Il polietere etere chetone (PEEK) è stato sviluppato per la prima volta da Imperial Chemical (ICI) nel 1977 e venduto ufficialmente come VICTREX®PEEK nel 1982. Nel 1993, VICTREX ha acquisito lo stabilimento di produzione ICI ed è diventata una società indipendente. Weigas dispone della più ampia gamma di prodotti di poli(etere chetone) sul mercato, con una capacità attuale di 4.250 T/anno. Inoltre, all'inizio del 2015 sarà lanciato il terzo impianto VICTREX® di poli (etere chetone) con una capacità annua di 2.900 T/a, con una capacità di oltre 7.000 T/a.
Ⅰ. Introduzione alla prestazione
PEEK come il prodotto più importante del poli (aril etere chetone, la sua speciale struttura molecolare conferisce al polimero resistenza alle alte temperature, buone prestazioni meccaniche, autolubrificazione, facile lavorazione, resistenza alla corrosione chimica, ritardante di fiamma, resistenza allo stripping, resistenza alle radiazioni, stabilità dell'isolamento, la resistenza all'idrolisi e la facilità di lavorazione, come le eccellenti prestazioni, sono ora riconosciute come le migliori materie plastiche termoplastiche.
1 Resistenza alle alte temperature
I polimeri e le miscele VICTREX PEEK hanno tipicamente una temperatura di transizione vetrosa di 143°C, un punto di fusione di 343°C, una temperatura di denaturazione termica fino a 335°C (ISO75Af, caricato con fibra di carbonio) e una temperatura di servizio continuo di 260°C. C (UL746B, senza riempimento).
2. Resistenza all'usura
I materiali polimerici VICTREX PEEK forniscono un'eccellente resistenza all'attrito e all'usura, in particolare nei gradi di attrito modificato resistenti all'usura, in un'ampia gamma di pressioni, velocità, temperature e rugosità della superficie di contatto.
3. Resistenza chimica
Il VICTREX PEEK è simile all'acciaio al nichel e fornisce un'eccellente resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti chimici, anche a temperature elevate.
4. Fumo leggero e non tossico
Il materiale polimerico VICTREX PEEK è molto stabile, campione da 1,5 mm, grado UL94-V0 senza ritardante di fiamma. La composizione e la purezza intrinseca di questo materiale gli consentono di produrre pochissimo fumo e gas in caso di incendio.
5. Resistenza all'idrolisi
I polimeri e le miscele VICTREX PEEK sono resistenti agli attacchi chimici da parte dell'acqua o del vapore ad alta pressione. Le parti realizzate con questo materiale possono mantenere elevati livelli di proprietà meccaniche se utilizzate continuamente in acqua a temperature e pressioni elevate.
6. Eccellenti proprietà elettriche
VICTREX PEEK fornisce eccellenti prestazioni elettriche su un'ampia gamma di frequenze e temperature.
Inoltre, il materiale polimerico VICTREX PEEK presenta anche elevata purezza, protezione ambientale, facilità di lavorazione e altre caratteristiche.
Ⅱ. Ricerche sullo stato della produzione
Dopo lo sviluppo di successo del PEEK, con le sue eccellenti prestazioni, è stato ampiamente apprezzato dalle persone ed è diventato rapidamente un nuovo obiettivo di ricerca. Una serie di modifiche e miglioramenti chimici e fisici del PEEK hanno ulteriormente ampliato il campo di applicazione del PEEK.
1. Modificazione chimica
La modifica chimica consiste nel modificare la struttura molecolare e la regolarità del polimero introducendo gruppi funzionali speciali o piccole molecole, come: modifica della proporzione di gruppi etere chetonici sulla catena principale o introduzione di altri gruppi, reticolazione ramificata, gruppi della catena laterale, copolimerizzazione a blocchi e copolimerizzazione casuale sulla catena principale per modificarne le proprietà termiche.
VICTREX®HT™ e VICTREX®ST™ sono rispettivamente PEK e PEKEKK. Il rapporto E/K di VICTREX®HT™ e VICTREX®ST™ viene utilizzato per migliorare la resistenza alle alte temperature del polimero.
2. Modifica fisica
Rispetto alla modifica chimica, la modifica fisica è più ampiamente utilizzata nella pratica, compreso il miglioramento del riempimento, la modifica della miscelazione e la modifica della superficie.
1) Miglioramento dell'imbottitura
Il rinforzo di riempimento più comune è il rinforzo in fibra, inclusa la fibra di vetro, il rinforzo in fibra di carbonio e il rinforzo in fibra di Arlene. I risultati sperimentali mostrano che la fibra di vetro, la fibra di carbonio e la fibra aramidica hanno una buona affinità con il PEEK, quindi sono spesso selezionate come riempitivo per migliorare il PEEK, realizzare materiali compositi ad alte prestazioni e migliorare la resistenza e la temperatura di servizio della resina PEEK. Hmf-grades è un nuovo composito caricato con fibra di carbonio di VICTREX che offre resistenza alla fatica, lavorabilità ed eccellenti proprietà meccaniche superiori rispetto all'attuale serie VICTREX PEEK caricato con fibra di carbonio ad alta resistenza.
