聚醚醚酮 分子式

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的研究及应用目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 综述目的与范围 (4)1.4 结构与组织 (5)2. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料简介 (7)2.1 聚醚醚酮的基本特性 (8)2.2 碳纤维的材料特性 (9)2.3 纤维增强塑料的制造工艺 (10)3. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的性能特点 (11)3.1 力学性能 (12)3.2 耐热性能 (13)3.3 电绝缘性能 (15)4. 复合材料的研究进展 (17)4.1 纤维增强方式的探索 (18)4.2 增强机制与界面研究 (20)4.3 复合材料的微观结构与性能 (21)4.4 环境耐受性与防护 (22)5. 复合材料的应用领域 (23)5.1 航空航天 (25)5.2 汽车工业 (26)5.3 体育器材 (27)5.4 电子器件 (28)5.5 能源存储 (29)6. 复合材料的生产与加工 (30)6.1 材料加工工艺 (32)6.2 表面处理与涂层 (33)6.4 质量控制与检测 (36)7. 研发挑战与展望 (37)7.1 材料成本与环境问题 (38)7.2 性能提升与界面处理 (39)7.3 可持续性与发展方向 (41)1. 内容概述本研究报告深入探讨了碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料的研制、性能及其在各领域的应用潜力。

我们概述了碳纤维和PEEK的基本特性及其在复合材料制备中的优势。

详细阐述了复合材料的制备工艺、结构设计以及性能优化方法。

报告重点分析了复合材料在不同工程领域的应用表现，包括航空航天、汽车制造、医疗器械以及体育器材等。

我们还讨论了复合材料在环境友好性、成本效益和可持续性方面的优势，并对其未来发展前景进行了展望。

通过本研究，旨在为相关领域的研究人员和工程技术人员提供有价值的参考信息，推动碳纤维增强PEEK复合材料技术的进一步发展和广泛应用。

1.1 研究背景随着科技的不断发展，复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，在各个领域得到了广泛的应用。

聚醚醚酮（PEEK）材料介绍和应用、发展聚醚醚酮英文名是POLYETHERETHERKETONE（缩写PEEK），作为一种线性芳族半结晶的热塑性塑料，是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一。

聚醚醚酮(PEEK)是一种线性芳香高分子化合物。

其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度；另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，醚键越多，其韧性越好。

它具有以下性能特征：耐高温，其负载热变型温度高达316℃(30%GF或CF增强牌号)，连续使用温度为260℃；优良的耐疲劳性，可与合金材料媲美；耐化学药品性，它的耐腐蚀性与镍钢相近；自润滑性；阻燃性，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准；易加工性，由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点，可采用注射、挤出、模压和吹塑成型，及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂；耐水解性；耐磨性；耐疲劳性；耐辐照性；耐剥离性；良好的电绝缘性能。

1977年英国ICI公司首先成功合成聚醚醚酮PEEK，1978年开始在市场上销售，1982年以VICTREX®（威格斯）牌号销售至今。

经过近30年的发展，VICTREX®已成为牌号最齐全的聚醚醚酮品牌，包括VICTREX®PEEK聚合物、VICOTE™涂料和APTIV™薄膜。

其主要合成方法有：英国Victrex公司以4,4'-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺；日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺；印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺，且生产成本要比Victrex公司低。

我国吉林大学特种工程塑料研究中心开发出了PEEK合成专利技术，并在长春建成了产业化工业装置。

威格斯公司与复合应用领域的多个领先专业伙伴合作，提供由碳、玻璃或聚芳族酰胺连续纤维组成的VICTREX PEEK热塑性塑料复合材料。

这些不同形式的复合材料设计，可以提供最佳的增强纤维浸渍与纤维基材界面，包括干织物、多向织物 (无卷曲纤维) (Non-Crimp Fiber, NCF)、编织物、缆索、单取向带、单取向板材及加固织物或 UD 板等。

CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS 研究与开发合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2019， 36（2）： 27聚醚醚酮（PEEK）是主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元构成的高聚物（见图1）。

PEEK是一类半结晶高分子材料，具有耐高温、耐化学药品腐蚀、阻燃等优异性能，主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气等领域［1-2］。

