聚醚醚酮

聚醚醚酮性质、用途与生产工艺

产品特性

聚醚醚酮具有热固性塑料的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性。聚醚醚酮还具有优异的耐热性。其热变形温度为160℃，当用20%～30%的玻璃纤维增强时,热变形温度可提高到280～300℃。聚醚醚酮的热稳定性良好，在空气中420℃。2h情况下失重仅为2%，500℃时为2.5%,500℃时才产生显著的热失重。聚醚醚酮的长期使用温度约为200℃，在此温度下，仍可保持较高的拉伸强度和弯曲模量，它还是一种非常坚固的材料，有优异的长期耐蠕变性和耐疲劳性能。

理化性质

聚醚醚酮的电绝缘性能非常优异，体积电阻率约为1015～1016Ω·cm。它在高频范围内仍具有较小的介电常数和介电损耗。例如，在104Hz时，在室它的介电常数仅为3.2，介电损耗仅为0.02。
聚醚醚酮的化学稳定性也非常好，除浓硫酸外，几乎对任何化学试剂都非常稳定，即使在较高的温度下，仍能保持良好的化学稳定性。另外，它还具有极佳的耐热水性和耐蒸汽性。在200~250 ℃的蒸汽中可以长时间使用。
聚醚醚酮有很好的阻燃性，在通常的环境下很难燃烧，即使是燃烧，发烟量及有害气体的释放量也是很低的，甚至低于聚四氟乙烯等低发烟量的聚合物。此外.它还具有优良的耐辐射性。它对α射线、β射线、γ射线的抵抗能力是目前高分子材料中最好的。用它包覆的电线制品可耐1.1×107Gy的γ射线。
聚醚醚酮在熔点以上有良好的熔融流动性和热稳定性。因而具有热塑性塑料的典型成型加工性能，因此可用注塑、挤出、吹塑、层压等成型方法，还可纺丝、制膜。虽然聚醚醚酮熔融加工温度范围为360～400℃，但是由于它的热分解温度在520 ℃以上，因而它仍具有很宽的加工温度范围。

性能最高的热塑性材料

1977年，英国ICI公司开发聚醚醚酮成功，从此开始了商业化道路。聚醚醚酮(PEEK)是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一，其与聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)一起被成为5大特种工程塑料。|
● 耐高温型 PEEK具有较高的玻璃转化温度（Tg=143℃）和熔点（Tm=334℃），负载热变形温度高达316℃，瞬时使用温度可达300℃。
● 自润滑性 PEEK具有良好的滑动特性，适合严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合。
● 耐腐蚀性 除浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂，具有很高的化学稳定性。
● 阻燃性 PEEK具有自熄性。
● 易加工性 由于PEEK具有较好的高温流动性，且热分解温度高等优点，可采用多种加工方式，比如注塑成型、挤出成型、模压成型等。
● 机械特性 PEEK具有良好的韧性和刚性，具有和合金材料相媲美的优良耐疲劳性。
● 耐水解性 可以再高温及高压蒸汽或水环境下连续使用保持良好的机械性能。
● 耐候性 优良的耐候性能，聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。

聚醚醚酮(PEEK)的应用领域

聚醚醚酮的长期使用温度高达250℃，因此曾一度被称为超耐热特种工程塑料。除此以外，还兼具强度高、耐腐蚀、抗辐射、电性能优异、阻燃、可适合各种加工工艺等优异的综合性能。因此，PEEK在国防军工、航空航天、电子信息、能源、汽车、家电、医疗卫生等高新技术领域中得到了广泛应用。
PEEK树脂是20世纪80年代初由英国ICI公司最先开发成功并商品化的,经过一段开发诱导期，1993年开始由Victrex公司独立经营，之后的产量以每年15%的速度递增。到20世纪末，PEEK树脂仍由Victrex公司独家生产供应,其生产规模已经达到每年2000t，主要消费市场是:欧洲、美国各占45%，以日本为主的亚洲占10%。

PEEK的主要应用领域

从应用领域的分配来说，汽车等（包括航空）运输业市场约占PEEK树脂消费量的40%，半导体制造设备占25%，压缩机阀片等一般机械零部件制品占25%，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
近年来，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最为迅速，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高价金属作为制造材料。今后，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。有资料表明，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，制造技术更先进，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，因此用在军工以及核能等相关领域的特种电线已经广泛采用该树脂制作包覆物。由于PEEK树脂这些独特的性质，将来有望取代部分一般用途的氟树脂。
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）在复合材料、工业滤布、工业用刷等制品中已被广泛采用。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，近年来作为人工骨材料已经成功地替代了传统的钛金属。

制备

聚醚醚酮树合成的工艺路线有两大类。
第一类是以二氟二苯甲酮与对苯二酚在无水碳酸钠存在的条件下，以二苯矾为溶剂即非质子极性溶剂中，进行缩聚反应获得高分子量的聚醚醚酮，其优点是聚合物的支化、交联等副反应较易控制，但反应条件苛刻，合成工艺复杂，单体价格昂贵，成本高，这也是售价昂贵并制约其应用的一大主要原因。
第二类工艺采用以二苯醚和间苯二甲酰氯为原料的低温反应制成。其优点是条件温和、原料来源方便，但存在聚合物支化、交联等副反应。因此，对于采用亲电路线合成，如何有效的控制高分子链支化和交联等副反应，获得高分子量的聚合物，选择反应溶剂尤为重要。

用途 

新型工程塑料，耐热性极好，用于制造电线、电缆绝缘材料、飞机结构材料、飞机零部件等

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