浅析聚醚醚酮的发展概况
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聚醚醚酮是继聚四氟乙烯(PTFE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,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。
5.加工成型性:流动性好便于二次加工,可以采用注塑成型工艺直接加工出零件。
可进行车削、铣、钻孔、攻丝、粘接及超声波焊接等后加工。
6.优异的机械性能:是所有的树脂中韧性和刚性结合最完美的材料,其强度和耐疲劳性甚至优于一些金属和合金材料。
7.耐水解性:在高温蒸汽和热水中长期浸泡仍能够保持良好的机械性能,是所有树脂中抗水解性能最好的品种。
8.尺寸稳定性:具有极低的吸水率和线性热膨胀系数,其制品在各种应用环境下有优异的尺寸稳定性。
9.电性能和绝缘性能:在高温、高压、高速、高湿等环境下仍然具有优异的绝缘性和稳定的电性能。
10.耐辐照和耐侯性:对各种辐射具有优异的抵抗能力,可以经受高剂量的?、γ等射线的辐照并保持其各项特性,可以应用于各种恶劣环境。
11.高纯度、低挥发性和无毒性:PEEK棒聚醚醚酮棒树脂本身没有毒性,其分子结构非常稳定,不容易产生挥发物,还有抗辐射作用,提纯处理后的高纯度的树脂是优良的生化医疗材料。
聚醚醚酮化学结构摘要:一、聚醚醚酮简介1.聚醚醚酮的化学名称2.聚醚醚酮的化学结构二、聚醚醚酮的性质1.物理性质2.化学性质三、聚醚醚酮的应用领域1.航空航天领域2.医疗领域3.工业领域四、聚醚醚酮的发展趋势与前景1.研究进展2.市场前景3.环保可持续发展正文:聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能的聚合物材料,具有出色的力学性能、化学稳定性和生物相容性。
其化学名称为聚醚醚酮,化学式为(COC6H4COOCH2CH2O-)n。
聚醚醚酮的化学结构中,主链由交替排列的苯环和亚甲基组成,侧链则连接在苯环上。
这种特殊的结构使得聚醚醚酮具有良好的物理性质,如高强度、高模量、低膨胀系数和耐磨性。
在化学性质方面,聚醚醚酮表现出良好的耐腐蚀性和抗氧化性,使其在恶劣环境下也能保持稳定的性能。
此外,聚醚醚酮还具有优良的生物相容性,因此在医疗领域有广泛的应用,如制作人造关节、植入支架等。
聚醚醚酮的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,由于其具有低密度、高强度和耐高温的特性,被广泛应用于制造飞机发动机零件、导弹和卫星等部件。
在医疗领域,聚醚醚酮的生物相容性使其成为人造器官的理想材料。
此外,聚醚醚酮在工业领域也有广泛应用,如电子电器、汽车制造和石油化工等领域。
随着科学技术的不断发展,聚醚醚酮的研究取得了一系列突破。
未来,聚醚醚酮在可持续发展、环保和新能源等领域将有更大的发展空间。
同时,随着市场需求的不断增长,聚醚醚酮的市场前景也相当广阔。
总之,聚醚醚酮作为一种高性能聚合物材料,具有广泛的应用领域和良好的发展前景。
国内外10家聚醚醚酮PEEK知名企业及近况介绍聚醚醚酮(PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,属特种高分子材料。
具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能,是一类半结晶高分子材料。
PEEK可用作耐高温结构材料和电绝缘材料,可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。
这种材料在航空航天领域、医疗器械领域(作为人工骨修复骨缺损)和工业领域有大量的应用。
另外,PEEK涂层是新一代具有耐高温、硬度高、耐划伤和长寿命优点的绿色环保型聚合物涂料。
适合喷涂覆在钢、铸造金属和陶瓷表面。
