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聚醚醚酮
(特種高分子材料)
鎖定
- 中文名
- 聚醚醚酮
- 外文名
- poly(ether-ether-ketone)
- 簡 稱
- PEEK
- 長期使用温度
- 260℃
- 類 別
- 特種工程塑料
聚醚醚酮歷史沿革
聚醚醚酮是芳香醚酮的典型化合物。1962年美國Bonner以及1964年英國Goodman分別報道了通過親電取代反應路線可以合成聚芳醚酮,但所得到的聚芳醚酮分子量比較低,主要原因是獲得的聚芳醚酮的結晶度較高,以至於它在大多數溶劑中不能溶解,在尚未形成高分子量聚合物之前就從反應體系中沉澱出來。
[1]
英國開發了通過親核取代反應路線合成聚芳醚酮的工藝技術,並取得突破性進展。1977年,英國首先開始研究聚芳醚酮的重要品種——聚醚醚酮,1980年開始在市場銷售,
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以Victrix PEEK為商品名投放市場。1982年,聚醚醚酮的產量達到1000噸。1982年,日本也開始銷售聚醚醚酮。
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聚醚醚酮性質
性質 | 特點 |
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自潤滑性 | |
易加工性 | |
耐剝離性 | 耐剝離性很好,因此可製成包覆很薄的電線或電磁線,並可在苛刻條件下使用。 |
在所有樹脂中具有最好的耐疲勞性。 | |
耐輻照性 | |
耐水解性 | |
發煙性 | 在塑料中PEEK具有最低發煙性。 |
毒氣逸散性 | |
絕緣穩定性 | |
穩定性 | |
PEEK耐熱水解特性突出,在高温高濕環境下吸水性很低,不會出現類似尼龍等通用塑料因吸水而使尺寸發生明顯變化的情況。 |
聚醚醚酮化學性質
聚醚醚酮製備
鹼金屬碳酸鹽通常為碳酸鉀和碳酸鈉的混合物,用量是1mol對苯二酚至少有2mol(鹼金屬碳酸鹽相應於一個輕基至少對應一個鹼金屬原子)。若鹼金屬碳酸鹽與對苯二酚的比值過低,則聚合物呈脆性;若比值過高,則會引發一系列副反應而影響產品性能。
縮聚反應在帶有攪拌裝置的不鏽鋼反應器中進行。將原料二氟二苯甲酮、對苯二酚及溶劑二苯碸(量約為二氟二苯甲酮的2到3倍)加入聚合反應器中,通氮氣並加熱升温至180℃,加入無水碳酸鉀碳酸鈉的混合物,升温至200℃保温1h,然後再升温至250℃保温15min,最終升温至320℃ 保温2.5h。反應物從反應器中放出,經冷卻後至滯留罐。聚合物與無機鹽、氟化鈉、氟化鉀、二苯碸一起結晶析出。反應中生成的二氧化碳與氮氣經冷凝後放空。
罐中的聚合物粉碎後,用500pm孔徑的細篩篩選,然後送入萃取器,用丙酮萃取,懸浮液經第一及第二壓濾機壓濾,並用丙酮洗滌沉澱,以除去二苯碸。濾液送至結晶器,回收二苯碸與丙酮,濾餅送至水洗罐,用水洗滌,以除去聚合物中的無機鹽。懸浮液經第三、第四壓濾機壓濾後,濾液送溶劑回收,壓濾後的濾餅送至乾燥器經乾燥後製得產品。
聚醚醚酮加工
聚醚醚酮應用
由於聚醚醚酮PEEK具有優良的綜合性能,在許多特殊領域可以替代金屬、陶瓷等傳統材料。該塑料的耐高温、自潤滑、耐磨損和抗疲勞等特性,使之成為當今最熱門的高性能工程塑料之一,它主要應用於航空航天、汽車工業、電子電氣和醫療器械等領域。
應用領域 | 應用情況 |
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航空航天領域 | 可加工成各種高精度的飛機零部件,由於其耐水解、耐腐蝕和阻燃性能好,可加工成飛機的內/外部件及火箭發動機的許多零部件。 |
汽車製造 | |
工業領域 | |
醫療器械 | |
PEEK因具有優良的電氣性能,在高温、高濕等惡劣條件下,聚醚醚酮的絕緣性能仍能保持,是理想的電絕緣材料,特別是在半導體工業中得到廣泛應用。 | |
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—— | 改性聚醚醚酮有黑色碳纖增強導電聚醚醚酮、紅色碳纖增強導電聚醚醚酮、有礦物增強聚醚醚酮、有玻纖增強聚醚醚酮及PEEK樹脂。雖然聚醚醚酮具有許多優良性能,但是價格昂貴,限制了其在一些領域的應用。另外,它的衝擊強度較差,為了進一步提高其性能,以滿足各個領域的綜合性能和多樣化需要,可採用填充、共混、交聯、接枝等方法對其進行改性,以得到性能更加優異的PEEK塑料合金或PEEK複合材料。例如:PEEK與聚醚共混可得到更好的力學性能和阻燃性;PEEK與PTFE共混製成複合材料,具有突出的耐磨性,可用於製造滑動軸承、動密封環等零部件;PEEK用碳纖維等填充改性,製成增強的PEEK複合材料,可大大提高材料的硬度、剛性及尺寸的穩定性等。 |