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2022-03


聚醚醚酮復(fù)合材料性能特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)分析
點(diǎn)擊量:1532 關(guān)鍵詞:聚泰新材料 發(fā)布者:聚泰新材料
  PEEK是以4,4-二氟二苯甲酮、對(duì)苯二酚和碳酸鈉為原料,以二苯砜為溶劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下,升溫至接近聚合物熔點(diǎn)320℃時(shí)得到的一種半晶態(tài)芳香族熱塑性樹脂。相對(duì)于普通的塑料,PEEK材料是高溫?zé)崴苄蕴胤N工程塑料,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為143℃、熔點(diǎn)為334℃,適合于注塑、擠出、模壓、噴涂、3D打印等工藝;添加纖維增強(qiáng)材料形成 PEEK 復(fù)合材料改進(jìn)機(jī)械性能,且能在260℃下長(zhǎng)期使用。綜合來(lái)看 PEEK 具有高強(qiáng)度、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、耐磨損、自潤(rùn)滑、耐輻射、阻燃等優(yōu)異性能。



  PEEK特種工程塑料因具有優(yōu)良的綜合性能使其在不同領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。PEEK在各領(lǐng)域的應(yīng)用如下表:


  各國(guó)在航空航天、戰(zhàn)略武器、軍用飛機(jī)、坦克戰(zhàn)車、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、火炮、槍械等先進(jìn)裝備中大量應(yīng)用特種工程塑料及其復(fù)合材料。例如AV8B戰(zhàn)機(jī)上特種工程塑料應(yīng)用比例達(dá) 45%,實(shí)現(xiàn)減重27%;F/A-18 戰(zhàn)斗機(jī)運(yùn)用特種工程塑料復(fù)合材料制造蒙皮、垂直尾翼、后緣襟翼、導(dǎo)流罩、水平舵、電線束夾和管夾、燃油冷卻系統(tǒng)葉輪、把手、隔熱隔潮薄膜、線束、波紋管、雷達(dá)天線罩、起落架輪轂罩、人孔蓋、整流罩支架等關(guān)鍵零部件,使用比例達(dá)60%之多,實(shí)現(xiàn)減重40%以上。

  聚醚醚酮復(fù)合材料性能特點(diǎn):
  聚醚醚酮復(fù)合材料(如:聚醚醚酮碳纖增強(qiáng)復(fù)合材料,聚醚醚酮玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料,聚醚醚酮耐磨復(fù)合材料等)具有各自突出的性能特點(diǎn)。如聚醚醚酮碳纖增強(qiáng)復(fù)合材料,具有高強(qiáng)度高模量耐磨的特點(diǎn),適合應(yīng)用在軸承支撐件等。聚醚醚酮玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有高絕緣性同時(shí)具有該耐溫性的特點(diǎn)。
  例如,航空航天領(lǐng)域:發(fā)動(dòng)機(jī)控制器機(jī)箱和電連接器采用碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料,實(shí)現(xiàn)減重、隔熱、電磁屏蔽、低剩磁等功能;采用高溫絕緣聚醚醚酮玻纖復(fù)合材料制造電刷連接環(huán),300℃絕緣電阻大于25MΩ;利用聚醚醚酮碳纖材料或聚醚醚酮耐磨符合材料制造了多規(guī)格軸承保持件、墊片、標(biāo)準(zhǔn)件及相機(jī)反射鏡架等,實(shí)現(xiàn)減重和無(wú)油潤(rùn)滑雙重功效;兵器工業(yè)領(lǐng)域:軸承保持件、行星結(jié)構(gòu)滾針、導(dǎo)彈姿態(tài)控制架、天線罩、蓋板等采用聚醚醚酮復(fù)合材料制備各種輕質(zhì)、耐高溫、自潤(rùn)滑、隔熱部件,滿足輕量化和功能性要求;核工業(yè)領(lǐng)域:大尺寸密封線圈,存儲(chǔ)包覆材料、漆包線、提升線圈和移動(dòng)線圈骨架等都采用了PEEK復(fù)合材料,滿足耐核輻射、耐高溫性能要求。
  聚醚醚酮復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)有兩點(diǎn):
  1.聚醚醚酮的增強(qiáng)改性技術(shù);
  2.聚醚醚酮復(fù)合材料的成形工藝。



  聚醚醚酮的復(fù)合材料改性技術(shù)。為適應(yīng)在機(jī)械工程中生產(chǎn)高質(zhì)量、耐熱、耐腐蝕性、耐磨耗、抗疲勞和耐撞擊等新零件的需求,對(duì)PEEK材質(zhì)通常采用共混、填充纖維鋪層等復(fù)合增強(qiáng)改性,以期獲得機(jī)械性能更為優(yōu)異的新材質(zhì)。玻璃纖維強(qiáng)化的PEEK材質(zhì)有良好的耐蠕變、耐濕熱老化和耐沖擊特性。在PEEK加碳纖或玻璃鋼、可提高材質(zhì)的伸展硬度、扭轉(zhuǎn)剛度等。要獲得摩擦學(xué)特性良好的PEEK,通??刹捎梅勰┏涮顝?qiáng)化改性或高強(qiáng)化纖與三維編織材料復(fù)合強(qiáng)化的工藝路線、但近幾年來(lái)又發(fā)展出了無(wú)機(jī)納米物料填充強(qiáng)化改性的,PEEK復(fù)合材料就是集有機(jī)樹脂的高性能性質(zhì)和無(wú)機(jī)納米顆粒的多種特殊性質(zhì)為一體的高新型材料。
  聚醚醚酮復(fù)合材料成型工藝。PEEK的成形工藝可應(yīng)用于普通塑料的成型方式中,如擠出成型、注塑成型、模壓成型等,也可成型為板、棒、管、片、膜材,甚至于纖維及其它形式結(jié)構(gòu)的材料。在成形工藝之前,通常還應(yīng)把樹脂原料在150-160℃工藝之間烘干。由于PEEK的成型溫度通常較高,通常接近于400攝氏度,所以對(duì)成型裝置的高溫加工能力、高溫工藝精準(zhǔn)度等提出了特殊要求。最常見的成型方式為高溫注塑或高溫?cái)D壓成型。高溫注塑成型主要是生產(chǎn)小零件毛坯件,根據(jù)注射成型的毛坯尺寸再經(jīng)過普通機(jī)器精加工如精車或精磨等工序,制成所要求規(guī)格精度的成型。高溫?cái)D出成型主要是制備板、棒、管、絲等型材毛坯件,用雙螺桿高溫?cái)D出機(jī)造粒后的粒料,經(jīng)過特殊的高溫?cái)D出機(jī)配合不同規(guī)格的模具,擠出成各種規(guī)格的板、棒、管。
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