PEEK在石油管道上进行喷涂可以使得管道的耐磨性能、耐高低温性能、耐腐蚀性能、减少管道内壁磨损、不出现漏点、不易脱落、使用寿命时间长、降低使用成本等性能得到大幅度的提升。
PEEK喷涂还广泛应用于天然气、医药、运输领域、化工用桶、槽、反应釜、搅拌棒、碱容器热交换器、电镀挂架耐酸排烟管道等各种高温耐腐蚀设备及部件。
纵览国外PEEK产业,专业从事研究开发与生产的厂商众多,在激烈的市场竞争中,有若干生产商脱颖而出,成为目前全球PEEK行业的领跑者,接下来为大家介绍中外10家知名PEEK生产企业及其近况,供大家参考。
外资PEEK发展概览1.威格斯(Victrex Plc)威格斯公司总部位于英国,在全球30余个国家设有分公司,是聚醚醚酮和聚芳醚酮解决方案全球领导者。
1978年8月,ICI申请聚醚醚酮(PEEK)专利,同年11月19日生产出首批产品。
威格斯在英国、日本和中国设有技术中心,是全球最大的PEEK生产商,拥有40余年的研发生产经验。
图源:威格斯威格斯不断增加生产能力,确保市场供应的长期性和稳定性。
1987年启动了1000 t/年的生产设备,2003年扩能至2800t/年,2012年新装置生产能力已达7150t/年。
威格斯PEEK工厂图源:威格斯威格斯公司产品种类齐全,除Victrex PEEK150、380、450常规产品系列,还有高流动性级、自润滑级、高纯度级产品等,产品形态涵盖粉末状、颗粒状,纤维、碳纤维及玻纤增强等多种。
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。
聚醚醚酮纤维(PEEK)开发生产方案一、实施背景随着科技的飞速发展,高性能纤维材料在各个领域的应用越来越广泛。
其中,聚醚醚酮(PEEK)纤维作为一种具有优异性能的高分子材料,市场需求不断增长。
然而,国内对于PEEK纤维的生产尚处于初级阶段,生产工艺和技术水平与国际领先水平存在较大差距。
因此,从产业结构改革的角度出发,开展PEEK纤维的开发生产具有重要的现实意义。
二、工作原理PEEK纤维的生产主要依赖于聚合反应和纺丝工艺。
首先,通过聚合反应,将醚酮单体聚合为预聚体,再经过纺丝工艺,将预聚体通过喷丝板挤出成丝束,经过热处理后形成PEEK纤维。
其中,聚合反应是关键步骤,需要精确控制反应温度、压力和时间,以确保生成稳定的PEEK树脂。
三、实施计划步骤1.技术调研与可行性分析:对国内外PEEK纤维生产企业的技术进行深入调研,分析其优缺点,评估本企业开展PEEK纤维生产的可行性。
2.设备选型与采购:根据调研结果,选择合适的聚合反应设备和纺丝设备,确保其性能稳定、符合生产要求。
3.建立生产线:结合企业实际情况,建立PEEK纤维生产线,确定工艺流程和操作规程。
4.试生产与调试:进行小批量试生产,对生产过程中出现的问题进行调试和改进。
5.批量生产与销售:经过试生产阶段的验证后,逐步扩大生产规模,开拓市场,实现批量生产和销售。
四、适用范围本方案适用于具有高分子材料生产经验的企业或科研机构,特别是那些需要高性能纤维材料支撑其产品研发和生产的企业。
同时,本方案也可为高校材料科学与工程相关专业提供实践教学案例。
五、创新要点1.采用先进的聚合反应技术和纺丝工艺,提高PEEK纤维的性能和品质。
2.通过对生产工艺的持续优化,降低生产成本,提高市场竞争力。
3.结合市场需求,开发具有特定性能和用途的PEEK纤维产品,满足不同领域的需求。
六、预期效果1.提高企业产品附加值:通过开发生产高性能的PEEK纤维,提高企业产品的附加值和市场竞争力。
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。
聚醚醚酮的研究进展和发展趋势聚醚醚酮( Polyetheretherketone,简称PEEK)是一种半结晶性芳香族热塑性工程塑料。
由于大分子链上含有刚性的苯环、柔性的醚键及提高分子间作用力的羰基,结构规整,因而具有耐高温、耐化学腐蚀、耐辐射、高强度、高断裂韧性、易加工等优异性能及线胀系数较小、自身阻燃、摩擦学性能突出、耐磨性高、绝缘、耐水解等特点,在汽车零部件、半导体、航天、石化、机械、医疗、电子电器等领域得到广泛的应用。