此外，PEEK还可作为人造关节材料，广泛应用于运动医学领域［3-4］。

红外光谱法广泛应用于高分子材料的结构研究中［5-6］，但对于PEEK的红外光谱研究却鲜有报道。

本工作以PEEK为研究对象，开展了PEEK三级红外光谱研究，研究温度对PEEK分子结构的影响。

聚醚醚酮的红外光谱研究魏胜敏1，李 英2，常 明3，张巧云3，赵茉含3，于宏伟3*（1. 石家庄学院 体育学院，河北省石家庄市 050035；2. 天津体育学院，天津市 301617；3. 石家庄学院 化工学院，河北省石家庄市 050035）摘要：采用红外光谱研究了聚醚醚酮（PEEK）的分子结构。

以C=O伸缩振动模式（νC=O）为对象，采用变温红外光谱研究了PEEK的热稳定性。

实验发现，在温度为293~393 K时，PEEK的νC=O对应的晶区及非晶区结构对温度比较敏感。

进一步开展了PEEK的νC=O的二维红外光谱研究。

结果表明，PEEK的νC=O对应的红外吸收频率包括：1655 cm-1处的非晶区红外吸收模式（νC=O-amorphpus）、1652 cm-1处的晶区红外吸收模式（νC=O-crystal）、1647 cm-1处的中间态红外吸收模式（νC=O-amorphpus/crystal）。

随着测定温度的升高，PEEK的νC=O对应的红外吸收峰变化快慢顺序依次为νC=O-crystal，νC=O-amorphpus/crystal，νC=O-amorphpus。

关键词：聚醚醚酮 红外光谱 变温红外光谱 二维红外光谱 热稳定性中图分类号：TQ 32；O 434.3文献标志码： B 文章编号：1002-1396（2019）02-0027-05Research on infrared spectroscopy of PEEKWei Shengmin1，Li Ying2，Chang Ming3，Zhang Qiaoyun3，Zhao Mohan3，Yu Hongwei3（1. College of Physical Education，Shijiazhuang University，Shijiazhuang 050035，China；2. Tianjin University of Sport，Tianjin 301617，China；3. School of Chemical Engineering，Shijiazhuang University，Shijiazhuang 050035，China）Abstract：The molecular structure of polyether ether ketone（PEEK） was characterized by infrared spectroscopy. The thermal stability of PEEK was observed in terms of stretch vibration of C=O（νC=O） by variable temperature infrared spectroscopy. The results show that the crystaline region/amorphous region of PEEK（νC=O） is sensitive to the temperature change between 293 and 393 K. The two dimensional infrared（2D-IR） spectroscopy of PEEK（νC=O） was researched then. The infrared absorption frequencies of PEEK（νC=O）appear at 1655 cm-1（νC=O-amorphpus），1652 cm-1（νC=O-crystal），and 1647 cm-1（νC=O-amorphpus/crystal）. The sequence of peak changes is 1652 cm-1（νC=O-crystal），1647 cm-1（νC=O-amorphpus/crystal），1655 cm-1（νC=O-amorphpus） with the increase of temperature.Keywords：polyether ether ketone； infrared spectroscopy； variable temperature infrared spectroscopy；two dimensional infrared spectroscopy； thermal stability收稿日期：2018-09-27；修回日期：2018-12-26。

