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碳纤导电PEEK塑胶原料的应用
聚醚醚酮(PEEK)一种新型的半晶态芳香族塑性工程塑料,具有其出色的物理、力学性能,在许多领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,在减轻质量,提方面贡献,成为当今热门的工程塑料之一。
1、碳纤导电PEEK塑胶原料概念
导电防静电PEEK聚醚醚酮,英文名称polyetheretherketone(简称PEEK),它是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物。其构成单位为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基,是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。
2、碳纤导电PEEK的特点
PEEK耐高温热性能十分,可在250℃下长期使用,瞬间使用温度可达315℃;其刚性大,尺寸稳定性,线胀系数较小,接近于金属铝材料;PEEK化学稳定性好,对酸、碱及几乎所有的都有很强的抗腐蚀能力,同时具有阻燃、抗辐射等性能;PEEK耐滑动磨损和微动磨损耗的性能,尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因数;此外,PEEK易于挤出和成型。此外,PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优能
3、PEEK塑胶原料的物理性能
耐高温:PEEK树脂具有较高的熔点(334℃)和玻璃化转变温度(143℃),连续使用温度为260℃,其30%GF或CF增强牌号的负载热变型温度高达316℃。
机械特性:PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。
阻燃性:材料的易燃性即从氧、氮混合剂获得高能量点燃后维持燃烧的能力。
发烟性:测量由塑料燃烧所产生烟尘的标准为ASTME662,在塑料中PEEK具有发烟性。
毒气逸散性:PEEK与很多有机材料相同,在高温分解时,PEEK主要产生二氧化碳和一氧化碳,使用英国航行器测试标准BSS7239可以检测到低浓度的毒气逸散,PEEK450G的指数为0.22,且没有检测到酸性气体。
稳定性:PEEK塑胶原料具有的尺寸稳定特性,这对某些应用来说有的很重要。温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大,可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求。
绝缘稳定性:PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂具有良好的电绝缘性能,并保持到很高的温度范围。
耐辐照性和耐剥离性:PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料树脂有良好的耐辐照性和耐剥离性,因此可以用来制成用途的电磁线.
自润滑性:PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。
耐化学药品性(耐腐蚀性):PEEK具有的耐化学药品性.在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有,它的耐腐蚀性与镍钢相近。
耐疲劳性:PEEK在所有树脂中具有的耐疲劳性。
耐水解性:PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持特性。
PEEK的主要应用领域
领域有,汽车等(包括航空)运输业市场约占PEEK树脂消费量的50%,半导体制造设备占20%,压缩机阀片等一般机械零部件制品占20%,医疗器械和分析仪器等其他市场占10%。
1、汽车等运输机械领域
PEEK树脂在欧洲市场的增长尤以汽车零部件制品市场的增长为迅速,特别是发动机周围零部件、变速传动部件、转向零部件等都选用了PEEK塑料代替一些传统的金属作为制造材料。随着汽车行业适应微型化、轻量化以及降低成本的要求,PEEK树脂的需求仍将不断增长。欧洲某车型有44个零部件采用了PEEK塑料代替传统的金属制品。
2、IT制造业领域
半导体制造以及电子电器行业有望成为PEEK树脂应用的另一个增长点。在半导体行业,为了达到高功能化、低成本,要求硅片的尺寸更大,制造技术更,低粉尘、低气体放出、低离子溶出、低吸水性是对半导体制造工艺中各种设备材质的特殊要求,这将是PEEK树脂大显身手的地方。
3、办公用机械零部件领域
对于复印机的分离爪、特殊耐热轴承、链条、齿轮等,用PEEK树脂代替金属作为它们的材料时,可以使部件轻量化、耐疲劳,并能够做到无油润滑。
4、电线包覆领域
PEEK包覆层有很好的阻燃性,不加任何阻燃剂,其阻燃级别即可达UL94 V-0级。PEEK树脂也具有耐剥离性、耐辐照性(109拉德)等优点,因此用在以及核能等相关领域的特种电线。
5、 板材、棒材等领域