一、聚醚醚酮简介聚醚醚酮(Polyether ether ketone,PEEK),是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,属特种高分子材料。
PEEK 其重复单元有19个碳原子12个氢原子和三个氧原子链段结构由苯环、醚键、羟基三者按3:2:1构成,具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能,是一类结晶高分子材料,熔点334℃,软化点168℃,拉伸强度132~148MPa,可用作耐高温结构材料和电绝缘材料,可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。
一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。
二、聚醚醚酮的性能特点PEEK(聚醚醚酮的简称)塑胶原料是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。
(1)耐高温:PEEK树脂具有较高的熔点(334℃)和玻璃化转变温度(143℃),连续使用温度为260℃,其30%GF或CF增强牌号的负载热变型温度高达316℃。
(2)机械特性:PEEK塑胶原料树脂具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。
(3)阻燃性:材料的易燃性即从氧、氮混合剂获得高能量点燃后维持燃烧的能力。
测量易燃性的公认标准为UL94,方法是先点燃预定形状的垂直样品,然后测得该材料自动熄灭所用的时间。
PEEK检测结果为V-0,这是阻燃性的最优等级。
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。
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P E E K 售价昂贵并制约其应用的一大主要原因。
吉林大学张万金、吴忠文课题组对亲核路线进行了多年的研究,并取得了许多重大的成果,合成了耐热等级高,有较好力学性能的P E E K 树脂[23,24]。
第二类工艺采用以二苯醚和间苯二甲酞氯为原料的低温反应制成[25. 261。
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。
但是目前获得工业化生产的均为第一类工艺过程[27]。
目前,聚醚醚酮的工业化生产工艺流程与生产过程中的溶剂回收如下图所示[28].C O Z第二压滤机C C 》< 】】}}}!!!1}}}C C >>< 】 峭峭ll l }!川 川C C ,峨口口水洗娜图 1.1 P E E K 生产工艺流程F 19.1.1T h e te e h n o lo g ic a l P ro e e ss o f p E E K ’5p ro d u c tio n蒸汽丙酮再循环排出废物结晶器丙酮回收塔N aF川T水溶液立苯飒循环到缩聚反应器中一…川川叶叶叶阵阵黝!!!图 1.2P E E K生产过程中的溶剂回收F i g.l.2S o lv e n i re e o v e r y i n P E E K,s P ro d u eti o n目前,P E E K的生产技术主要掌握在V i ct rex公司,国内生产的P E E K材料存在黑点、凝胶、分子量不均匀以及纯度低等缺点,且产品问题一直没有从根本上得到解决。
目前聚醚醚酮原料每年的销售额在4亿欧元左右,每年以巧%左右的速度增长,主要用于汽车、电子和石油化工领域,这些领域对原料纯度都有很高的要求,国产聚醚醚酮由于质量不高故只能应用于压缩机零部件等一些低端领域。
2024年聚芳醚酮市场发展现状1. 背景聚芳醚酮是一种重要的高性能工程塑料,具有高温耐性、耐腐蚀性和优良的机械性能。
它广泛应用于航空航天、电子、汽车、医疗和化工等领域。
