Polieteroeteroketon (PEEK) został po raz pierwszy opracowany przez Imperial Chemical (ICI) w 1977 r. i oficjalnie sprzedany jako VICTREX®PEEK w 1982 r. W 1993 r. VICTREX przejął zakład produkcyjny ICI i stał się niezależną firmą. Weigas posiada najszerszą na rynku gamę produktów z poli(eteroketonu) o aktualnej wydajności 4250 ton/rok. Dodatkowo na początku 2015 roku zostanie uruchomiona trzecia instalacja poli(eteroketonu) VICTREX® o rocznej wydajności 2900T i wydajności ponad 7000 T/r.
Ⅰ. Wprowadzenie do performansu
PEEK jako najważniejszy produkt poli(aryloeteroketonu, jego specjalna struktura molekularna zapewnia polimerowi odporność na wysoką temperaturę, dobre właściwości mechaniczne, samosmarowanie, łatwą obróbkę, odporność na korozję chemiczną, środek zmniejszający palność, odporność na odpędzanie, odporność na promieniowanie, stabilność izolacji, odporność na hydrolizę i łatwość przetwarzania, takie jak doskonałe właściwości użytkowe, są obecnie uznawane za najlepsze termoplastyczne tworzywa konstrukcyjne.
1 Odporność na wysoką temperaturę
Polimery i mieszanki VICTREX PEEK mają zazwyczaj temperaturę zeszklenia 143°C, temperaturę topnienia 343°C, temperaturę denaturacji termicznej do 335°C (ISO75Af, wypełnione włóknem węglowym) i temperaturę ciągłej pracy 260°C C (UL746B, bez wypełnienia).
2. Odporność na zużycie
Materiały polimerowe VICTREX PEEK zapewniają doskonałą odporność na tarcie i zużycie, szczególnie w przypadku odpornych na zużycie zmodyfikowanych klas tarcia, w szerokim zakresie ciśnień, prędkości, temperatur i chropowatości powierzchni styku.
3. Odporność chemiczna
VICTREX PEEK jest podobny do stali niklowej i zapewnia doskonałą odporność na korozję w większości środowisk chemicznych, nawet w wysokich temperaturach.
4. Ogień lekki dym i nietoksyczny
Materiał polimerowy VICTREX PEEK jest bardzo stabilny, próbka o średnicy 1,5 mm, klasa ul94-V0, bez środka zmniejszającego palność. Skład i wrodzona czystość tego materiału umożliwiają wytwarzanie bardzo małej ilości dymu i gazu w przypadku pożaru.
5. Odporność na hydrolizę
Polimery i mieszanki VICTREX PEEK są odporne na atak chemiczny wody lub pary pod wysokim ciśnieniem. Części wykonane z tego materiału mogą zachować wysoki poziom właściwości mechanicznych, gdy są używane w wodzie w wysokich temperaturach i ciśnieniach.
6. Doskonałe właściwości elektryczne
VICTREX PEEK zapewnia doskonałe parametry elektryczne w szerokim zakresie częstotliwości i temperatur.
Ponadto materiał polimerowy VICTREX PEEK charakteryzuje się również wysoką czystością, ochroną środowiska, łatwością przetwarzania i innymi cechami.
Ⅱ. Badanie stanu produkcji
Od czasu pomyślnego opracowania materiału PEEK charakteryzującego się doskonałą wydajnością zyskał on szerokie uznanie wśród ludzi i szybko stał się nowym przedmiotem badań. Seria chemicznych i fizycznych modyfikacji oraz udoskonaleń PEEK jeszcze bardziej rozszerzyła zakres zastosowań PEEK.
1. Modyfikacja chemiczna
Modyfikacja chemiczna polega na zmianie struktury molekularnej i regularności polimeru poprzez wprowadzenie specjalnych grup funkcyjnych lub małych cząsteczek, takich jak: zmiana proporcji grup eteroketonowych w łańcuchu głównym lub wprowadzenie innych grup, sieciowanie rozgałęzione, grupy łańcuchów bocznych, kopolimeryzacja blokowa i losowa kopolimeryzacja na głównym łańcuchu w celu zmiany jego właściwości termicznych.
