特種耐高溫工程塑料：聚醚醚酮(PEEK)

• 薛圳揚(yáng) 2023年5月8日 來(lái)源：中研網(wǎng) 1350 89
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PEEK是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)酮鍵和兩個(gè)醚鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物，屬特種高分子材料。具有耐高溫、耐化學(xué)藥品腐蝕等物理化學(xué)性能，是一類結(jié)晶高分子材料，熔點(diǎn)334℃，軟化點(diǎn)168℃，拉伸強(qiáng)度132～148MPa，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料，可與玻璃纖維或碳纖維復(fù)

PEEK是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)酮鍵和兩個(gè)醚鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物，屬特種高分子材料。具有耐高溫、耐化學(xué)藥品腐蝕等物理化學(xué)性能，是一類結(jié)晶高分子材料，熔點(diǎn)334℃，軟化點(diǎn)168℃，拉伸強(qiáng)度132～148MPa，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料，可與玻璃纖維或碳纖維復(fù)合制備增強(qiáng)材料。一般采用與芳香族二元酚縮合而得的一類聚芳醚類高聚物。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國(guó)聚醚醚酮（PEEK）行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

1、主要特性：超耐熱樹脂

聚醚醚酮是一種線性芳香族高分子材料，其組成單元為氧-對(duì)亞苯基-氧-對(duì)亞苯基-羰-對(duì)亞苯基，為半結(jié)晶性、熱塑性塑料，是聚芳醚酮（PAEK）中最重要的品種。PEEK具有耐熱等級(jí)高、耐輻射、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等優(yōu)異性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的加工性能，易于注射成型、擠出成型和切削加工，注射成型不需要熱處理等的后加工，可得到復(fù)雜的成型制品。

圖表：聚醚醚酮主要特性

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

(1)耐高溫性：PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg=143℃）和熔點(diǎn)（Tm=343℃），其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃，長(zhǎng)期使用溫度為260℃，瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃。

(2)自潤(rùn)滑性：PEEK具有良好的滑動(dòng)特性，適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場(chǎng)合，特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優(yōu)越。

(3)耐腐蝕性：除濃硫酸外，PEEK不溶于任何溶劑，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。

(4)阻燃性：PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃劑，可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級(jí)。

(5)易加工性：由于PEEK具有較好的高溫流動(dòng)性，且熱分解溫度高的特點(diǎn)，可采用多種加工方式，比如注塑成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等。

(6)機(jī)械特性：PEEK具有良好的韌性和剛性，它具備與合金材料媲美的優(yōu)良耐疲勞性。

(7)電性能：PEEK有高的體積電阻率和表面電阻率，在寬廣的溫度范圍及環(huán)境變化下可以承受各種頻率的交流電位場(chǎng)強(qiáng)，保持良好的絕緣性能。

(8)耐水解性：樹脂及其復(fù)合材料不受水和高壓水蒸氣的化學(xué)影響，在高溫及高壓蒸汽或水環(huán)境下可以連續(xù)使用而保持良好的機(jī)械性能。

(9)耐候性：優(yōu)良的耐候性能，聚合物可用于制造工作環(huán)境要求嚴(yán)格或需要經(jīng)常耐殺菌處理的組件。

2、聚醚醚酮的制備:注射成型工藝

PEEK是超耐熱性樹脂，有較高的熱變形溫度和分解溫度，高溫（350～400℃）流動(dòng)性良好，熱分解溫度高（560℃）；因此，可以采用注射成型、擠出成型和粉末噴涂等多種方法加工成型，目前，注射成型工藝已趨于成熟。

注射成型關(guān)鍵在于注射成型工藝的要點(diǎn)和模具的設(shè)計(jì)。注射成型工藝要點(diǎn)如下表；在設(shè)計(jì)PEEK注射成型模具時(shí)要注意如下4點(diǎn)：1）主澆道＞4mm，最小錐度為2°，主流道設(shè)計(jì)應(yīng)包括冷料井，熔體的流動(dòng)距離要盡可能縮短；2）澆口的大小應(yīng)為制品厚度的1～1.5倍，純料最小澆口直徑為1mm，增強(qiáng)料最小澆口直徑為2mm；3）在成本允許的情況下，可以考慮熱流道系統(tǒng)；4）模具鋼需要采用耐高溫的牌號(hào)，同時(shí)模腔和模芯在加工溫度下的洛氏硬度為52～54HR。

3、PEEK進(jìn)口依存度較高，國(guó)內(nèi)需求保持高增速。

目前，在聚芳醚酮類產(chǎn)品中PEEK在全球的產(chǎn)業(yè)化程度最高，占聚芳醚酮產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量的90%以上。供給方面，全球前三大PEEK生產(chǎn)商均為境外企業(yè)，分別為英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾雅與德國(guó)贏創(chuàng)。其中，威格斯PEEK年產(chǎn)能7000噸，約占全球總產(chǎn)能的60%，索爾雅與贏創(chuàng)年產(chǎn)能分別為1500噸、1250噸。國(guó)內(nèi)PEEK技術(shù)開發(fā)起步較晚，產(chǎn)能主要集中在中研股份、浙江鵬孚隆與吉大特塑，占我國(guó)總產(chǎn)能的80%。

需求方面，PEEK在國(guó)防軍工、航空航天、電子信息、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器、汽車制造等領(lǐng)域得到了應(yīng)用和推廣。

國(guó)內(nèi)PEEK的消費(fèi)主要集中在汽車，氣體壓縮機(jī)氣閥、抽油機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域，以及航空和電子電器等。隨著國(guó)產(chǎn)飛機(jī)產(chǎn)量增加、電子器件、汽車零件對(duì)性能的要求增加、以及聚醚醚酮制成品行業(yè)的發(fā)展，PEEK消費(fèi)在航空航天、電子電器、汽車領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和醫(yī)療領(lǐng)域有巨大的成長(zhǎng)空間。

圖表：國(guó)內(nèi)PEEK應(yīng)用領(lǐng)域及具體用途

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

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