本文将探讨聚芳醚酮市场的发展现状。
2. 市场规模聚芳醚酮市场在近年来得到了快速发展,市场规模逐渐增大。
根据市场研究机构的数据,聚芳醚酮市场的年复合增长率超过10%,预计到2025年市场规模将达到XX亿美元。
3. 市场驱动因素3.1 高性能需求随着技术的不断进步,对高性能材料的需求不断增加。
聚芳醚酮作为一种具有优异性能的材料,能够满足高温耐性、耐腐蚀性和机械性能等方面的要求,因此受到了广泛的关注和应用。
3.2 新兴应用领域聚芳醚酮的应用领域不断扩展,尤其在新兴领域的应用增长较快。
例如,在电子行业中,聚芳醚酮可用于制造高性能电子元件和半导体材料;在医疗行业中,聚芳醚酮可用于制造医疗器械和医用耗材。
这些新兴应用领域的开拓为聚芳醚酮市场的增长提供了新的机遇。
3.3 区域扩张聚芳醚酮市场的发展不仅受到国内需求的影响,还受到全球范围内市场的影响。
随着全球化的深入推进,越来越多的企业通过拓展海外市场来推动业务发展,这也促进了聚芳醚酮市场的增长。
4. 市场竞争格局聚芳醚酮市场的竞争格局比较激烈,主要的竞争企业包括XX、XX和XX等。
这些企业通过不断提高产品质量和提供多样化的解决方案来增强市场竞争力。
同时,他们也注重研发创新,努力寻找新的应用领域和市场机会。
5. 发展趋势5.1 创新研发聚芳醚酮市场的发展离不开创新研发的支持。
未来,企业应加大研发投入,不断提高产品性能和开发新的应用领域,以满足市场需求。
5.2 生产技术改进随着技术的不断进步,聚芳醚酮的生产技术也在不断改进。
生产技术的改进可以提高生产效率、降低生产成本,进一步推动聚芳醚酮市场的发展。
5.3 环境友好型材料未来的市场趋势之一是环境友好型材料的需求增加。
企业应关注环境友好型材料的研发和生产,以满足市场的新需求。
2023年聚醚行业市场分析现状聚醚是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、涂料、合成纤维、粘合剂等多个行业。
随着工业化进程的加快,聚醚行业在市场上的地位逐渐上升。
以下是聚醚行业市场分析现状的一些内容。
一、市场规模及增长趋势聚醚行业市场规模庞大,不断增长。
聚醚的广泛应用使得市场需求持续上升。
根据行业分析报告显示,全球聚醚市场规模预计将在未来几年内以每年3%的速度增长。
其中,亚太地区是最大的聚醚市场,占据全球市场份额的40%以上。
此外,随着环保意识的增强,可再生聚醚的需求也在逐渐增加。
二、行业市场竞争态势聚醚行业竞争激烈,市场上存在多个具有一定规模和技术实力的企业。
一些国际知名企业如杜邦、韩国LG化学、台湾奇美等在全球范围内占据较大市场份额。
国内一些大型企业如华东理工大学、杭州市鸿昌化工等也在市场上具有一定的竞争力。
三、行业面临的挑战及机遇聚醚行业面临着一些挑战,如原材料成本的不稳定、环保压力的增加等。
聚醚是通过对苯酚和甲醇等原料进行酯化反应制得,原材料价格的波动对行业利润造成一定影响。
此外,随着环保要求的提高,对聚醚产品的环保性能要求越来越高,这对企业的生产技术和设备提出了更高的要求。
然而,行业也面临着一些机遇。
首先,国家对于节能减排和可再生资源的支持力度不断加大,聚醚作为可再生合成材料在环保领域有着广阔的应用前景。
其次,新兴市场需求的增长和技术创新的提升也为行业带来了机遇。
四、市场发展趋势未来聚醚行业的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高性能产品的开发与应用:随着科技进步和市场需求的变化,聚醚行业向高性能、高附加值产品的发展趋势明显。
例如,聚醚醚酮(PEEK)等高温热塑性聚醚的需求逐渐增加。
2. 环保型产品的推广:环保意识的增强带动了环保型聚醚产品的需求。
可再生聚醚等绿色环保型产品将会成为未来的发展方向。
3. 技术创新与提升:聚醚行业需要不断进行技术创新和设备升级,提高产品质量和生产效率。
4. 发展新兴市场:随着新兴市场的崛起,聚醚行业将更加注重开拓国内和海外新兴市场。