VICTREX®HT™ i VICTREX®ST™ to odpowiednio PEK i PEEKK. Stosunek E/K VICTREX®HT™ i VICTREX®ST™ stosuje się w celu poprawy odporności polimeru na wysokie temperatury.
2. Modyfikacja fizyczna
W porównaniu z modyfikacją chemiczną, w praktyce szerzej stosuje się modyfikację fizyczną, obejmującą ulepszenie wypełnienia, modyfikację mieszania i modyfikację powierzchni.
1) Ulepszenie wyściółki
Najpopularniejszym wzmocnieniem wypełnienia jest wzmocnienie włóknem, w tym włóknem szklanym, wzmocnieniem włóknem węglowym i wzmocnieniem włóknem Arlene. Wyniki eksperymentów pokazują, że włókno szklane, włókno węglowe i włókno aramidowe mają dobre powinowactwo do PEEK, dlatego często wybiera się je jako wypełniacz w celu wzmocnienia PEEK, wytworzenia wysokowydajnych materiałów kompozytowych oraz poprawy wytrzymałości i temperatury użytkowania żywicy PEEK. Gatunki Hmf to nowy kompozyt firmy VICTREX wypełniony włóknem węglowym, który oferuje doskonałą odporność na zmęczenie, podatność na obróbkę skrawaniem i doskonałe właściwości mechaniczne w porównaniu z obecną serią VICTREX PEEK o wysokiej wytrzymałości wypełnioną włóknem węglowym.
Aby zmniejszyć tarcie i zużycie, często dodaje się PTFE, grafit i inne drobne cząstki w celu poprawy wzmocnienia. Gatunki ścieralne są specjalnie modyfikowane i wzmacniane przez firmę VICTREX do stosowania w środowiskach o wysokim zużyciu, takich jak łożyska.
2) Modyfikacja mieszania
PEEK łączy się z organicznymi materiałami polimerowymi o wysokiej temperaturze zeszklenia, co może nie tylko poprawić właściwości termiczne kompozytów i obniżyć koszty produkcji, ale także mieć ogromny wpływ na właściwości mechaniczne.
VICTREX®MAX-Series™ to mieszanka materiału polimerowego VICTREX PEEK i autentycznej termoplastycznej żywicy poliimidowej (TPI) EXTEM®UH na bazie innowacyjnych tworzyw sztucznych SABIC. Wysokowydajne materiały polimerowe MAX Series™ o doskonałej odporności na ciepło zostały zaprojektowane, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na bardziej odporne na wysokie temperatury materiały polimerowe PEEK.
Seria VICTREX® T to opatentowana mieszanka oparta na materiale polimerowym VICTREX PEEK i polibenzimidazolu Celazole® (PBI). Można go stopić i osiągnąć wymaganą doskonałą wytrzymałość, odporność na zużycie, twardość, pełzanie i właściwości termiczne w najbardziej wymagających warunkach wysokiej temperatury.
3) Modyfikacja powierzchni
Badania VICTREX przeprowadzone we współpracy z firmą Wacker, wiodącym producentem ciekłego silikonu, wykazały, że polimer VICTREX PEEK łączy w sobie zalety sztywnego i elastycznego silikonu z właściwościami adhezyjnymi innych tworzyw sztucznych. Komponent PEEK jako wkład, pokryty płynną gumą silikonową lub technologią wtrysku dwuskładnikowego, pozwala uzyskać doskonałą przyczepność. Temperatura formy wtryskowej VICTREX PEEK wynosi 180°C. Jej ciepło utajone umożliwia szybkie utwardzanie kauczuku silikonowego, skracając w ten sposób całkowity cykl wtrysku. To zaleta technologii wtrysku dwuskładnikowego.