Per ridurre l'attrito e l'usura, spesso vengono aggiunti PTFE, grafite e altre piccole particelle per migliorare il rinforzo. I gradi di usura sono appositamente modificati e rinforzati da VICTREX per l'uso in ambienti ad alta usura come i cuscinetti.
2) Modifica della miscelazione
Il PEEK si fonde con materiali polimerici organici con elevata temperatura di transizione vetrosa, che non solo possono migliorare le proprietà termiche dei compositi e ridurre i costi di produzione, ma hanno anche una grande influenza sulle proprietà meccaniche.
VICTREX®MAX-Series™ è una miscela di materiale polimerico VICTREX PEEK e autentica resina poliimmidica termoplastica (TPI) EXTEM®UH basata su SABIC Innovative Plastics. I materiali polimerici MAX Series™ ad alte prestazioni con eccellente resistenza al calore sono progettati per soddisfare la crescente domanda di materiali polimerici PEEK più resistenti alle alte temperature.
La serie VICTREX® T è una miscela brevettata basata sul materiale polimerico VICTREX PEEK e sul polibenzimidazolo Celazol® (PBI). Può essere fuso e può soddisfare le eccellenti proprietà richieste in termini di robustezza, resistenza all'usura, durezza, scorrimento viscoso e termiche nelle condizioni di alta temperatura più impegnative.
3) Modificazione della superficie
La ricerca VICTREX, condotta in collaborazione con Wacker, uno dei principali produttori di silicone liquido, ha dimostrato che il polimero VICTREX PEEK combina i punti di forza del silicone rigido e flessibile con le proprietà adesive di altri tecnopolimeri. Il componente PEEK come inserto, rivestito con gomma siliconica liquida, o la tecnologia di stampaggio a iniezione a doppio componente, può ottenere un'adesione eccellente. La temperatura dello stampo a iniezione VICTREX PEEK è di 180°C. Il suo calore latente consente una rapida polimerizzazione della gomma siliconica, riducendo così il ciclo di iniezione complessivo. Questo è il vantaggio della tecnologia di stampaggio a iniezione bicomponente.
3. L'altro
1) Rivestimenti VICOTE™
VICTREX ha introdotto un rivestimento a base PEEK, VICOTE™, per colmare le lacune prestazionali di molte delle odierne tecnologie di rivestimento. I rivestimenti VICOTE™ offrono resistenza alle alte temperature, all'usura, robustezza, durata e resistenza ai graffi, nonché un'ampia gamma di vantaggi ad alte prestazioni per applicazioni esposte a condizioni estreme come alte temperature, corrosione chimica e usura, sia nel settore industriale, automobilistico, lavorazione alimentare, semiconduttori, componenti elettronici o farmaceutici. I rivestimenti VICOTE™ garantiscono una durata operativa prolungata, prestazioni e funzionalità migliorate, costi complessivi ridotti del sistema e maggiore libertà di progettazione per ottenere la differenziazione del prodotto.
2) Pellicole APTIV™
Le pellicole APTIV™ offrono una combinazione unica di proprietà e caratteristiche inerenti ai polimeri VICTREX PEEK, rendendole una delle pellicole ad alte prestazioni più versatili disponibili. Le nuove pellicole APTIV sono versatili e adatte a una varietà di applicazioni, comprese pellicole vibranti per altoparlanti di telefoni cellulari e altoparlanti di consumo, isolamento di fili e cavi e guaine per avvolgimenti, convertitori di pressione e diaframmi di sensori, superfici resistenti all'usura per prodotti industriali ed elettronici, substrati elettrici e feltro isolante per l'aviazione.
Ⅲ, Campo di applicazione
Il PEEK è stato ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico, elettronico, energetico, industriale, dei semiconduttori e medico sin dal suo lancio.
1. Aerospaziale
L'aerospaziale è il primo campo di applicazione del PEEK. La particolarità del settore aerospaziale richiede una lavorazione flessibile, bassi costi di lavorazione e materiali leggeri in grado di resistere ad ambienti difficili. Il PEEK potrebbe sostituire l’alluminio e altri metalli nelle parti degli aerei perché è eccezionalmente resistente, chimicamente inerte e ritardante di fiamma e può essere facilmente modellato in parti con tolleranze molto piccole.
All'interno dell'aereo, ci sono stati casi di successo di fascette per cablaggio e fascetta per tubi, pala della girante, maniglia della porta della sala macchine, pellicola di copertura isolante, elementi di fissaggio compositi, cinghia di collegamento, cablaggio, manicotto ondulato, ecc. Radome esterno, mozzo del carrello di atterraggio coperchio, chiusino, staffa carenatura e così via.
La resina PEEK può essere utilizzata anche per realizzare batterie per razzi, bulloni, dadi e parti per motori a razzo.