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。
浅谈聚醚醚酮的研究进展摘要:本文介绍了特种工程塑料聚醚醚酮的性质、制备、应用以及对其应用前景的展望。
关键词:特种工程塑料;聚醚醚酮;聚醚醚酮性质;聚醚醚酮制备;聚醚醚酮应用;1.认识聚醚醚酮1.1聚醚醚酮介绍特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)是20世纪70年代末研究开发成功的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料,与其他特种工程塑料相比,具有耐高温、机械性能优异、自润滑性好、易加工、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等优异性能,在航空航天、汽车、电子电气、医疗和食品加工等领域被广泛应用,开发利用前景广阔。
1.2聚醚醚酮性能1.2.1耐高温PEEK 树脂具有较高的玻璃化转变温度(143℃)和熔点(334℃),这是它可在有耐热性要求的用途中可靠应用的理由之一。
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℃。
1.2.2机械特性PEEK树脂是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。
特别是它对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美。
1.2.3自润滑性(耐腐蚀性)PEEK树脂在所有塑料中具有出众的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。
特别是碳纤、石墨、聚四氟乙烯各占10%比例混合改性的滑动牌号或30%CF增强牌号等均为具有优异滑动特性的牌号。
1.2.4 耐化学药品性PEEK树脂具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有浓硫酸,它的耐腐蚀性与镍钢相近。
1.2.5阻燃性PEEK树脂是非常稳定的聚合物,1.45mm厚的样品,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。
1.2.6耐剥离性PEEK 树脂的耐剥离性很好,因此可制成包覆很薄的电线或电磁线,并可在苛刻条件下使用。
1.2.7耐辐照性耐γ辐照的能力很强,超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。
可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能电线。
1.2.8耐水解性PEEK树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。
1.2.9易加工性PEEK 树脂虽然是超耐热性树脂,但由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点,可采用如下加工方式:注射成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂等。
1.2.10绝缘性稳定性PEEK树脂具有良好的电绝缘性能,并保持到很高的温度范围。
其介电损耗在高频情况下也很小。
1.2.11耐磨性具有相当于聚酰亚胺的良好耐磨性,PEEK 纯树脂与H10 wheel材质对磨的磨耗量为2.7×10-4g,PEEK 纯树脂与S17wheel材质对磨的磨耗量为9.7×10-4g 。
2.聚醚醚酮生产方法2.1 单体4, 4,-二氟二苯甲酮的合成合成PEEK树脂的关键单体4, 4,-二氟二苯甲酮的方法很多, 主要有苯系化合物缩合法、卤素交换法、催化羰基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法等6种生产方法, 其中前4种方法在不同程度上存在反应收率低、条件苛刻、异构体等杂质含量高、精制工艺复杂和生产成本高等缺点。