3. Drugi
1) Powłoki VICOTE™
Firma VICTREX wprowadziła powłokę na bazie PEEK, VICOTE™, aby wypełnić luki w wydajności wielu współczesnych technologii powlekania. Powłoki VICOTE™ zapewniają wysoką temperaturę, odporność na zużycie, wytrzymałość, trwałość i odporność na zarysowania, a także szeroki zakres korzyści w zakresie wysokiej wydajności w zastosowaniach narażonych na ekstremalne warunki, takie jak wysoka temperatura, korozja chemiczna i zużycie, czy to w przemyśle, motoryzacji, przetwórstwa spożywczego, półprzewodników, elektroniki lub części farmaceutycznych. Powłoki VICOTE™ zapewniają dłuższą żywotność, lepszą wydajność i funkcjonalność, obniżony całkowity koszt systemu i większą swobodę projektowania w celu osiągnięcia zróżnicowania produktów.
2) Folie APTIV™
Folie APTIV™ oferują unikalną kombinację właściwości i właściwości charakterystycznych dla polimerów VICTREX PEEK, co czyni je jednymi z najbardziej wszechstronnych, wysokowydajnych produktów foliowych na rynku. Nowe folie APTIV są wszechstronne i nadają się do różnych zastosowań, w tym do folii wibracyjnych do głośników telefonów komórkowych i głośników konsumenckich, izolacji przewodów i kabli oraz osłon uzwojeń, przetworników ciśnienia i membran czujników, powierzchni odpornych na zużycie produktów przemysłowych i elektronicznych, podłoży elektrycznych i filc do izolacji lotniczej.
Ⅲ, pole aplikacji
Od momentu wprowadzenia na rynek PEEK jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, elektronicznym, energetycznym, przemysłowym, półprzewodnikowym i medycznym.
1. Lotnictwo
Lotnictwo i kosmonautyka to najwcześniejszy obszar zastosowań PEEK. Specyfika lotnictwa wymaga elastycznego przetwarzania, niskich kosztów przetwarzania i lekkich materiałów, które są w stanie wytrzymać trudne warunki. PEEK mógłby zastąpić aluminium i inne metale w częściach samolotów, ponieważ jest wyjątkowo mocny, chemicznie obojętny i trudnopalny, a także można go łatwo formować w części o bardzo małych tolerancjach.
Wewnątrz samolotu z powodzeniem zastosowano zaciski wiązek przewodów i obejmy rurowe, łopatkę wirnika, klamkę drzwi maszynowni, folię izolacyjną, kompozytowe łączniki, pasek z drutu wiążącego, wiązkę przewodów, tuleję falistą itp. Osłona zewnętrzna, piasta podwozia pokrywa, pokrywa włazu, wspornik owiewki i tak dalej.
Żywicę PEEK można również wykorzystać do produkcji akumulatorów do rakiet, śrub, nakrętek i części silników rakietowych.
2. Inteligentny materac
Obecnie przemysł motoryzacyjny w coraz większym stopniu wymaga podwójnego działania masy pojazdu, minimalizacji kosztów i maksymalizacji wydajności produktu, zwłaszcza w dążeniu ludzi do komfortu i stabilności pojazdu, ciężaru odpowiedniej klimatyzacji, elektrycznych szyb, poduszek powietrznych i wyposażenia układu hamulcowego ABS. wzrastający. Zalety żywicy PEEK, takie jak dobre właściwości termodynamiczne, odporność na tarcie, niska gęstość i łatwa obróbka, są wykorzystywane do produkcji części samochodowych. Chociaż koszty przetwarzania są znacznie obniżone, można nie tylko zmniejszyć wagę nawet o 90%, ale także zagwarantować długą żywotność. Dlatego PEEK, jako zamiennik stali nierdzewnej i tytanu, wykorzystywany jest do produkcji materiału wewnętrznej osłony silnika. Oprócz produkcji łożysk samochodowych, uszczelek, uszczelek, pierścieni sprzęgła i innych komponentów, oprócz przekładni, układów hamulcowych i klimatyzacji, istnieje również wiele zastosowań.