2. Materasso intelligente
Attualmente, l'industria automobilistica richiede sempre più la duplice prestazione del peso del veicolo, della minimizzazione dei costi e della massimizzazione delle prestazioni del prodotto, in particolare la ricerca da parte delle persone del comfort e della stabilità del veicolo, anche il peso del corrispondente impianto di climatizzazione, dei finestrini elettrici, degli airbag e del sistema di frenatura ABS. in aumento. I vantaggi della resina PEEK, come buone prestazioni termodinamiche, resistenza all'attrito, bassa densità e facilità di lavorazione, vengono utilizzati per realizzare componenti per auto. Sebbene i costi di lavorazione siano notevolmente ridotti, non solo il peso può essere ridotto fino al 90%, ma anche la durata può essere garantita per lungo tempo. Pertanto, il PEEK, in sostituzione dell'acciaio inossidabile e del titanio, viene utilizzato per produrre il materiale della copertura interna del motore. Sono numerose anche le applicazioni per la produzione di cuscinetti, guarnizioni, tenute, anelli della frizione e altri componenti per autoveicoli, oltre alle applicazioni di trasmissione, freni e sistemi di condizionamento dell'aria.
3. Elettronica
VICTREX PEEK ha le caratteristiche di resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, bassa volatilità, bassa estrazione, basso assorbimento di umidità, protezione ambientale e ritardante di fiamma, stabilità dimensionale, lavorazione flessibile, ecc. È ampiamente utilizzato in computer, telefoni cellulari, circuiti stampati, stampanti, diodi emettitori di luce, batterie, interruttori, connettori, unità disco rigido e altri dispositivi elettronici.
4. L'industria energetica
La scelta dei materiali giusti è spesso vista come uno dei fattori chiave per uno sviluppo di successo nel settore energetico e negli ultimi anni VICTREX PEEK è diventato sempre più popolare nel settore energetico per migliorare le prestazioni operative e ridurre il rischio di tempi di inattività associati al guasto dei componenti.
Il VICTREX PEEK è sempre più utilizzato dall'industria energetica per la sua elevata resistenza al calore, resistenza alle radiazioni, resistenza all'idrolisi, autolubrificazione, resistenza alla corrosione chimica ed eccellenti prestazioni elettriche, come tubazioni di cablaggio integrato sottomarino, fili e cavi, connettori elettrici, sensori di fondo pozzo , cuscinetti, boccole, ingranaggi, anelli di supporto e altri prodotti. Nel petrolio e nel gas vengono applicate l'energia idroelettrica, geotermica, eolica, nucleare, solare.
Anche le pellicole APTIV™ e i rivestimenti VICOTE™ sono ampiamente utilizzati nel settore.
5. Altro
Nell'industria meccanica, la resina PEEK viene comunemente utilizzata per realizzare valvole di compressori, fasce elastiche, guarnizioni e vari corpi di pompe chimiche e parti di valvole. L'uso di questa resina al posto dell'acciaio inossidabile per realizzare la girante della pompa a vortice può ovviamente ridurre il grado di usura e il livello di rumore e prolungarne la durata. Inoltre, i connettori moderni rappresentano un altro potenziale mercato perché il PEEK soddisfa le specifiche dei materiali di assemblaggio dei tubi e può essere incollato ad alte temperature utilizzando una varietà di adesivi.
L'industria dei semiconduttori si sta sviluppando verso wafer più grandi, chip più piccoli, linee più strette e dimensioni di larghezza di linea, ecc. Il materiale polimerico VI CTREx PEEK presenta evidenti vantaggi nella produzione di wafer, nell'elaborazione front-end, nella lavorazione e ispezione e nell'elaborazione back-end.
Nell'industria medica, la resina PEEK può resistere fino a 3000 cicli di autoclavaggio a 134°C, il che la rende adatta alla produzione di apparecchiature chirurgiche e dentistiche con elevati requisiti di sterilizzazione che richiedono un uso ripetuto. La resina PEEK può mostrare elevata resistenza meccanica, buona resistenza alle sollecitazioni e stabilità all'idrolisi in acqua calda, vapore, solventi e reagenti chimici, ecc. Può essere utilizzata per produrre una varietà di dispositivi medici che richiedono disinfezione a vapore ad alta temperatura. Il PEEK non solo presenta i vantaggi di leggerezza, atossicità e resistenza alla corrosione, ma è anche il materiale più vicino allo scheletro umano, che può essere combinato organicamente con il corpo. Pertanto, l’utilizzo della resina PEK per produrre lo scheletro umano anziché il metallo è un’altra importante applicazione del PEEK in campo medico.
Ⅳ, Prospettive
Insieme allo sviluppo della scienza e della tecnologia, le persone avranno sempre più esigenze di materiale, soprattutto nell'attuale carenza di energia, gli autori della perdita di peso sono che ogni azienda deve considerare la questione, con la plastica invece dell'acciaio è la tendenza inevitabile dello sviluppo di materiali per tecnopolimeri speciali PEEK la domanda “universale” sarà sempre maggiore, inoltre il campo di applicazione sarà sempre più ampio.
Orario di pubblicazione: 02-06-22