目前的生产方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。
2.1.1付氏烷基化法以氟苯与四氯化碳为原料, 在无水三氯化铝催化下, 生成4, 4,-二氟二苯甲酮苯基二甲烷, 随后用水蒸气蒸馏回收未反应的四氯化碳和氟苯, 然后经低温水解得到4, 4,-二氟二苯甲酮粗品, 最后经过蒸馏、重结晶得到其成品。
该法原料易得、反应条件温和、合成路线短、收率较高、生产成本低, 因而广受关注。
2.1.2重氮化法传统方法是以4, 4,-二氨基二苯甲烷、亚硝酸钠为原料, 在低温条件下, 先在有氟化氢存在时进行重氮化, 然后再用硝酸氧化制得4, 4. -二氟二苯甲酮产品。
该法工艺相对简单、产品质量好, 但存在重氮盐具有爆炸危险性、设备腐蚀严重、操作环境恶劣等缺点,2.1.3PEEK树脂的合成方法PEEK树脂主要是以4, 4,-二氟二苯甲酮与对苯二酚钠盐为原料, 以二苯砜为溶剂, 溶液在无水条件下于300~ 340℃进行缩聚反应, 得到的聚合物经脱溶剂、去盐、水洗, 然后于140℃真空中干燥制得。
3 聚醚醚酮的改性由于单一的PEEK树脂难以满足不同领域的使用要求,近年来,PEEK的改性成为国内外研究的热点之一,其主要手段有无机填料填充、纤维增强和聚合物共混等。
通过改性,可以进一步增强PEEK的力学性能、热性能及摩擦性能,降低材料成本,扩大使用范围。
3.1无机填料填充改性用于填充的无机填料一般都是微米、纳米级无机颗粒,如Al2O3、CuO、CaCO3、SiN、Si3N4、ZrO2等。
纳米粒子具有尺寸效应、高化学反应活性等性能,并且可以与聚合物界面相互作用,因此,广泛被用于PEEK和其他聚合物的改性。
有研究人员用直径为15、100、500nm的Al2O3分别填充PEEK,通过热压模塑制得复合材料。
研究发现:Al2O3可以提高PEEK复合材料的微动摩擦性能,而且随着Al2O3直径的增加,试样的划痕区呈先增大后减小的趋势;随着Al2O3用量增加,试样的划痕区逐渐增大。
虽然加入10%200nm的PTFE粉末能降低试样的磨损,但Al2O3和PTFE之间并没有协同增强效应。
研究中发现,Al2O3/PEEK复合材料中引入热稳定性好的表面活性剂磺化聚醚醚酮(SPEEK)。
研究发现:CaCO3颗粒的分散状态得到改善,颗粒和PEEK 间的相互作用增加,而且经SPEEK70表面处理后的不同颗粒尺寸的CaCO3,对CaCO3/PEEK复合材料的力学性能有明显的影响。
这表明CaCO3/PEEK复合材料是一种综合性能优异的新型PEEK基复合材料。
3.2纤维增强改性玻璃纤维、碳纤维和各种晶须与PEEK有很好的亲和性,可作为填料增强PEEK制成高性能复合材料,提高PEEK树脂的使用温度、模量、强度、尺寸稳定性等。
根据填充物的尺寸,一般可分为连续纤维增强、短纤维增强和晶须增强3.2.1连续纤维增强连续纤维增强一般是采用PEEK树脂与长纤维在特定的设备与工艺条件下充分浸渍制得。
增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、麻纤维等。
由于改性后的PEEK树脂具有优良的力学性能、冲击性能、耐高温性能而成为高分子复合材料研发与应用的热点领域。
有研究人员研究了成型工艺对玻璃纤维增强聚醚醚酮(GF/PEEK)复合材料性能的影响。
研究发现:GF/PEEK复合材料具有优异的热性能,热变形温度达到280℃。
在成型过程中,不同的工艺条件对复合材料结晶形态、性能有较大的影响,使用较低的成型温度和中等的冷却速度有利于提高复合材料的力学性能。
[5]3.2.2短纤维增强改性短切纤维增强的高分子材料具有易加工成型的突出优点,挤出、模压、注塑等常规加工方法均适用,因此越来越受到重视。
短切玻璃纤维和碳纤维具有较高的强度和模量,与PEEK的亲和性好,复合时一般不需做特殊表面处理即可起到较好的增强效果。
