MCAM PEEK-Material: Ein Leitfaden für Anwendungen in verschiedenen Szenarien

Dieses vielseitige, hitzebeständige Polymer ist teurer als viele andere technische Thermoplaste. Seine außergewöhnliche thermische Stabilität in Kombination mit hervorragender mechanischer Leistung und chemischer Kompatibilität machen PEEK jedoch zu einem Material, das einen enormen Mehrwert in Form von leichten, langlebigen Teilen bietet, die besonders anspruchsvollen Betriebsbedingungen standhalten.

PEEK-Materialeigenschaften

Thermische Eigenschaften von PEEK

Als teilkristallines Material weist PEEK eher einen ausgeprägten Schmelzpunkt als einen breiten Erweichungsbereich auf. Im Vergleich zu amorphen Kunststoffen ist es unwahrscheinlich, dass sich PEEK-Komponenten bei steigenden Temperaturen thermisch zersetzen. Die außergewöhnliche thermische Stabilität von PEEK ermöglicht es dem Material, viele seiner anderen wünschenswerten Leistungseigenschaften über einen weiten Temperaturbereich beizubehalten.

PEEK-Wärmeformbeständigkeit (HDT)

PEEK-Kunststoffe weisen eine ausgezeichnete thermische Stabilität mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 160 °C oder 320 °F auf.

Maximal zulässige Betriebstemperatur für PEEK

Ketron™ 1000, eine standardmäßige ungefüllte PEEK-Sorte, hält einer Dauerbetriebstemperatur von 250 °C bzw. 320 °F stand.

PEEK-Glasübergangstemperatur (Tg)

PEEK hat eine Glasübergangstemperatur von etwa 145 °C oder 290 °F.

PEEK-Schmelzpunkt

Ketron™ 1000 PEEK hat eine Schmelztemperatur von 340 °C gemäß ISO 11357-1/-3-Test bzw. 644 °F gemäß ASTM D3418-Test.

Wärmeleitfähigkeit von PEEK

Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Kunststoffs, Wärme durch Leitung zu übertragen. PEEK weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als die meisten technischen Kunststoffe. Bei 23 °C (73 °F) weist Ketron™ 1000 PEEK die folgenden Wärmeleitfähigkeitswerte auf:

ISO - 0,25 W/(K·m)

ASTM – 1,75 BTU in./(hr·ft²·°F)

PEEK-Koeffizient der linearen Wärmeausdehnung

Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient (CLTE) wird verwendet, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich ein Material als Funktion der Temperatur ausdehnt.

Im Vergleich zu anderen gängigen technischen Kunststoffen wie PET, PTFE und PEI weisen Bauteile aus PEEK über einen weiten Temperaturbereich einen deutlich geringeren CLTE auf.

Kriechfestigkeitseigenschaften von PEEK

Kriechverhaltenstests werden durchgeführt, um die Geschwindigkeit vorherzusagen, mit der sich ein Material unter konstanter mechanischer Belastung in einem bestimmten Temperaturbereich verformt.

Wie aus dem Diagramm der isometrischen Zeitkurven hervorgeht, würde die Verformung von glasfaserverstärktem Ketron™ GF30 PEEK bei stundenlanger Einwirkung hoher Temperaturen um ein Vielfaches größer sein als bei anderen gängigen technischen Kunststoffen wie POM-H, PPS, PET und PTFE.

Mechanische Leitfähigkeit von PEEK

PEEK ist ein außergewöhnlich starker und steifer Kunststoff und behält seine strukturelle Integrität auch dann bei, wenn er wiederholt starken Belastungen, Belastungen und Stößen ausgesetzt wird.

PEEK-Dichte

Ketron™ 1000, eine standardmäßige ungefüllte PEEK-Sorte, hat eine Dichte von 1,31 g/cm³.

Zugfestigkeit von PEEK

PEEK-Kunststoffe weisen eine außergewöhnliche Zugfestigkeit auf, sodass das Material hohen Belastungen standhält, bevor es bricht. Ketron™ 1000 PEEK weist die folgenden Werte für Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizität gemäß ISO 527-1/-2 und ASTM D638 auf:

Zugfestigkeit: 115 MPa oder 16.000 PSI

Zugdehnung bei Streckgrenze: 5 %

Bruchdehnung: 17 %

Zug-E-Modul: 4.300 MPa oder 630 KSI

PEEK-Härte und Schlagfestigkeit

PEEK-Kunststoff weist eine hohe Härte und eine hervorragende Schlagfestigkeit auf. Ketron™ 1000 PEEK hat die folgenden Werte für Eindruckfestigkeit und Schlagfestigkeit:

Rockwell-M-Härte (ISO 2039-2): 105

Rockwell-M-Härte (ASTM D785): 100

Rockwell-R-Härte (ASTM 2240): 126

Charpy-Schlagzähigkeit (ungekerbt, ISO 179-1/1eU) – kein Bruch

Charpy-Schlagzähigkeit (gekerbt, ISO 179-1/1eA) – 3,5 kJ/m²

Biegemodul und Festigkeit von PEEK

Mit einem hohen Biegemodul und einer hohen Biegefestigkeit sind PEEK-Kunststoffe unverzichtbar in Strukturanwendungen, bei denen es sowohl auf Steifigkeit als auch auf Tragfähigkeit ankommt. Ungefülltes Ketron™ 1000 PEEK hat die folgenden Werte für Biegemodul und Festigkeit:

Biegefestigkeit (ISO 178) – 170 MPa

Biegefestigkeit (ASTM D790) – 25.000 PSI

Biegemodul

Chemische Leitfähigkeit von PEEK

Dank der geringen Feuchtigkeitsaufnahme und der hohen thermischen Beständigkeit aufgrund seiner teilkristallinen Struktur weist PEEK unter den technischen Werkstoffen eine der breitesten chemischen Verträglichkeitsstufen auf. PEEK ist ein ausgezeichneter Kandidat für Anwendungen, bei denen die folgenden Arten von Chemikalien vorhanden sind:

Säuren – z. B. chemische Verarbeitung, Batteriekomponenten

Grundlagen – zB chemische Aufbereitung, Wasseraufbereitung

Organische Lösungsmittel – z. B. Chromatographie, chemische Lagerung

Kohlenwasserstoffe – zB Kraftstoffe, Öle, Schmierstoffe

Halogene – z. B. Vor-Ort-Sterilisieren/Vor-Ort-Reinigen, Desinfektionsmittel, Bleichmittel

Dampf und Heißwasser – zB Autoklav und Dampfsterilisation

Anwendungen von PEEK

Medizin und Bioverarbeitung – PEEK in medizinischer Qualität eignet sich für viele Sterilisationsmethoden und wird in Gesundheitsanwendungen eingesetzt, die von chirurgischen Instrumenten und Werkzeuggriffen bis hin zu orthopädischen Implantaten und Zahnabutments reichen.

Chemische Verarbeitung und fortschrittliches Flüssigkeitsmanagement – ​​Mit seiner breiten Beständigkeit gegen Chemikalien und Hitze ist PEEK ein ideales Material für Komponenten in chemisch korrosiven Anwendungen wie Labyrinthdichtungen, Dichtungen, O-Ringe und Pumpen.

Lebensmittel, Getränke, Pharmazeutika und Verpackungen – Aufgrund ihrer geringen Verschleißrate und ihrer Eignung für Clean-in-Place-Prozesse (CIP) sind PEEK-Materialien in Lebensmittelqualität eine ausgezeichnete Wahl für Komponenten mit hohem Verschleiß und hoher Belastung in der Lebensmittel- und Pharmaverarbeitung, wie z. B. Förderkomponenten, Abstreifer, Verschleißleisten, Führungsschienen, Rollen, Zahnräder, Gleitplatten und mehr.

Luft- und Raumfahrt, Automobil und Mobilität – PEEK bietet im Vergleich zu Metallen ein weitaus besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und ist damit ein hervorragendes Material für Transportanwendungen, bei denen hohe Leistung mit geringem Gewicht in Einklang gebracht werden muss, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.

PEEK-Kunststoffmaterialien von MCG

Wählen Sie aus einer breiten Palette maßgeschneiderter Formulierungen, die auf den hervorragenden Leistungseigenschaften von PEEK aufbauen und spezifische Eigenschaften bieten, die sich in Ihren anspruchsvollsten Anwendungen auszeichnen.

Auch in Anwendungen außerhalb von Metallen spielen Kunststoffe eine bedeutende Rolle.

Der Ersatz von Stahl durch Kunststoff wird in der High-End-Fertigung zu einem unumkehrbaren Trend. Vor allem die modernen technischen Kunststoffe PEEK (Polyetheretherketon) werden aufgrund ihrer hervorragenden Gesamtleistung häufig in anspruchsvollen Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Halbleitern, medizinischen Implantaten, verschleißfesten Dichtungen und Kernenergie eingesetzt.

Welches PEEK sollten Sie für verschiedene Anwendungen wählen? Wir schlüsseln die PEEK-Materialmatrix von Mitsubishi Chemical Advanced Materials auf, um Ihnen die Auswahl des richtigen Materials zu erleichtern.

1. Starke Leistung: Dauerbetriebstemperatur bis zu 250 °C, mit ausgezeichneter thermischer Stabilität, mechanischen Eigenschaften und chemischer Verträglichkeit.

2. Multi-Szenario-Abdeckung: Erreicht Compliance-Abdeckung in „allgemeine Industrieanwendungen + Halbleiter-ESD + Lebensmittel + Medizin + Kernenergie“.

Basis-/Allzweck-PEEK

Modell: Ketron™ 1000

Gefüllt: Ungefüllt

Kerneigenschaften: Hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit

Typische Anwendungen: Allgemeine Strukturbauteile, Dichtungen, Instrumententeile

Verstärktes PEEK: Hohe Festigkeit + hohe Steifigkeit

Im Vergleich zu reinem PEEK bietet verstärktes PEEK eine höhere Festigkeit, Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit.

