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什么是PEEK(聚醚醚酮),PEEK的特性: PEEK(聚醚醚酮)是指大分子主鏈由芳基、酮鍵和醚鍵組成的線性芳香族半結晶高分子聚合物,聚醚醚酮兼具熱固性塑料的耐熱性、化學穩(wěn)定性和熱塑性塑料的成型加工性,英文名稱為polyetherether ketone,簡稱PEEK,可與碳纖維和玻璃纖維復合制備增強材料。 PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料是芳香族結晶型熱塑性高分子材料,其熔點為343℃,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能。 1:耐高溫性:PEEK具有較高的玻璃化轉變溫度(Tg=143℃)和熔點(Tm=343℃),其負載熱變形溫度高達316℃,瞬時使用溫度可達300℃。 2:機械特性:PEEK是韌性和剛性兼?zhèn)洳⑷〉闷胶獾乃芰稀Ｌ貏e是它對交變應力的優(yōu)良耐疲勞是所有塑料中非常出眾的,可與合金材料媲美。 3:自潤滑性:PEEK在所有塑料中具有出眾的滑動特性,適合于嚴格要求低摩擦系數和耐摩耗用途使用。特別是碳纖、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自潤滑性能更佳。 4:耐化學藥品性:(耐腐蝕性)PEEK具有優(yōu)異的耐化學藥品性,在通常的化學藥品中,能溶解或者破壞它的只有濃硫酸,它的耐腐蝕性與鎳鋼相近。 5:阻燃性:PEEK是非常穩(wěn)定的聚合物,具有自熄性,1.45mm厚的樣品,不加任何阻燃劑就可達到非常高阻燃標準。 6:耐剝離性:PEEK的耐剝離性很好,因此可制成包覆很薄的 或電磁線,并可在苛刻條件下使用。 7:耐疲勞性:PEEK在所有樹脂中具有非常好的耐疲勞性。 8:耐輻照性:耐高輻照的能力很強,超過了通用樹脂中耐輻照性非常好的聚苯乙烯?？梢宰鞒搔幂椪談┝窟_1100Mrad時仍能保持良好的絕緣能力的高性能 。 9:耐水解性:PEEK及其復合材料不受水和高壓水蒸氣的化學影響,用這種材料作成的制品在高溫高壓水中連續(xù)使用仍可保持優(yōu)異特性。 PEEK材料的價格: PEEK材料規(guī)格牌號多種多樣,不同廠家、不同規(guī)格價格也不同,標準級PEEK材料零售價為幾百元/公斤左右,超細粉價格稍貴。一般來說,做工越精細,性能越好,價格也越高。 一些小作坊式的工廠,PEEK價格會低很多,但這樣的產品peek性能是不能保證的。 PEEK常用改性: 玻纖改性:10%玻纖改性、20%玻纖改性、30%玻纖改性 PEEK的應用領域: 型材領域 PEEK具有良好的機械加工性,優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定性,耐高溫性,耐蠕變性和耐水解性,可使用車、刨、銑、磨等方式進行加工,并能夠準確的控制公差。 醫(yī)療領域 PEEK具有良好的生物相容性,無毒,密度低,耐輻射,兼具很好的機械性能,其彈性模量與人體骨骼十分接近,可以用常規(guī)的方式(包括乙醇、蒸汽熱力、紫外線)循環(huán)消毒,X射線可穿透,是人造骨和醫(yī)療器械的優(yōu)選材料。 電線電纜領域 PEEK具有涂層的熱老化性能,阻燃性優(yōu)良,有自熄性,耐水解性,耐腐蝕性,耐剝離性,耐疲勞性,耐輻照性,具有很好的電氣絕緣性,在高頻范圍內仍具有較小的介電常數和介電損耗,適用于核電、船舶等特殊領域的特種電纜。 電子電氣領域 PEEK是C級絕緣材料,在高溫高壓高濕等環(huán)境下也能保證優(yōu)異的絕緣性能,同事兼具透波性,尺寸穩(wěn)定性和自潤滑性,在各種頻率下都能保證很低的介電常數和損耗因子。 能源領域 PEEK具有良好的耐腐蝕性、耐輻射性、耐高溫性、耐低溫性、耐水解性和優(yōu)異的電性能,適用于高溫高壓高輻射等嚴苛的工況條件下,提供穩(wěn)定的性能,降低部件失效和停機的風險,在石油、核能、水電、火電、太陽能、風電領域都有廣泛的應用。 汽車領域 為了適應汽車輕量化的行業(yè)趨勢,提高燃油的經濟性,耐受更高的使用溫度,PEEK材料因其機械強度,耐動態(tài)疲勞性,耐高溫,耐蠕變性,自潤滑性和跟金屬相當的熱膨脹系數,未來將更多的替代汽車上的金屬及其他工程塑料制件(發(fā)動機內罩、汽車軸承、密封件、剎車片等)。 家電領域 PEEK具有良好的耐磨性、自潤滑性,無毒,耐高溫、密度小,與金屬部件相比可降低噪音,減少能耗,延長使用壽命。