PEEK在一些特殊领域应用过程中,经常会遇到数量少、品种多的现象,这时用棒、板等型材进行机械加工制造是十分有利的。
6、纤维领域
PEEK纤维(包括单丝)工业滤布、工业用刷等制品中。在复合材料领域,PEEK纤维的魅力在于其热塑性且耐高温。在工业用滤布和工业用刷方面除耐热性外,其魅力还在于它的耐化学药品性和耐磨性。
7、医疗分析器械领域
由于PEEK可耐反复的高压灭菌,在医疗器械中可用于制造内窥镜零件、牙科用的去垢器等。另外,由于PEEK的高强度和低溶出性,已用在仪器分析的液相色谱柱、管、附件等。而且,由于PEEK与人体具有很好的相融性,作为人工骨材料已经成功地替代了传统的钛金属。
PEEK性能应用广
PEEK树脂早在航空航天领域获得应用,替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件。
汽车工业中由于PEEK树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能,作为制造发动机内罩的原材料,用其制造的轴承、 垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。PEEK树脂是理想的 电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下,仍能保持良好的电绝缘性能,因此电子信息领域逐渐 成为PEEK树脂第二大应用领域,制造输送超纯水的管道、阀门和泵,在半导体工业中,常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件。作为一种半结晶的工程塑料,PEEK不溶于浓硫酸外的几乎所有溶剂,因而常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。
PEEK树脂还可在134℃下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使其可用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。PEEK成型温度320度~390度烘料温度160~1855H~8H模具温度140~180这种材料成型温度太高,对螺杆损伤比较严重,在设定螺杆转速时速度不能太快,注射压力在100~130MPa注射速度40~80。成型结束后应及时用PE蜡快速清洗螺杆,不能让PEEK的材料停留在螺杆中。
PEEK材料制品有很多的优点:
◆ 自润滑具有较低的摩擦系数,可实现无油润滑工作,可在油、水、蒸汽、弱酸碱等介质中长期工作。
◆ 易加工 可以采用注塑成型工艺直接加工出零件。可进行车削、铣、钻孔、攻丝、粘接及超声波焊接等后加工。
◆ 低烟 燃烧时烟雾和毒气量特别低。
◆ 耐高温美国UL认证长期使用温度为260℃即便温度高达到300℃时,仍可保持的机械功能
◆ 耐磨损在很多高温、高载荷、强腐蚀等极其恶劣的使用环境下,PEEK合物及其复合材料都有的耐磨损功能。
◆ 高强度在塑料中具有好的力学强度。同时还具有很高的刚性和表面硬度。
◆ 耐腐蚀不溶于普通溶剂,对各种有机和无机化学试剂,都具有良好的抗腐蚀功能。
◆ 耐水解在温度超过250℃的蒸汽或处在高压的水中浸泡,PEEK制品仍可以连续工作数千小时而不出现明显的功能下降。
◆ 电气功能在很宽的温度和频率范围内,仍可以保持稳定的、的电功能。
PEEK材料主要应用
1、汽车制动系统零件、发动机零件、变速箱高温垫片、半导体用工具、LCD支 架、晶片周转设备、IC测试设备零件、复印机分离爪、轴套等办公用品高温部件;
2、特种机械齿轮、无油润滑轴承、压缩机阀片、密封圈、活塞环、阀门部件、高温传感器探头;
3、特种电子连接器、分析仪器零件、特种电缆护套、人体骨骼、血透机零件、锂电池密封圈、集成电路薄膜、电熨斗、微波炉耐热零部件等等。
PEEK性能
PEEK树脂不但耐热性比其他耐高温塑料优良,并且具有高强度、高模量、高断裂韧性和良好的尺寸不变性;
PEEK树脂在高温下能保持较高的强度,它在200℃时的曲折强度达24mpa摆布,在250℃下曲折强度和紧缩强度仍有12~13mpa;
PEEK树脂的刚性较大,尺寸不变性较好,线胀系数较小,很是接近于金属铝材料;
具有优良的耐化学药品性,化学药品中,只有浓硫酸能消融或粉碎它,它的耐腐蚀性与镍钢附近,同时其本身具有阻燃性,在火焰前提下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强;
PEEK树脂的韧性好,对交变应力的良好耐颓废性是所有塑料中出众的,可与合金材料媲美;
PEEK树脂具有的摩擦学特点,耐滑动磨损和微动磨损机能优良,特别是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数;
PEEK树脂易于挤出和注塑成型,加工机能优良,成型效力较高。
PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性不变、耐水解等优良机能。
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