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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(jié)晶高分子聚合物,聚醚醚酮兼具熱固性塑料的耐熱性、化學(xué)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(fù)合制備增強材料。 PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料是芳香族結(jié)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(zhuǎn)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(yīng)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(shù)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(xué)藥品性:(耐腐蝕性)PEEK具有優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性,在通常的化學(xué)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(biāo)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(fù)合材料不受水和高壓水蒸氣的化學(xué)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(biāo)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(chǎn)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(yīng)用領(lǐng)域: 型材領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)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(nèi)仍具有較小的介電常數(shù)和介電損耗,適用于核電、船舶等特殊領(lǐng)域的特種電纜。 電子電氣領(lǐng)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(shù)和損耗因子。 能源領(lǐng)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(fēng)險,在石油、核能、水電、火電、太陽能、風(fēng)電領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。 汽車領(lǐng)域 為了適應(yīng)汽車輕量化的行業(yè)趨勢,提高燃油的經(jīng)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(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù),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(nèi)罩、汽車軸承、密封件、剎車片等)。 家電領(lǐng)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?？墒褂靡淮巫⑺艹尚蜕a(chǎn),生產(chǎn)效率高。 機械領(lǐng)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(yīng)用在潤滑耐磨制件、密封件和紡織機械上,幫助設(shè)備減重,降低噪音指數(shù),增加耐磨部件的使用壽命,減少甚至避免使用潤滑劑。 往復(fù)式壓縮機閥片材質(zhì)選擇的變革 往復(fù)式(活塞式)壓縮機對工業(yè)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用,特別是在制冷領(lǐng)域的設(shè)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(dān)著反復(fù)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(zhì)的選擇是影響到氣閥可靠性的關(guān)鍵因素之一。 往復(fù)式壓縮機閥片材質(zhì)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(dāng)承受到?jīng)_擊力量時,能夠吸收一定的熱量,或者當(dāng)有裂紋產(chǎn)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)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(zhì)變革 早期,壓縮機閥片的材質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(shè)備內(nèi)部其他部件產(chǎn)生不可恢復(fù)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(yīng)力與撞擊物的模量以及密度呈現(xiàn)正比關(guān)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(yīng)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(chǎn)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(chǎn)生斷裂,進而影響到系統(tǒng)內(nèi)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(chǎn)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(dāng)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(shù)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(zhì)的型號選擇 由于閥片的應(yīng)用環(huán)境,應(yīng)選擇高強度的復(fù)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(fù)合的聚醚醚酮材料。 在威格斯高性能材料貿(mào)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(fù)活塞壓縮機用聚醚醚酮(PEEK)閥片》標(biāo)準中閥片采用的原材料為威格斯的450GL30和450GL30black(對應(yīng)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(yīng)大于等于165MPa 3 彎曲強度應(yīng)大于等于245MPa 4彎曲模量應(yīng)大于等于7.6GPa 5 懸臂梁沖擊強度應(yīng)大于7.5kJ/m2 6 結(jié)晶度應(yīng)不低于30%。 最初應(yīng)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(shù)據(jù)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(guān)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(yīng)比770CA30更適合于閥片專用料。 櫛風(fēng)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(lǐng)軍行列。公司是一家集PEEK研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高新技術(shù)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(xué)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(chǎn)品精工細作”為服務(wù)宗旨,一直秉承“以人為本,追求品質(zhì),求實創(chuàng)新,造福人類”的經(jīng)營理念,在企業(yè)內(nèi)部積極宣揚和倡導(dǎo)“誠信、創(chuàng)新、務(wù)實”的價值觀,并以“技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)報國”為己任,目標(biāo)發(fā)展成為PEEK材料及相關(guān)的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售推廣為一體的現(xiàn)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(chǎn)品和服務(wù)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(chǎn)品——FD-PEEK(封端聚醚醚酮)并在國內(nèi)率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,打破國際上三十多年P(guān)EEK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(xué)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(xué)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(xué)采用ZYPEEK材料開展了新型骨修復(fù)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(jié)果證明,該涂層可顯著增強骨髓間充質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)更快的骨形成和礦化,這表明無定形碳涂層對體內(nèi)刺激成骨的影響。 ZYPEEK的生物相容性數(shù)據(jù) 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(chǎn)生顯著的生物學(xué)反應(yīng),符合USP VI級別。 USP 40(重金屬殘存):<0.27%。