Među plastičnim materijalima, polieterhetherketone (PEEM) je vrlo posebna inženjerska plastika. Njegov je visok - Otpornost na temperaturu, otpornost na koroziju, otpornost na habanje i otpornost hidrolize čine da je vrlo traženo u zrakoplovnom, automobilu, medicinskoj, energiji i moći, kao i mašinama. U nastavku detaljno objašnjavamo šta je Peek plastika.
Definicija polieterheterskeone materijala
Polieterherketene, ili Peek, termoplastični polimer koji je samo djelomično kristalni. Ima aromatične prstenove, eter veze i keton grupe. To je najkomercijalno uspješniji član porodice PoliarylethenkenOne (Paek). Eterske obveznice (- O {-) i ketone grupe (- C (o) -) koje povezuju svoje molekularne lance formiraju vrlo organizovanu kristalnu strukturu koja mu daje veliku mehaničku i termičku stabilnost. Victrex je 1981. kupio povezanu kompaniju iz ICI-e, što je čini najpopularnijim visokim - tehničkom tehničkom plastikom na svijetu. ICI je prvi put učinio u Velikoj Britaniji 1978. godine.
Prednosti molekularne strukture
Eternk link čini molekulu fleksibilnijom, dok benzenski prsten čini čvrstim. Ketone grupa čini intermolekularne sile jače. Ove tri stvari rade zajedno kako bi zadržali strukturu Pekova stabilne u tačku topljenja od 343 stepena i dugom - terminom radne temperature do 260 stepeni. Ova neobična struktura omogućuje zadržati više od 90% svoje prvobitne snage, čak i na vrlo vrućim mjestima poput naceli motora aviona.
Pravila za imenovanje hemikalija
Puno ime "Polieterhetheneone" opisuje molekularnu strukturu lanca: Poly (polimer) + eter (eter Bond) × 2 + Keton (Ketone grupa).
Ova shema imenovanja jasno ojačava ono što je hemijsko šminkanje, a uobičajen je način da se stvari nazivaju naukom materijala.
Osnovne parametre performansi polieterheterkene
Fizička i mehanička svojstva
| Nekretnina | Raspon vrijednosti | Tehnički značaj |
|---|---|---|
| Gustina | 1.3-1,35 g / cm³ | Samo pola gustoće aluminija, značajno smanjena težina opreme |
| Zatezna čvrstoća | 90-100 MPa (neispunjena smola) | Uporedivo sa aluminijskim legurom (6061-T6 ima vlačnu čvrstoću od 290 MPa) |
| Modul savijanja | 3.6 GPA (neispunjena smola) | Može dostići 20 GPA sa armaturom ugljičnog vlakana, nadmašujući većinu inženjerske plastike |
| Izduženje na pauzi | 30%-150% | Kombinuje krutost i žilavost, sposobna izdržava složene napreze |
Termičke performanse
Temperatura stakla (TG): 143 stepena, viša od obične inženjerske plastike (npr. Pom, što je -60 stepeni).
Temperatura otklone toplote (HDT): 157 stepeni (pod opterećenjem od 1,8 MPa). Poboljšani kristalnost nakon ubrizgavanja može gurnuti HDT iznad 200 stepeni.
Otpornost na temperaturu: izdržava kratko - termine temperature od 300 stepeni i može raditi kontinuirano u 250 stepeni 10.000 sati bez značajne degradacije.
Kemijski i okolišni otpor
Otpornost na koroziju: Potpuno inertna na 98% organskih otapala (npr. Acetona, toluen) i kisela i alkalna rješenja (pH 1-14), osim koncentrirane sumporne kiseline. Nema oteklina nakon uranjanja u roku od 30% Koh tri godine.
Otpornost hidrolize: Pozdrav 3000 ciklusa sterilizacije u 134 stepena sa autoklavom parom, sa gubitkom težine od <0,1%, daleko veći od standardnog čelika.
Svojstva plamena: Može se postići ul 94 V-0 ocjenu bez dodavanja retardanta plamena, a količinu dima objavljenog prilikom paljenja je samo 1/5 tradicionalne plastike.