聚芳醚酮（PAEK）简介聚芳醚酮（英文名称polyetherketoneketone）简称PAEK。

是一类亚苯基环通过氧桥（醚键）和羰基（酮）连接而成的一类结晶型聚合物。

按分子链中醚键、酮基与苯环连接次序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物。

主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等品种。

聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学品性等特点。

聚芳醚酮分子结构中的醚键又使其具有柔性，因此可以用热塑性工程塑料的加工方法进行成型加工。

聚芳醚酮系列品种中，分子链中的醚键与酮基的比例（E/K）越低，其熔点和玻璃化温度就越高。

聚芳醚酮可用来制造耐高冲击齿轮、轴承、电熨斗零件、微波炉转盘传动件、汽车齿轮密封件、齿轮支撑座、轴衬、粉末涂料和超纯介质输送管道、航空航天结构材料等。

一、聚芳醚酮的发展聚芳醚酮的研究开发始于20世纪60年代。

1962年美国Du pont公司和1964年英国ICI公司分别报道了在Friedel-Crafts催化剂存在下，通过亲电取代可以合成聚芳醚酮。

后来，陆续有人对这一技术进行研究和作出重大贡献。

1979年，英国ICI制得了高分子量的PEK，奠定了合成聚芳醚酮的基础。

在聚芳醚酮主要品种中，以PEEK最为重要，于1977年由英国ICI公司研究开发成功，1980年投产。

到二十世纪80年代末，世界上有5大公司生产聚芳醚酮，分别是英国ICI、美国Du pont和Amoco、德国BASF 和Hoechst。

国内于20世纪80年代中期开始研制聚芳醚酮。

1990年吉林大学发表了制造专利并有少量生产。

二、聚芳醚酮的用途由于聚芳醚酮优越的各种性能及易加工性能，几乎可用于每一个工业领域。

（1）航空航天领域：用碳纤维、玻璃纤维增强的聚芳醚酮可用于飞机和飞船的机舱、门把手、操纵杆、发动机零件、直升机旋翼等；（2）电子工业:电线电缆包覆、高温接线柱、电机绝缘材料等;（3）汽车工业：汽车齿轮秘封片、吃路边你支撑座、轴承粉末涂料、轮胎内压传感器壳等；（4）机械设备：轴承座、超离心机、复印机上分离爪、化工用滤材、叶轮等。

聚醚醚酮分子式(一)聚醚醚酮分子式及相关解释1.聚醚醚酮（PEEK）–分子式：(C19H18O3)n–解释：聚醚醚酮是一种高性能的工程塑料，具有出色的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能。

其分子式为(C19H18O3)n，其中n代表聚合物的重复单元数目，通常为几十到上百。

PEEK在航天航空、医疗器械、汽车工业等领域有广泛的应用。

2.聚醚醚酮酮酮（PEKK）–分子式：(C22H20O4)n–解释：PEKK是一种高性能聚合物，具有优异的机械强度和耐热性能。

其分子式为(C22H20O4)n，其中n代表聚合物的重复单元数目。

PEKK常用于制造复杂的复合材料、高温耐用零件和医疗设备。

3.聚醚醚酮酮（PEK）–分子式：(C18H16O3)n–解释：PEK是一种具有高温稳定性和耐化学腐蚀性的工程塑料。

其分子式为(C18H16O3)n，其中n代表聚合物的重复单元数目。

PEK常用于电子元件封装、汽车零件和航空航天领域。

4.聚醚醚酮腈（PEEK-CN）–分子式：(C19H17NO2)n–解释：PEEK-CN是一种具有耐高温和耐腐蚀性能的聚合物。

其分子式为(C19H17NO2)n，其中n代表聚合物的重复单元数目。

PEEK-CN常用于极端条件下的膜分离和膜过滤等应用。

5.聚醚醚酮酮醇（PEK-KA）–分子式：(C18H16O3H2O2)n–解释：PEK-KA是一种具有较低醇溶性和优异热稳定性的聚合物。

其分子式为(C18H16O3H2O2)n，其中n代表聚合物的重复单元数目。

PEK-KA常用于高温环境下的密封、绝缘和润滑等应用。

总结：聚醚醚酮（PEEK）、聚醚醚酮酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮（PEK）、聚醚醚酮腈（PEEK-CN）和聚醚醚酮酮醇（PEK-KA）等聚合物在工程领域有广泛的应用。

它们的分子式不同，因此具有不同的物理性质和应用特点，可满足不同领域对高性能材料的需求。

聚醚醚酮（Poly ether ether Ketone ，PEEK）详细介绍聚醚醚酮（Poly ether ether Ketone ，PEEK）树脂是一种新型特种工程塑料。

具有可与聚酰亚胺相匹敌的特性，被称为超耐热性热塑性树脂。

A、分解温度：560℃；B、能很好流动的温度：350℃～400℃；一．化学结构二．特长PEEK是芳香族结晶型热塑性高分子材料。

其熔点为334℃，具有下述很具魅力的特性；（1）短期耐热性：玻璃纤维或碳纤维增强后其热变形温度可以达到300℃以上。

（2）长期耐热性：UL温度指数（RTI）为250℃。

（3）韧性：是一种非常柔韧的树脂。

（4）阻燃性：达到UL94V－0级（1.5mm），有自熄性，燃烧时发烟量是所有树脂中最少的。

（5）耐腐蚀性/耐药品性：除浓硫酸外无溶剂能侵蚀它。

（6）耐热水性(可在200～300℃蒸汽中使用)。

（7）耐疲劳及耐蠕变性(是热塑性塑料中最高的；（8）加工成型性：除可注射成型外，还可适用各种成型方法；三．主要特性3.1耐热性虽然未增强的纯树脂的热变形温度只有160℃，但用玻璃纤维、碳纤维增强后，热变形温度可达300℃以上。

