Cấu trúc và xử lý đúc của polyether ether ketone peek

Polyether ether ketone (PEEK) là một hợp chất polymer thơm bán tinh thể, được phát triển bởi các ngành công nghiệp hóa học đế quốc Anh (ICI) vào năm 1978, bởi liên kết ether, vòng aryl, carbonyl kết nối với nhau Nhựa kỹ thuật. Cấu trúc phân tử của chuỗi chính của Peek chứa một số lượng lớn vòng benzen, liên kết CO của chính nó tương đối mềm, hai vòng bit Benzen lớn hơn. Liên kết CO tương đối mềm và hai vòng benzen có khả năng chống lại vị trí lớn để bảo vệ hiệu quả liên kết CO khỏi bị phá hủy, và nhóm oxy và nhóm carbonyl sẽ tạo thành hiệu ứng liên hợp P-π với vòng benzen. Những đặc điểm cấu trúc này cung cấp cho PEEK hiệu suất tuyệt vời sau đây.

Tính chất của PEEK

Polyether ether ketone (PEEK) thuộc về vật liệu polymer nhiệt dẻo tinh thể thơm, nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh của nó là 143, điểm nóng chảy 334, với cường độ cơ học cao, nhiệt độ cao, khả năng chống va đập, chống cháy, kháng axit và kiềm, kháng thủy phân , Kháng mài mòn, kháng mỏi, khả năng chống chiếu xạ và tính chất điện tuyệt vời, phóng xạ là tốt nhất trong tất cả các loại nhựa, chỉ số oxy cao, quá trình đốt cháy của khói nhỏ và không độc hại. Trong hầu hết các trường hợp, nó có thể đủ để thay thế kim loại, hợp kim, gốm và các vật liệu khác.

1. Thuộc tính cơ học

Peek creep và sức đề kháng mệt mỏi là tuyệt vời. Sợi thủy tinh được gia cố và sợi carbon được gia cố và cấp không được tạo ra so với cường độ và mô đun cao hơn, nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh, cường độ và mô đun của sự suy giảm rõ rệt hơn. Peek trong các polyme tinh thể ở điểm nóng chảy và nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh rất cao, trong 200'C trở lên, nhưng vẫn có thể duy trì cường độ và mô đun cao. Ngoài ra, Peek có hệ số ma sát thấp và mặc trên một phạm vi nhiệt độ rộng và có thể chịu được tác động lặp đi lặp lại của tải trọng cao hơn.

Bảng 1-1 Tính chất của các lớp điển hình của Victrex Peek

2. Hiệu suất chống nhiệt

Peek có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Nhiệt độ sử dụng lâu dài lên đến 240. Đo nhiệt lượng của đường cong giảm cân nhiệt PEEK cho thấy giảm 400 ℃ trọng lượng là 0%; 500 ℃ cho 2,5%; 600 tổn thất khối lượng tăng lên 59%.

Peek và sợi thủy tinh không được lọc hoặc sợi carbon được gia cố, sau khi lão hóa nhiệt 1000h, độ bền kéo không giảm. Điện trở lão hóa nhiệt được phủ PEEK được thể hiện trong Bảng 1-2, thông thường ở mức 220 ℃ tuổi thọ hơn 6000h.

Đặc điểm này làm cho nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho nhiệt độ nhiệt, phát triển mỏ dầu, và hàng không vũ trụ và các môi trường hoạt động ở nhiệt độ cao khác.

3. Kháng nước nóng

Kháng nước nóng và hơi nước là một trong những tính năng quan trọng nhất của Peek. Trong 80 ℃ Nước nóng ngâm 800H, độ bền kéo và độ giãn dài của nó khi vỡ về cơ bản không thay đổi. 200 ℃ hơi nước, độ bền kéo và ngoại hình của nó không thay đổi đáng kể, vì vậy có thể được sử dụng trong hơi nước trong một thời gian dài. Trong số tất cả các loại nhựa kỹ thuật, Peek có khả năng chống hơi nước cao nhất.

4. Tính chất điện

Điện trở suất thể tích của nhựa PEEK đạt 1016Ω.cm và tiếp tuyến góc mất điện môi nhỏ ở tần số cao. Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và độ ẩm cao và các môi trường khắc nghiệt khác vẫn có thể duy trì cách điện tốt.

5. Kháng hóa học

Peek ngoài axit sunfuric đậm đặc, hầu hết mọi hóa chất; Ở nhiệt độ cao hơn, nó vẫn có thể duy trì sự ổn định hóa học tốt. So với polycarbonate, polyphenylen ether và polysulfone biến đổi, khả năng kháng hóa học của PEEK dưới căng thẳng là cực kỳ xuất sắc (Bảng 1-3).

Tuy nhiên, vết nứt căng thẳng thường xảy ra khi Peek ngâm trong một số hóa chất (ví dụ: acetone, v.v.) khi độ kết tinh của nó không cao. Về vấn đề này, nó có thể được ủ (ví dụ, ở mức điều trị 200 độ C, để cải thiện độ kết tinh và khả năng chống nứt căng thẳng.

6. Chất chống cháy

Peek có một bản thân tự động, không có việc bổ sung chất chống cháy ngọn lửa 0,8 ~ 1,6 mm Chất chống cháy dày lên đến mức UL94V ~ o. Lượng khói trong quá trình đốt bắt buộc cũng rất nhỏ và không chứa khí độc.

7. Điện trở bức xạ

Peek có sức đề kháng bức xạ mạnh. Khả năng kháng của nó với tia Y trong toàn bộ nhựa kỹ thuật là tốt nhất. Peek hấp thụ một liều (1.0 ~ 1,2) × 107gy của tia Y sau khi bắt đầu giòn; (0.l ~ 12) × 106gy của-rays không có tác dụng đối với nó.

