Il polietere etere chetone (PEEK) è stato sviluppato per la prima volta da Imperial Chemical (ICI) nel 1977 e ufficialmente venduto come VICTREX®PEEK nel 1982. Nel 1993, VICTREX ha acquisito l'impianto di produzione ICI ed è diventata una società indipendente.Weigas ha la più ampia gamma di prodotti a base di poli (etere chetone) sul mercato, con una capacità attuale di 4.250 T/anno.Inoltre, all'inizio del 2015 sarà avviato il terzo impianto VICTREX® poly (etere chetone) con una capacità annua di 2900 t/a, con una capacità di oltre 7000 t/a.
Ⅰ.Introduzione alla performance
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 ottime prestazioni, è oggi riconosciuta come la migliore plastica termoplastica tecnica.
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 (UL746B, senza riempimento).
2. Resistenza all'usura
I materiali polimerici VICTREX PEEK offrono un'eccellente resistenza all'attrito e all'usura, in particolare nei gradi di attrito modificato resistenti all'usura, su un'ampia gamma di pressioni, velocità, temperature e rugosità della superficie di contatto.
3. Resistenza chimica
VICTREX PEEK è simile all'acciaio al nichel, fornendo 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 pochissimi fumi e gas in caso di incendio.
5. Resistenza all'idrolisi
I polimeri e le miscele VICTREX PEEK sono resistenti all'attacco chimico 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 ha anche un'elevata purezza, protezione ambientale, facilità di lavorazione e altre caratteristiche.
Ⅱ.Ricerca sullo stato della produzione
Dallo sviluppo di successo del PEEK, con le sue eccellenti prestazioni, è stato ampiamente favorito dalle persone e rapidamente è diventato un nuovo centro di ricerca.Una serie di modifiche chimiche e fisiche e miglioramenti del PEEK ha ulteriormente ampliato il campo di applicazione del PEEK.
1. Modifica chimica
La modifica chimica consiste nel modificare la struttura molecolare e la regolarità del polimero introducendo speciali gruppi funzionali o piccole molecole, come ad esempio: modificare la proporzione di gruppi etere chetonici sulla catena principale o introdurre altri gruppi, reticolazione ramificata, gruppi di catene laterali, 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, incluso 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 selezionati come riempitivi 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, vengono spesso 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 fusione
Il PEEK si mescola con materiali polimerici organici ad alta 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 di poliimmide termoplastica (TPI) EXTEM®UH a base di SABIC Innovative Plastics.I materiali polimerici MAX Series™ ad alte prestazioni con un'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 a base di materiale polimerico VICTREX PEEK e polibenzimidazolo Celazole® (PBI).Può essere fuso e può soddisfare l'eccellente resistenza, resistenza all'usura, durezza, scorrimento e proprietà termiche richieste nelle condizioni ad alta temperatura più esigenti.
3) Modifica della superficie
La ricerca di VICTREX, condotta in collaborazione con Wacker, produttore leader 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 altre plastiche ingegnerizzate.Il componente PEEK come inserto, rivestito con gomma siliconica liquida o tecnologia di stampaggio a iniezione bicomponente, può ottenere un'adesione eccellente.La temperatura dello stampo ad iniezione VICTREX PEEK è di 180°C. Il suo calore latente consente un rapido indurimento della gomma siliconica, riducendo così il ciclo di iniezione complessivo.Questo è il vantaggio della tecnologia di stampaggio a iniezione a due componenti.
3. L'altro
1) Rivestimenti VICOTE™
VICTREX ha introdotto un rivestimento a base di PEEK, VICOTE™, per colmare le lacune in termini di prestazioni in molte delle tecnologie di rivestimento odierne.I rivestimenti VICOTE™ offrono alta temperatura, resistenza all'usura, resistenza, durata e resistenza ai graffi, nonché un'ampia gamma di vantaggi ad alte prestazioni per applicazioni che sono esposte a condizioni estreme come alta temperatura, corrosione chimica e usura, sia in ambito industriale, automobilistico, che componenti per l'industria alimentare, semiconduttori, elettronici o farmaceutici.I rivestimenti VICOTE™ offrono una maggiore durata, prestazioni e funzionalità migliorate, costi complessivi del sistema ridotti e una 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 le pellicole di vibrazione per altoparlanti di telefoni cellulari e altoparlanti di consumo, isolamento di fili e cavi e guaine avvolgibili, convertitori di pressione e diaframmi di sensori, superfici resistenti all'usura per prodotti industriali ed elettronici, substrati elettrici e feltro isolante aeronautico.
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'aerospazio 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 a condizioni ambientali difficili.Il PEEK potrebbe sostituire l'alluminio e altri metalli nelle parti degli aerei perché è eccezionalmente resistente, chimicamente inerte e ignifugo e può essere facilmente modellato in parti con tolleranze molto ridotte.
All'interno dell'aeromobile, si sono verificati casi di successo di fascetta per cablaggio e fascetta stringitubo, pala della girante, maniglia della porta della sala macchine, pellicola di copertura isolante, dispositivo di fissaggio composito, cinghia di fissaggio, cablaggio, manicotto ondulato, ecc. Raddom 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
Allo stato attuale, l'industria automobilistica richiede sempre più la doppia prestazione di peso del veicolo, riduzione al minimo dei costi e massimizzazione delle prestazioni del prodotto, in particolare la ricerca da parte delle persone del comfort e della stabilità del veicolo, anche il peso dell'aria condizionata corrispondente, dei finestrini elettrici, degli airbag e delle apparecchiature del sistema di frenatura ABS crescente.I vantaggi della resina PEEK, come buone prestazioni termodinamiche, resistenza all'attrito, bassa densità e facilità di lavorazione, vengono utilizzati per realizzare ricambi 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 a lungo.Pertanto, il PEEK, al posto dell'acciaio inossidabile e del titanio, viene utilizzato per produrre il materiale della copertura interna del motore.La produzione di cuscinetti automobilistici, guarnizioni, tenute, anelli della frizione e altri componenti, oltre alle applicazioni di trasmissione, freno e impianto di condizionamento sono anche molte.
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, elaborazione 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 fermo associati al guasto dei componenti.
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 e prestazioni elettriche eccellenti, 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 si applicano energia idroelettrica, geotermica, eolica, nucleare, solare.
Anche i film APTIV™ e i rivestimenti VICOTE™ sono ampiamente utilizzati nell'industria.
5. Altro
Nell'industria meccanica, la resina PEEK è comunemente usata per realizzare valvole per 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 mercato potenziale 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 della larghezza delle linee, ecc. Il materiale polimerico VI CTREx PEEK presenta evidenti vantaggi nella produzione di wafer, nella lavorazione front-end, nell'ispezione e nell'elaborazione back-end.
Nell'industria medica, la resina PEEK può resistere fino a 3000 cicli di sterilizzazione in autoclave 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 un'elevata resistenza meccanica, una buona resistenza allo stress 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 la disinfezione con vapore ad alta temperatura.Il PEEK non ha solo 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 saranno sempre più soggette al fabbisogno di materiale, soprattutto nell'attuale carenza di energia, gli autori della perdita di peso sono che ogni impresa deve considerare la domanda, con la plastica al posto dell'acciaio è la tendenza inevitabile dello sviluppo di materiali per tecnopolimeri speciali PEEK la domanda “universale” sarà sempre più ampia, inoltre sarà sempre più ampio il campo di applicazione.
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