可使用一次注塑成型生產,生產效率高。 機械領域 PEEK是一種兼具剛性和韌性的材料,具有優(yōu)異的機械性能,耐磨性,自潤滑性,耐高溫性,耐蠕變性和耐動態(tài)疲勞性,可以廣泛的應用在潤滑耐磨制件、密封件和紡織機械上,幫助設備減重,降低噪音指數,增加耐磨部件的使用壽命,減少甚至避免使用潤滑劑。 往復式壓縮機閥片材質選擇的變革 往復式(活塞式)壓縮機對工業(yè)的發(fā)展起到至關重要的作用,特別是在制冷領域的設備中。其中壓縮機核心的零件是氣閥,閥片作為氣閥的重要組成部分,由于承擔著反復的載荷、腐蝕性環(huán)境、高壓和高溫等因素的影響,它的壽命決定壓縮機的故障維修時間。所以,閥片材質的選擇是影響到氣閥可靠性的關鍵因素之一。 往復式壓縮機閥片材質選擇的變革 壓縮機閥片對材料的要求 n 高韌性:閥片需要具有較高的韌性,當承受到沖擊力量時,能夠吸收一定的熱量,或者當有裂紋產生,能夠阻止裂紋繼續(xù)拓展。 n 抗疲勞:閥片需要承受高頻率的往復沖擊,所以閥片需要具有優(yōu)異的抗疲勞性能。 n 耐磨:閥片需要具有較好的耐磨性能,在運動過程中,堅守閥片與升程限制器導向凸臺接觸的摩擦損耗。 n 耐腐蝕:能夠承受多種腐蝕環(huán)境,避免因為腐蝕導致材料強度減弱,進而發(fā)生脆斷。 n 耐高溫:在高溫下仍能夠保持優(yōu)良性能。 n 尺寸穩(wěn)定性:在高溫下依然能夠保持尺寸穩(wěn)定性,保證氣閥的密閉性。 壓縮機閥片的材質變革 早期,壓縮機閥片的材質為金屬,金屬價格低廉,能夠承受高溫、高壓,但是在強 腐蝕環(huán)境里,性能降低,或者因為腐蝕產生 凹坑,影響到氣密性。氫脆是金屬閥片的有一個缺點,會大幅度降低閥片的壽命。在壓縮易燃、易爆氣體時如果使用金屬閥片,閥片在工作時容易產生火花,引發(fā)事故。此外,腐蝕后斷裂的閥片的碎屑也會對設備內部其他部件產生不可恢復的損壞。 在上個世紀60年代,有聚合物被嘗試替代金屬材料應用于閥片材料。其中嘗試的聚合物材料有尼龍、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺酰亞胺。他們都有各自的優(yōu)點和缺點,具體如下: 由于聚醚醚酮具有優(yōu)異的機械性能、耐磨性能、耐高溫、耐腐蝕性能,被認為是很好的閥片材料。在20世紀90年代,中國每年需要進口閥片材料需要花費5000萬元。近年來,隨著聚醚醚酮生產量的逐步提升,銷售價格的降低,使用量和需求量也逐步增長。 為什么聚醚醚酮是適合的閥片材料呢? 兩種物體相撞,撞擊能量全部由撞擊物體吸收,接觸的應力公式如下: σ=v(3Eρ)1/2 其中v為撞擊速度,E為彈性模量,ρ為撞擊物密度。 從公式可以看出,撞擊應力與撞擊物的模量以及密度呈現正比關系。 PEEK的密度小,彈性模量比金屬小,在撞擊速度相同時,接觸應力要比金屬閥片小得多。 此外,聚醚醚酮的機械性能優(yōu)異,抗沖擊性能優(yōu)良。缺口不敏感,即使產生裂紋,裂紋發(fā)展的速度也較慢。 聚醚醚酮的抗疲勞性能是金屬的2倍以上。 聚醚醚酮表面較難粘附微小異物,所以不會因為微小異物產生斷裂,進而影響到系統內的其他部件磨損加快。 聚醚醚酮的耐磨性能優(yōu)良。 聚醚醚酮的耐腐蝕性能優(yōu)異,在高溫環(huán)境下依然能夠保持較強的耐腐蝕性能。 適用聚醚醚酮能耗較低,因為聚醚醚酮的密度僅為1.3g/cm3,可以減少因為撞擊產生的功率消耗。同時也因為密度低,噪音更小。 不能使用聚醚醚酮的工作環(huán)境 當氣閥的壓差超過22.5MPa,排氣溫度同時高于250℃環(huán)境時,不能使用聚醚醚酮。 不能使用含有氧氣或氯氣的壓縮機。 聚醚醚酮的熱膨脹系數較大,對尺寸精度要求非常高的環(huán)境不能適用聚醚醚酮。 閥片材質的型號選擇 由于閥片的應用環(huán)境,應選擇高強度的復合材料,一般增加聚醚醚酮的強度,可選擇玻璃纖維和碳纖維復合的聚醚醚酮材料。 在威格斯高性能材料貿易(上海)有限公司和上海環(huán)天壓縮機有限公司參加起草,臺州環(huán)天機械有限公司起草的《JB/T 12952-2016往復活塞壓縮機用聚醚醚酮(PEEK)閥片》標準中閥片采用的原材料為威格斯的450GL30和450GL30black(對應中研股份770GL30和770GL30H),具體性能如下: 1材料的密度范圍為1.49-1.53 2 拉伸強度應大于等于165MPa 3 彎曲強度應大于等于245MPa 4彎曲模量應大于等于7.6GPa 5 懸臂梁沖擊強度應大于7.5kJ/m2 6 結晶度應不低于30%。 