Modellfüller

Ketron™ GF30 30 % Glasfaser

Ketron™ CA30 30 % Kohlefaser

Ketron™ CMCA30

Ketron™ CM 1030HT

30 % Kohlefaser (geformt)

30 % Kohlefaser (PEK)

Kerneigenschaften

Hohe Steifigkeit, geringe Ausdehnung, Dimensionsstabilität

Hohe Steifigkeit, geringe Wärmeausdehnung, hohe Wärmeleitfähigkeit

Große Größe, hohe Festigkeit

Wärmeformbeständigkeit 230°C

Typische Anwendungen

Statische Hochtemperatur-Strukturbauteile

Lager, verschleißfeste Komponenten

Wärmeableitungsstrukturen

Große Hochleistungskomponenten

Hochtemperaturdichtungen

Ventilsitze

Verschleißfest/PEEK in Lagerqualität: Geringe Reibung + lange Lebensdauer. PEEK-Formulierung für Anwendungen mit hoher Belastung, hoher Geschwindigkeit und hohem Verschleiß.

Modell: Ketron™ HPV

Formel: Kohlefaser + Graphit + PTFE

Kerneigenschaften: Geringe Reibung, hervorragende Bearbeitbarkeit.

Typische Anwendungen: Hochgeschwindigkeitslager, Buchsen, Dichtungen.

Kryo-/Dichtungsqualität PEEK: Kryo-Dichtungsmaterialien, die für kryogene Umgebungen und den Trend zu PFAS-freien Lösungen entwickelt wurden.

Modell | Funktionen | Kernleistung

Ketron™ CR-D | Kryo-Abfüllung | -196 °C dynamische Dichtung

Ketron™ CR-S | PFAS-frei | -196 °C statische Dichtung, PFAS-frei

Typische Anwendungen: Kryoventile, dynamische Dichtungen, kryogene statische Dichtungen, Ersatz für Fluormaterialien

Lebensmitteltaugliches/nachweisbares PEEK. Erfüllt die EU- und FDA-Standards für den Lebensmittelkontakt.

Modelle:

Ketron™ FK1000 FG PEEK,

Ketron™ VMXFG,

Ketron™ TX FG

Merkmale:

Grundwerte der Lebensmittelqualität:

EU/FDA-zertifiziert, hervorragende Zähigkeit

Lebensmittelqualität+, EU/FDA-zertifiziert, dreifach erkennbar, Metall/Röntgen/visuell erkennbar

Interne Schmierung + Lebensmittelqualität, EU/FDA-zertifiziert, verschleißfest + konform

Anwendungen: Lebensmitteltransport, verschleißfeste Teile, Lager, verschleißfeste Wärmeableitungsstrukturen

PEEK in medizinischer/implantierbarer Qualität

TMMediTECH

Geeignet für implantierbare Materialien, Kontaktmedizingeräte und biopharmazeutische Anwendungen

Serie

Zeniva™ PEEK

Ketron™ LSG

Standard

ASTM F2026

Medizinische Qualität (nicht implantierbar)

Kernvorteile

Anpassung des Knochenmoduls

Biokompatibilität

Sterilisationsbeständigkeit

Beurteilung der Biokompatibilität

Implantierbare Anwendungen

Wirbelsäulenfusionsgeräte, kraniofaziale Reparatur,

Knochenschrauben

Medizinische Geräte, Kurzzeitkontaktkomponenten

PEEK für Halbleiter-ESD: Elektrostatisch ableitendes PEEK-Material, das speziell für Halbleiteranwendungen mit strengen ESD-Leistungsanforderungen entwickelt wurde.

Modelle:

Semitron™ ESd480/490HR

Semitron™ESd HPV

Semitron™ MDS 100

Kyron EPM-2204

Formel: Antistatische Komponente, antistatisch, Gleitmittel, modifiziertes hochreines PEEK + Keramik

Kerneigenschaften: Antistatisch, Dimensionsstabilität, feuchtigkeitsbeständig, verschleißfest + antistatisch, geringe Reibung, hohe Steifigkeit, geringe Wasseraufnahme, hochpräzise Bearbeitung

Typische Anwendungen: Wafer-Handhabung, Testvorrichtungen, Chip-Trays, elektronische Vorrichtungen, Testsockel, Präzisionsplattformen

Vom Hochgeschwindigkeitsbetrieb von Industrieanlagen über die mikroskopische Präzision der Halbleiterfertigung bis hin zur Langzeitleistung von Anwendungen im Medizin- und Gesundheitswesen.

MCAM PEEK-Materialien, auf die bei der Herstellung leichter und langlebiger Teile vertraut wird, decken wirklich alle Szenarien ab.

Ketron™ deckt Anwendungen in den Bereichen Industrie, Verschleißfestigkeit, Dichtung, Lebensmittel und Kernenergie ab. Semitron™ ist auf hochpräzise Halbleiter-, ESD- und Reinraumanwendungen spezialisiert.

MediTECH™ / Zeniva™ unterstützen langfristige medizinische Implantate.