按长期连续使用温度的评价方法UL温度指数测定（RTI）为250℃。

3．2机械特性PEEK在室温时的抗蠕变性能如图1，2所示。

即不论有无缺口都比其它耐热性树脂高得多。

时间（分）时间（分）图1 蠕变破坏强度（有缺口）图2 蠕变破坏强度（无缺口）3．3各种物性随温度的变化其弯曲模量随温度的变化如图3所示。

虽然在其玻璃化转变温度（143℃）附近有所下降，但直至其熔点附近（300℃）仍保持有足够的弹性模量。

其抗拉强度随增强情况不同有所变化，从图4中可知，直到高温领域都还保持一定强度。

图3 弯曲摸量与温度的关系图4 拉伸强度与温度的关系另外其在250℃的老化试验结果如图5所示。

它表明不仅一般树脂无法比，就是比公认的长期耐热性好的PPS也要稳定。

图5 老化过程中弯曲程度的变化3．4耐冲击性它是耐热树脂中韧性最好的一种与其它树脂的比较如图6。

PEEK聚醚醚酮详解汇总PEEK简介PEEK是由英国帝国化学工业公司公司（ICI）于1978年开发出来的超高性能特种工程塑料，其后杜邦、BASF、日本三井东压化学公司、VICTREX、美国尔特普等也先后开发出类似产品。

其中ICI公司的PEEK已转为VICTREX公司生产。

在中国，由于PEEK优良的性能，被视为战略性国防军工材料，对其研究一直被列入七五-十五国家重点科技攻关项目和“863计划”。

聚醚醚酮是继聚四氟乙烯（PTFE）之后，又一类备受欢迎的耐磨减摩材料。

它与PTFE相比，承载能力和耐磨性能都有很大的提高，可在无润滑。

低速高载下，或在液体、固体粉尘污染等恶劣环境下使用，大大取代传统金属材料的趋势。

PEEK的性能PEEK （聚醚醚酮）具有优秀的综合性能，机械性能好，耐高温，耐化学性能卓越，使之成为最通用的指标单位指标值密度9/cm1.45拉伸强度Mpa92.2断裂伸长率‰50 介电强度Kv/mm190PEEK的基本性能特点：PEEK的分子链中有大量苯环，所以它的耐热性可以和聚酰亚胺匹敌，而两个醚链和一个羰基又为材料提供了柔韧性和优良的工艺性。

其特点归纳如下：➢ 1.耐热性：高耐高温热塑性树脂，熔点334 ℃（与PTFE相似）.PEEK棒聚醚醚酮棒耐高温性能：玻璃化温度高达151C，熔点为348C，经GF或CF填充后，热变形温度高达326C以上，美国UL认可的长期使用温度为260℃➢ 2.柔韧性：目前市售耐高温树脂中名列前茅，优于聚酰亚胺和二苯醚树脂➢ 3.阻燃性：UL940V-0级自燃性，低发烟.PEEK棒聚醚醚酮棒阻燃性和低发烟性：不需要添加其他的阻燃成分即具有阻燃的特性，1.45mm厚度的试样即可以达到UL-94 V0的标准,而且发烟量明显低于其他品种的树脂。

➢ 4.耐药性：只溶于浓硫酸.除了高浓度浓硫酸等强氧化性酸的侵蚀，具有近似于PTFE树脂的耐化学品性，而且在各种化学试剂中能够完整地保留其机械性能，是极为优异的抗腐蚀材料。