3. Elektronika
VICTREX PEEK charakteryzuje się odpornością na wysoką temperaturę, odpornością na zużycie, odpornością na korozję, niską lotnością, niską ekstrakcją, niską absorpcją wilgoci, ochroną środowiska i ognioodpornością, stabilnością rozmiaru, elastycznym przetwarzaniem itp. Jest szeroko stosowany w komputerach, telefonach komórkowych, płytki drukowane, drukarki, diody elektroluminescencyjne, baterie, przełączniki, złącza, dyski twarde i inne urządzenia elektroniczne.
4. Przemysł energetyczny
Wybór odpowiednich materiałów jest często postrzegany jako jeden z kluczowych czynników pomyślnego rozwoju w branży energetycznej, a w ostatnich latach VICTREX PEEK staje się coraz bardziej popularny w branży energetycznej w celu poprawy wydajności operacyjnej i zmniejszenia ryzyka przestojów związanych z awarią komponentów.
VICTREX PEEK jest coraz częściej stosowany w przemyśle energetycznym ze względu na wysoką odporność na ciepło, odporność na promieniowanie, odporność na hydrolizę, samosmarowanie, odporność na korozję chemiczną i doskonałe parametry elektryczne, np. podmorskie zintegrowane wiązki przewodów, rurociągi, przewody i kable, złącza elektryczne, czujniki w odwiertach , łożyska, tuleje, koła zębate, pierścienie nośne i inne produkty. W przypadku ropy i gazu wykorzystuje się energię wodną, geotermalną, wiatrową, nuklearną i słoneczną.
Folie APTIV™ i powłoki VICOTE™ są również szeroko stosowane w przemyśle.
5. Inne
W przemyśle mechanicznym żywica PEEK jest powszechnie stosowana do produkcji zaworów sprężarek, pierścieni tłokowych, uszczelek oraz różnych korpusów pomp chemicznych i części zaworów. Użycie tej żywicy zamiast stali nierdzewnej do wykonania wirnika pompy wirowej może oczywiście zmniejszyć stopień zużycia i poziom hałasu, a także przedłużyć jego żywotność. Ponadto nowoczesne złącza to kolejny potencjalny rynek, ponieważ PEEK spełnia specyfikacje materiałów do montażu rur i można go kleić w wysokich temperaturach przy użyciu różnych klejów.
Przemysł półprzewodników rozwija się w kierunku większych płytek, mniejszych chipów, węższych linii i rozmiarów linii itp. Materiał polimerowy VI CTREx PEEK ma oczywiste zalety w produkcji płytek, przetwarzaniu na początku, przetwarzaniu i kontroli oraz przetwarzaniu na zapleczu.
W branży medycznej żywica PEEK wytrzymuje aż 3000 cykli autoklawowania w temperaturze 134°C, co sprawia, że nadaje się do produkcji sprzętu chirurgicznego i stomatologicznego o wysokich wymaganiach sterylizacyjnych, wymagających wielokrotnego użycia. Żywica PEEK może wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną, dobrą odporność na naprężenia i stabilność hydrolizy w gorącej wodzie, parze, rozpuszczalnikach i odczynnikach chemicznych itp. Może być stosowana do produkcji różnorodnych wyrobów medycznych wymagających dezynfekcji parą w wysokiej temperaturze. PEEK ma nie tylko zalety lekkości, nietoksyczności i odporności na korozję, ale także jest materiałem najbliższym ludzkiemu szkieletowi, który można organicznie połączyć z ciałem. Dlatego użycie żywicy PEK do produkcji ludzkiego szkieletu zamiast metalu jest kolejnym ważnym zastosowaniem PEEK w medycynie.
Ⅳ, Perspektywy
Wraz z rozwojem nauki i technologii zapotrzebowanie na materiały będzie coraz większe, szczególnie przy obecnym niedoborze energii. Autorzy odchudzania powinni rozważyć tę kwestię w każdym przedsiębiorstwie, ponieważ plastik zamiast stali jest nieuniknionym trendem rozwoju materiałów na specjalne tworzywa konstrukcyjne PEEK, „uniwersalne” zapotrzebowanie będzie coraz większe, a także coraz szersze pole zastosowań.
Czas publikacji: 02-06-22