有研究人员以短碳纤维、石墨和聚四氟乙烯(PTFE)为填料,在400℃下热压成型制得PEEK复合材料。
研究发现:填充后的PEEK的耐磨性提高,摩擦系数变小,而且当载荷小的时候,碳纤维在摩擦面的沉积对耐磨性能影响明显,载荷大的时候,碳纤维的断裂对试样的耐磨性有明显提高。
3.2.3晶须增强改性晶须是指高纯度单晶生长而成的直径几微米、长度几十微米的单晶纤维。
机械强度近似等于原子间价键力的理论强度,是一类力学性能优异的新型复合材料补强增韧材料。
以CaCO3晶须为填料,通过热压成型工艺制得PEEK基复合材料,研究发现:在干摩擦条件下,填充CaCO3可明显降低PEEK基复合材料的摩擦系数,随着CaCO3晶须含量增加,CaCO3/PEEK复合材料摩擦系数持续降低,复合材料的磨损率也随着CaCO3晶须含量的增加而降低,当晶须含量为15%时磨损率达到最低。
3.3 聚合物共混改性共混是开发新材料的一个重要方法, 高分子混合物可以通过简便的方法得到,而所得的材料却具有混合组分所没有的综合性能。
Bhanu Nandan等通过熔融混合对PEEK和PES进行共混,发现PES对PEEK的结晶速度有显著影响。
Jayashree Bijwe等将不同量PTFE粉末与PEEK混合后采用注塑成型制得复合材料,然后进行了低振幅振动磨损和磨粒磨损实验,并测试了其力学性能,与纯PPEK对比发现经过共混后,除了冲击强度外,其他的力学性能都有所下降。
但是其摩擦系数随着PTFE添加量的增加而减小。
而且在磨粒磨损中,当PTFE的添加量为7.5%时,比磨损率达到最低,但在低振幅振动磨损中,其磨损率却随着PTFE的添加量增大而持续减小。
4 聚醚醚酮的应用4.1航空航天领域聚醚醚酮树脂最早在航空航天领域获得应用。
由于聚醚醚酮树脂优异和特殊的性能,所以在问世之初,他是被作为一种军工材料应用于航空航天领域,后来才逐渐进入民用领域。
聚醚醚酮树脂可以替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件。
聚醚醚酮树脂密度小,加工性能好,因此可直接加工成型要求精细的大型部件。
聚醚醚酮树脂还具有良好的耐雨水侵蚀性能,可用于制造飞机外部零件。
聚醚醚酮树脂本身具有优异的阻燃性能,燃烧时的发烟量和有毒气体的散发量也很少,因此该树脂常用来制造飞机内部部件。
当飞机发生火灾时,它固有的阻燃性能和极少的烟尘和毒气排放量,降低了火灾的危害。
4.2汽车制造业聚醚醚酮树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能,可取代金属作为制造发动机内罩的原材料,用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。
4.3电子信息产业聚醚醚酮树脂具有优良的电气性能,是理想的电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下,聚醚醚酮树脂的绝缘性仍能有效保留。
正是由于这些特性,电子信息领域才逐渐成为聚醚醚酮树脂第二大应用领域。
聚醚醚酮树脂本身纯度很高,机械和化学性能稳定,这使得硅片加工过程中的污染得到降低。
由于纯度高,在输送超纯水时,采用聚醚醚酮树脂制作的管道、阀门和泵,可使超纯水在输送过程中不会受到污染。
聚醚醚酮树脂在很大的温度范围内不变形,用其制作的零部件可经受热焊处理的高温环境。
根据这一特性,在半导体工业中,聚醚醚酮树脂常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件。
4.4 工业领域聚醚醚酮树脂具有良好的机械性能、耐化学腐蚀和耐高温性能,能够经受高达2.5 万Pa 的压力和260℃的高温,作为一种半结晶的工程塑料,聚醚醚酮不溶于浓硫酸以外的所有溶剂。
在化学工业和其他加工业中,聚醚醚酮树脂常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。
用该材料代替不锈钢制作涡流泵的叶轮,可明显降低磨损程度和噪音级别,具有更长的使用寿命。