聚醚醚酮MSDS
1. 产品信息
- 产品名称: 聚醚醚酮 (Polyetherketone, PEK)
- 分子式: C12H10O3
- 分子量: 202.21 g/mol
2. 物理和化学性质
- 外观: 无色晶体
- 熔点: 160-165°C
- 沸点: 不适用
- 相对密度: 1.30 g/cm³
- 溶解性: 在一些极性有机溶剂中可溶，如二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮等
3. 危险性信息
- 主要危害: 对健康无明显危害，但可能对环境有害
- 皮肤接触: 避免长时间接触，可引起轻度刺激
- 眼睛接触: 可引起眼睛刺激
- 吸入: 吸入粉尘可能对呼吸系统造成刺激
- 摄入: 不适用
- 环境危害: 可对水域生物产生有害影响
- 废弃处理: 遵循当地法规处理废弃物
4. 安全措施
- 储存: 存放于干燥、阴凉、通风良好的地方
- 操作: 避免产生粉尘，避免接触皮肤和眼睛
- 呼吸防护: 如操作产生粉尘，应佩戴防颗粒物口罩
- 眼睛防护: 避免眼睛接触，如有必要，应佩戴护目镜
- 皮肤防护: 避免长时间接触，可穿戴适当的防护手套和衣物5. 急救措施
- 眼睛接触: 立即用清水冲洗眼睛，持续15分钟
- 皮肤接触: 立即用大量流动清水冲洗，必要时就医
- 吸入: 将患者移到新鲜空气处休息，如有呼吸困难，就医
- 摄入: 不适用
以上信息仅供参考，请咨询产品的详细安全数据表（Material Safety Data Sheet, MSDS）获取更全面的信息。

PTFE-聚四氟乙烯简介聚四氟乙烯，英文名称：Polytetrafluoroethylene ，简称FTFE 或F4。

聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。

聚四氟乙烯（Teflon 或PTFE ），俗称“塑料王”，是美国杜邦公司的彭励格（Roy Joseph Plunkett ）博士于1938年发明的，杜邦公司在1945年注册了Teflon ®(特富龙®)商标并商业化生产。

PTFE 的分子式：-[CF 2 - CF 2]n -PTFE 分子中F 原子把C －C 键遮盖起来而且C －F 键键能高特别稳定，除碱金属与氟元素外它不被任何化学药品侵蚀。

PTFE 分子中F 原子对称，C －F 中两种元素共价相结合，分子中没有游离的电子，整个分子呈中性。

使PTFE 具有优良的介电性能。

由于PTFE 分子外有一层惰性的含氟外壳，使它具有突出的不粘性能与低的摩擦系数。

聚四氟乙烯具有杰出的优良综合性能，耐高温，耐腐蚀、不粘、自润滑、优良的介电性能、很低的摩擦系数。

在PTFE 中加入任何可以承受PTFE 烧结温度的填充剂，它的机械性能可获得大大的改善。

同时，保持PTFE 其它优良性能。

填充的品种有玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤纖、聚酰亚胺、EKONOL…等，耐磨耗、极限PV 值可提高1000倍。

聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐 力。

能在+250℃至-180℃的温度下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化。

PTFE 工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。

一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。

分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防PTFE 结构式：腐图层等。

各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。

peek化学成分
Peek是指聚合物聚醚酮 (Polyether Ether Ketone) 。

它是一种高性能的工程塑料，由苯乙烯和2-4-苯醚苯酮二元酸酐经聚合反应而来。

Peek的化学式为C22H14O3，分子量为382.34。

Peek是具有耐高温、阻燃、耐化学腐蚀等优良性能的材料。

它的热稳定性能极佳，可以长期使用于高温环境中，最高工作温度可达到250℃，短时间内可达到300℃。

Peek还具有优异的耐化学性能，能耐
受酸、碱、酯、醇等多种化学品的腐蚀。

同时，Peek的挤压性能也很好，可以通过热塑性挤压成形。

由于Peek的出众性能，它逐渐成为航空航天、医疗器械、电子
电器、汽车工业等领域的首选材料。

在航天航空领域中，Peek可被用
于高温发动机的零部件或航天器的结构件等。

在医疗器械方面，Peek
材料可用于假体、外科工具等；在汽车工业中，Peek可用于车灯、汽
车电器和电装配等领域。

值得注意的是，Peek是一种具有高性价比的塑料材料。

虽然它的成本较其他一些高端材料略高，但它的耐用性及优良性能往往可以在
使用寿命方面获得更高的回报。

此外，Peek材料还可在回收利用方面
发挥一定作用。

总之，Peek作为一种高性能聚合物材料，不仅能适应各种极端的工作环境，而且可被广泛应用于各种领域。

随着材料工业的不断发展，Peek这种高性能的材料将会在各个领域中扮演着越来越重要的角色。