Tehnologija proizvodnje i prerade polieterheterkene
Mehanizam reakcije polimerizacije
Korištena je metoda polikongencije za nukleofilnu zamjenu, koristeći 4,4 '{2}} difluorobenzofenon i natrijum bisfenol A kao sirovine. Visoko - Polimerizacija temperature vrši se u difenil sumpornom otapalu pod katalizom bezvodnog kalijumskog karbonata. Imajte na umu da ova reakcija zahtijeva strogo kontrolirano bezvodno okruženje (sadržaj vlage <50 ppm). Mikrovalna pećnica - Pomoćna polimerizacija može skratiti vrijeme reakcije od 24 sata u tradicionalnom refluksnom metodi do 3 sata.
Ključni parametri procesa kalupa
Ubrizgavanje:
Temperatura kalupa: 160-190 stepeni (za promociju kristalizacije)
Temperatura topline: 370-420 stepeni (za izbjegavanje termičke raspada)
Tlak ubrizgavanja: 70-140 MPa (kako bi se osiguralo popunjavanje složenih konstrukcija)
Napomena: skupljanje neispunjenih razreda je 1,2 - 2,4%, dok se o ojačanim ojačanim ugljičnim vlaknima može smanjiti na 0,1-1,1%.
TOCHNOGIJA 3D štampanja:
Kada se koristi FDM, temperatura mlaznice treba kontrolirati između 360-400 stepeni, a grijani krevet održavao je 120 stupnjeva za minimiziranje iskrivljenja.
Upotreba polieterheterskeone materijala
Vazdušni prostor
Airbus A350 Cargo Hold Drenažni sustav koristi VicTrex Peek kompozitni materijal umjesto aluminijske legure, smanjujući težinu za 50%. Takođe izdržava ekstremne temperaturne fluktuacije od - 50 stepeni do 120 stepeni i prošao je testiranje 100.000 ciklusa zamota. Njegov mali dim i niska toksičnost (SDR manja ili jednaka 15) susreću se na farma 25.853 standarda zaštite od požara, što ga čini preferiranim materijalom za suvozače putnika za sljedeću generaciju.
Medicinski
Ortopedija:
Elastični modul ugljičnog vlakana - ojačani kavezi za ojačani kavez za međusobne kaveze (8-12 GPA) pomno odgovara onome ljudske kortikalne kosti (10-30 GPA), efikasno smanjujući oklop stresa. Američki FDA je odobrio za upotrebu u preko 20 vrsta implantata, uključujući i one u kralježnici cervikalne i lumbalne kralježnice.
Elektrohirurški instrumenti:
Solvay's Ketaspire® Peek prah prska se na površinu metalnih kanulata, postižući debljinu premaza od samo 0,0645 mm. Potvrđuje napone veće od 10kV i 1.000 ciklusa sterilizacije etilen oksida. Već se koristi u osnovnim komponentama surgičkog robota da Vinci.
Komponente mašina za preradu hrane
Polieterherkekene (PEEL) je materijal koji je otporan na čišćenje i dezinfekciju (oslobađajući nikakve štetne tvari), pokazuje nisku površinu migraciju i otpornost na abraziju i udovoljava standardima kontakta za hranu. Tipične primjene uključuju ventilske jezgre u linijama za proizvodnju mliječnih proizvoda, transportne pojaseve u pekari opremi i filtriranje okvira za podršku u prešama soka.
Čahuri, ležajevi, brtvi i potporni prstenovi
Polieterherkenej (PEEK) zamjenjuje metalnu i tradicionalnu plastiku u pokretnim dijelovima zahvaljujući kombiniranim prednostima niskog trenja, visokog opterećenja i otpornosti na koroziju.
Uravnici i ležajevi: ugljični vlakno - ojačani zavijanje pohvala koeficijent trenja, čak 0,15 (suvi trenje), 40% niži od brončanih ležajeva. Na teret 10 MPa i okruženja od 150 stepeni, njegova stopa habanja iznosi samo 0,001 mm³ / (n · m), čineći ga pogodnim za hemijske pumpe i ležajeve za automobile.
Brtve i potporni prstenovi: u kiselom okruženju ekstrakcije sirove nafte (koja sadrži H₂S i CO₂), PEEK V- prstenovi nude zaptivač 10 puta više od nitrilne gume. Proizvođač hidrauličke opreme Zaposleni za prevladavanje prstena za podršku za prevazilaženje problema sa puzanjem tradicionalnih PTFE prstena na pritisku od 30 MPA, proširujući njihov radni vijek od 3.000 sati do 15.000 sati.