最初應用到閥片材料的聚醚醚酮為30%玻璃纖維添加的聚醚醚酮,該材料的使用壽命是金屬閥片的12倍。 中研股份的30%添加玻璃纖維(770GL30)和30%碳纖維(770CA30)的性能數據對比如下: 吉林省中研高分子材料股份有限公司從性能上看,兩種型號各有利弊,但是對于閥片,耐沖擊性能是很關鍵的性能,因為閥片的壽命主要取決于沖擊斷裂的時間。所以770GL30應比770CA30更適合于閥片專用料。 櫛風沐雨 砥礪前行 PEEK精品 吉林省中研高分子材料股份有限公司(簡稱“中研股份”)一直致力于躋身全球PEEK(聚醚醚酮)領軍行列。公司是一家集PEEK研發(fā)、生產、銷售于一體的高新技術創(chuàng)新型企業(yè)。 中研股份的成長歷程,亦是中國聚醚醚酮行業(yè)不斷超越、不斷發(fā)展的縮影! 聚醚醚酮,英文名稱為polyetheretherketone(簡稱PEEK),是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料,與其他特種工程塑料相比具有更多顯著優(yōu)勢,耐高溫260度、機械性能優(yōu)異、自潤滑性好、耐化學品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐磨性、不耐強硝酸、抗輻射、很強的機械性能可用于高科技。 中研股份自成立以來始終堅持以“過程嚴格控制,產品精工細作”為服務宗旨,一直秉承“以人為本,追求品質,求實創(chuàng)新,造福人類”的經營理念,在企業(yè)內部積極宣揚和倡導“誠信、創(chuàng)新、務實”的價值觀,并以“技術創(chuàng)新、產業(yè)報國”為己任,目標發(fā)展成為PEEK材料及相關的研發(fā)、生產及銷售推廣為一體的現代化高科技企業(yè),成為一個在世界上獲得員工、客戶、競爭對手、投資者和公眾廣泛認可的企業(yè),用自己卓爾不凡的產品和服務打造PEEK不朽神話。 多年來,公司已培育并擁有一支長期從事PEEK研究的精英科研隊伍,不斷進行自主創(chuàng)新,成功研發(fā)出聚醚醚酮系列產品——FD-PEEK(封端聚醚醚酮)并在國內率先實現產業(yè)化,打破國際上三十多年PEEK行業(yè)壟斷的局面。 ZYPEEK作為原料的研發(fā)成果發(fā)表在多篇刊物上 近日,美國化學會<> (SCI一區(qū)top刊物, 影響因子8.456)以《Mussel-Inspired Polydopamine Coating: A General Strategy To Enhance Osteogenic Difffferentiation and Osseointegration for Diverse Implants》為題報道了同濟大學使用ZYPEEK物料進行PDA表面修飾,通過表面修飾后的PEEK的表面活性更高,促進骨生長。 ZYPEEK作為原料的研發(fā)成果發(fā)表在多篇刊物上 同時,同濟大學采用ZYPEEK材料開展了新型骨修復材料的深入研究,《Amorphous carbon modification on implant surface: a general strategy to enhance osteogenic difffferentiation for diverse biomaterials via FAK/ERK1/2 signaling pathways》被 Journal of Materials Chemistry B(為中科院一區(qū)期刊,目前其影響因子為 4.776) 順利接收。 該論文主要利用ZYPEEK的良好生物相容性,在ZYPEEK表面采用無定型碳涂層修飾,結果證明,該涂層可顯著增強骨髓間充質干細胞(BMSCs)在各種生物材料表面的成骨作用。此外, 證明FAK / ERK1 / 2信號傳導途徑參與該無定形碳涂層的成骨作用。使用大鼠顱骨缺損模型的骨再生能力證實,無定形碳涂層誘導更快的骨形成和礦化,這表明無定形碳涂層對體內刺激成骨的影響。 ZYPEEK的生物相容性數據 ISO 10993-5和USP87(體外細胞毒性測試): 無細胞毒性 ISO 10993-10(致敏和刺激性): 樣品對兔皮無刺激性,對豚鼠的致敏性為0%。 亞慢性毒性測試: ZYPEEK浸提液對大鼠無亞慢性毒性。 USP 88:ZYPEEK對大鼠沒有產生顯著的生物學反應,符合USP VI級別。 USP 40(重金屬殘存):<0.9%。