8. Tự sao chép

Peek có một đặc tính tự bôi trơn rất cao, phù hợp cho các yêu cầu nghiêm ngặt của hệ số thấp của các ứng dụng chống mòn và ma sát. Đặc biệt với sợi carbon, than chì, khả năng chống mòn PEEK biến đổi PTFE là rất vượt trội.

9. Tương thích sinh học

Peek không độc hại, an toàn và không dị ứng, tương thích về mặt sinh lý. Cái nhìn cấp độ Implant trong các tổ chức thử nghiệm độc lập nước ngoài theo các yêu cầu của ISO10993, đã thực hiện một thử nghiệm tương thích sinh học hoàn chỉnh. Kết quả cho thấy Peek lớp cấy ghép có khả năng tương thích sinh học tuyệt vời và không có tác dụng phụ.

Quá trình đúc PEEK

1. Đặc điểm đúc

Độ nhớt nóng chảy PEEK trên 380'C trở nên ít phụ thuộc vào nhiệt độ hơn, nhưng phụ thuộc nhiều hơn vào ứng suất cắt và tốc độ cắt. Nói cách khác, nó có hiệu quả để tăng áp lực để có được tính lưu động tan chảy cao trong quá trình đúc.

2. Đúc phun

Điểm nóng chảy PEEK cao, so với nhựa kỹ thuật nói chung, độ nhớt tan chảy cũng lớn hơn, do đó, nhiệt độ đúc cũng cao hơn, nhiệt độ thùng thường được kiểm soát ở mức 350 ~ 400. Trước khi đúc, vật liệu thường cần được sấy khô trước, điều kiện trước khi khô trong 150, 3H.

Peek là một polymer tinh thể, chỉ trong quá trình đúc để làm cho nó kết tinh hoàn toàn, để có được các sản phẩm có hiệu suất tuyệt vời. Khi nhiệt độ khuôn 150 ~ 160, các sản phẩm phun PEEK mờ và độ tinh thể cao, nhưng lớp bề mặt có thể trong suốt và độ kết tinh thấp; Trong khi nhiệt độ khuôn 180 'C, bạn có thể nhận được một mức độ cao của các sản phẩm kết tinh. Nếu quá trình đúc không thể được sử dụng nhiệt độ khuôn cao hơn, sản phẩm nên được xử lý sau để cải thiện độ kết tinh của nó. Điều kiện sau điều trị thường là 200, 1 giờ hoặc 300, 2 phút. Găng phun có thể được sử dụng thiết bị ép phun thông thường. Nhưng trong việc đúc hình dạng lớn, vách mỏng hoặc phức tạp của sản phẩm, nó nên được sử dụng theo tỷ lệ khung hình cao và phần nén ngắn của vít. Bảng 2-1 liệt kê các điều kiện quy trình ép phun PEEK.

3. Đúc

Peek có thể được chuẩn bị bằng cách ép đùn của phim, monofilament, thanh, ống và dây được phủ và các sản phẩm khác. Cắt phim không được phân loại là thấp, sau khi kéo dài và xử lý nhiệt của màng PEEK, điểm nóng chảy và sức mạnh cơ học đã được cải thiện đáng kể, trong màng PET và màng polyimide Kapton giữa, thuộc về các vật liệu cách nhiệt cấp C.Peek Phim trong suốt, Nhật Bản Sumitomo Chemical Industries, Inc. Peek Phim trong suốt, Sumitomo Chemical Industries, Nhật Bản, Phim Peek, tốc độ truyền ánh sáng 85%. Bảng 2-2 liệt kê các thuộc tính của phim Peek.

Bảng 2-3 liệt kê các điều kiện quy trình cho việc đúc ép đùn. Cần lưu ý rằng khi các bộ phận lớn có đường kính lớn hơn 6,3 cm được chuẩn bị, các lớp bên trong và bề mặt bị nứt do các ứng suất bên trong lớn được tạo ra bởi sự khác biệt về tốc độ kết tinh. Điều này có thể được cải thiện bằng cách ủ nhiệt độ cao (300 ° C, vài giờ).

4. Đúc gỗ và lớp phủ tĩnh điện

Peek là nhựa ma trận và sợi thủy tinh hoặc sợi carbon, hoặc hỗn hợp của hai hỗn hợp, thông qua việc đúc nhiều lớp có thể tạo ra hiệu suất tuyệt vời của vật liệu laminate composite, nó dưới 300 ℃, tốc độ duy trì độ đàn hồi uốn cong cao (Bảng 2 -4).

70% PEEK carbon đơn hướng sẽ cho thấy độ bền và độ bền cao hơn, độ bền kéo ở mức 23 ℃ lên đến 1540MPa, mô đun độ đàn hồi kéo dài lên tới 130GPa. Hiện tại không có dung môi hữu cơ có thể hòa tan hoàn toàn PEEK, vì vậy nó không thể được phủ bằng dung dịch, nhưng có thể được sử dụng trong việc hình thành lớp phủ tĩnh điện của bột để có được cách nhiệt, điện trở ăn mòn, kháng nhiệt và khả năng chống nước của bột Peek tuyệt vời Kim loại tráng. Sản phẩm kim loại phủ bột PEEK.

5. Xử lý thứ cấp

Peek có thể được gia công, hàn siêu âm, mạ, phun và các phương pháp khác để xử lý thứ cấp. Cũng có sẵn nhựa epoxy, polyurethane, silicone và các chất kết dính khác để liên kết. Để cải thiện cường độ liên kết, bề mặt của các bộ phận có thể được sử dụng để xử lý trước bằng axit.