemperatur (Tg) von PEEK beträgt etwa 143 °C, der Schmelzpunkt liegt bei bis zu 343 °C und es kann kontinuierlich über einen langen Zeitraum bei 250 °C verwendet werden. wohingegen PEI keinen Schmelzpunkt mit einer Tg von etwa 217 °C hat und seine Dauergebrauchstemperatur im Allgemeinen nicht über 170 °C liegt. Dies bedeutet, dass PEEK-Platten unter Arbeitsbedingungen bei hohen Temperaturen immer noch eine hohe mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität beibehalten können, während PEI eine gewisse Erweichung oder Verformung aufweisen kann. Daher ist PEEK bei Anwendungen mit langen Zeiträumen hoher Temperatur oder Temperaturwechsel vorteilhafter.
In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften ist PEEK ebenfalls besser. Die Zugfestigkeit von PEEK-Platten beträgt normalerweise mehr als 100 MPa, die Biegefestigkeit beträgt bis zu 170 MPa oder mehr, mit starker Kriech- und Ermüdungsbeständigkeit, und kann in Umgebungen mit hoher Belastung und starker Vibration zur Aufrechterhaltung der strukturellen Stabilität eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu hat PEI-Platte eine Zugfestigkeit von etwa 110 MPa und eine etwas geringere Steifigkeit, aber ihre Schlagfestigkeit ist besser und sie eignet sich gut für Strukturbauteile, die ein Gleichgewicht zwischen Zähigkeit und Festigkeit erfordern.
Im Hinblick auf die chemische Stabilität ist PEEK beständig gegen fast alle gängigen chemischen Medien, einschließlich starker Säuren, starker Basen, organischer Lösungsmittel und Ölmedien, und korrodiert oder löst sich auch bei hohen Temperaturen nicht auf; wohingegen PEI auch gegenüber den meisten Chemikalien eine gute Beständigkeit aufweist, sich jedoch in starken Basen oder bestimmten polaren Lösungsmitteln bis zu einem gewissen Grad zersetzen kann. Dadurch sind PEEK-Platten bei Anwendungen mit chemischen Flüssigkeiten, korrosiven Gasen oder Hochtemperaturflüssigkeiten zuverlässiger
In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften haben beide gute Isoliereigenschaften, PEEK eignet sich jedoch besser für elektrische Anwendungen bei hohen Temperaturen und hohen Frequenzen. PEEK hat einen spezifischen Durchgangswiderstand von bis zu 10¹⁵Ω-cm und eine dielektrische Festigkeit von mehr als 25 kV/mm, die auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit oder hohen Temperaturen stabil ist. PEI verfügt auch über ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften, aber die Beibehaltung der Leistung ist bei langfristigen hohen Temperaturen oder hohen Temperaturen etwas geringer Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit. PEI verfügt auch über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, allerdings ist die Leistungserhaltungsrate in einer langfristigen Umgebung mit hohen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit etwas geringer.
Unter dem Gesichtspunkt der Verschleißfestigkeit und Reibungsleistung weist PEEK mit seiner hohen Kristallinität und Molekülkettensteifigkeit eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Selbstschmierleistung auf, insbesondere im ungeschmierten Zustand kann es auch stabil arbeiten. Während PEI eine amorphe Struktur hat, ist sein Oberflächenreibungskoeffizient höher und seine Verschleißfestigkeit etwas geringer als bei PEEK. Daher ist PEEK vorteilhafter, wenn es um langfristige Bewegungen oder Teile mit hoher Reibung geht, wie z. B. Buchsen, Schieber, Zahnräder usw.
In Bezug auf Dimensionsstabilität und Verarbeitungsleistung weist PEI als amorphes Material eine gleichmäßige Wärmeausdehnung auf, ist nicht leicht zu verziehen, weist eine hohe Formgenauigkeit und gute Transparenz auf und eignet sich für Präzisionselektronikteile, Isolationsträgerteile und optische Komponenten. Die kristalline Struktur von PEEK verbessert seine Dimensionsstabilität, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen kann eine sehr niedrige Wärmeausdehnungsrate aufrechterhalten werden, was für die CNC-Bearbeitung, hochpräzise mechanische Teile und hochbelastete Strukturkomponenten geeignet ist.
PEI ist in Bezug auf Kosten und Anwendungsbereich deutlich günstiger als PEEK, was PEI-Platten zur idealen Wahl für Projekte mit relativ geringen Leistungsanforderungen macht, bei denen jedoch Kosteneffizienz gefragt ist. Bei extremen Betriebsbedingungen wie hohen Temperaturen, starker Korrosion, hohen Belastungen oder kritischen Komponenten für den Langzeitbetrieb sind PEEK-Platten mit ihrem umfassenden Spektrum an physikalischen und chemischen Eigenschaften die High-End-Lösung.
Insgesamt sind PEEK-Platten PEI hinsichtlich hoher Temperaturbeständigkeit, chemischer Stabilität, mechanischer Festigkeit, Abriebfestigkeit und Langzeitzuverlässigkeit überlegen, während PEI-Platten hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Zähigkeit und Kostenkontrolle vorteilhafter sind. Ersteres eignet sich besser für die Luft- und Raumfahrt, Halbleiter, chemische Ausrüstung, Kfz-Stromversorgungssysteme und andere extreme Umgebungen, während letzteres häufig in der Elektrik und Elektronik, bei Instrumentengehäusen, isolierenden Trägern und strukturellen Verbindungsteilen und anderen Bereichen eingesetzt wird.
Wenn das Projekt daher einen langfristig stabilen Betrieb in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, hoher Korrosion oder hoher Belastung erreichen muss, sollte PEEK-Platten der Vorzug gegeben werden. Wenn Sie Wert auf Kosten und einfache Verarbeitung legen, können Sie sich für PEI-Platten entscheiden. Beide ergänzen sich im industriellen Fertigungssystem und bilden zusammen ein mehrstufiges Anwendungsbild von Hochleistungskunststoffen.
