聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能工程塑料,自20世纪70年代末被研发成功以来,因其卓越的综合性能而受到广泛关注。PEEK属于芳香族结晶型热塑性高分子材料,具备一系列优异的特性,使其在多个领域得到应用。
PEEK的耐高温性是其显著特点之一。它具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),负载热变形温度高达316℃,长期使用温度可达260℃,瞬时使用温度甚至可达300℃。这使得PEEK在高温环境下仍能保持稳定的性能。
自润滑性是PEEK的另一大优势。PEEK的滑动特性优良,适合于要求低摩擦系数和高耐磨性的场合。特别是经过碳纤维、石墨、PTFE等材料改性后的PEEK,其耐磨性更为突出。
化学稳定性也是PEEK的重要特性。除了浓硫酸外,PEEK几乎不溶于任何溶剂,展现出极高的耐腐蚀性。此外,PEEK还具有自熄性,即使不加任何阻燃剂,也能达到UL标准的94V-0级,这在许多安全要求高的场合尤为重要。
PEEK的易加工性得益于其良好的高温流动性和高热分解温度,可以通过注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等多种方式进行加工。机械特性方面,PEEK展现出良好的韧性和刚性,与合金材料相媲美的耐疲劳性使其在机械应用中备受青睐。
电性能方面,PEEK具有高的体积电阻率和表面电阻率,能够在宽广的温度范围及环境变化下保持稳定的绝缘性能。耐水解性也是PEEK的一大亮点,它在高温高压蒸汽或水环境下可以连续使用,而不损失机械性能。
耐候性方面,PEEK表现出色,适用于制造需要经常耐杀菌处理的组件。此外,PEEK的发烟性和毒气逸散性在塑料中也是最低的,这在安全性能要求极高的环境中尤为重要。
PEEK的应用领域十分广泛,包括航空航天、汽车工业、电子电气、医疗器械等。在航空航天领域,PEEK可用于加工高精度飞机零部件;在汽车工业中,PEEK可替代金属制造发动机内罩、轴承等;在医疗器械领域,PEEK可用于制造需高温蒸汽消毒的设备,且因其无毒、质轻、耐腐蚀的特性,PEEK也被视为与人体骨骼最接近的材料之一。
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尽管PEEK具有众多优点,但其高昂的价格限制了在某些领域的应用。为了克服这一局限,研究人员通过填充、共混、交联、接枝等方法对PEEK进行改性,以获得性能更加优异的PEEK塑料合金或复合材料。这些改性不仅能够降低成本,还能改善PEEK的加工性能和使用性能,进一步拓宽其应用范围。
总体来看,PEEK作为一种高性能工程塑料,其独特的物理、化学和机械性能使其在现代工业中扮演着越来越重要的角色。随着材料科学和加工技术的发展,PEEK的应用前景将更加广阔。