Poređenje polieterhetnu materijala i sličnih materijala
| Indikator performansi | Pik | PTFE | Pei | PI |
|---|---|---|---|---|
| Dugo - termina temperatura usluge | 260 stepeni | 250 stepeni | 210 stepeni | 300 stepeni |
| Zatezna čvrstoća | 90-100 MPa | 25-35 MPa | 100-110 MPa | 80-100 MPa |
| Koeficijent trenja | 0.35-0.45 | 0.03-0.05 | 0.25-0.35 | 0.2-0.3 |
| Dielektrična snaga | 50 kV / mm | 50-150 kV / mm | 30-40 kV / mm | 20-30 kV / mm |
| Troškovi obrade | Izuzetno visok | Umjeren | Umjeren | Izuzetno visok |
Preporučeni izbor:
Za visoku temperaturu i visoku temperaturu i visok - pritisak: zaviri (otpor topline i hidrolize).
Za ultra - niske zahtjeve trenja: PTFE je poželjno, ali snaga je ugrožena.
Za visoko - frekvencijsku izolaciju: PEI nudi više troškova - efikasna opcija, ali njegova otpornost na temperaturu je ograničena.
FAQ
P: Može li se Peek reciklirati?
O: Trenutno je stopa recikliranja manja od 10%, prvenstveno zbog visoke potrošnje energije visoke - obrade temperature i degradacije od 30% u svojstvima recikliranog materijala. Victrex razvija zatvorenu tehnologiju recikliranja petlje koja koristi superkritičnu depolimerizaciju tečnosti za povećanje stope recikliranja na 85%.
P: Kako se Peek obvezuje na metal?
O: Hemijska sidra (kao što su 3M DP460 epoksidni ljepilo) ili fizički umeci (ugrađeni metalni umetci) mogu se koristiti. Proizvođač automobila koristi PEED klipnu jedinicu sa smetnji koja odgovara cilindu od legure aluminija, koja je u 200 stepeni radi 10.000 sati bez otpuštanja.
P: Koja su ograničenja zavirivanja u industriji poluvodiča?
A: Although it can achieve 99.999% purity, particle release (>0,1μm) mora se kontrolirati<100 particles/g. Currently, it is only used in non-critical processes such as wafer carriers. Toray Industries' newly developed ultra-clean grade PEEK, with a particle content of less than 10 particles/g, has entered testing on 14nm chip production lines.
P: Je li Peek pogodan za dugoročno korištenje na otvorenom -?
O: Čisti PEEK ima prosječni otpor UV-a i može patiti od površinskih kretanja (otprilike 10% razgradnje više od 5 godina) nakon dužeg izlaganja suncu. Međutim, dodavanje ugljičnog crnog ili UV-a može poboljšati otpor vremenskih prilika za 3 - 5 puta, čineći ga pogodnim za visok ({5}} temperaturni konektori u fotonaponskim elektranama i vanjskim visokim rasklopom.
P: Može li se Pek zavariti? Koje su neke zajedničke metode zavarivanja?
O: Da, može se zavariti. Uobičajene metode uključuju: ① zavarivanje toplim pločama (pogodno za ravne komponente, sa snagom zavarivanja dosežući 80% matičnog materijala); ② laserski zavarivanje (s tačnošću do 0,1 mm, pogodna za sterilne šavove u medicinskim proizvodima); i ③ ultrazvučno zavarivanje (vrlo učinkovit, koji se koristi za elektroničko komponentno pakovanje). Temperatura zavarivanja mora se kontrolirati između 343-380 stupnjeva (iznad tališta, ali ispod temperature raspadanja).
P: Koja je razlika između hrane - ocena i standardni PEEK?
O: Hrana - razreda mora proslijediti stroge migracijske testove (kao što su EU direktiva 10/2011, koja predviđa potpunu granicu migracije <10mg / dm²). Teški metalni katalizatori zabranjeni su tijekom proizvodnje, a čistoća je veća (sadržaj pepela <0,01%). Obični PEEL možda nije prikladan za kontaktne aplikacije za hranu zbog zaostalih aditiva.
P: Hoće li se izvedba recikliranog Peek materijala degradirati?
O: Zatezna snaga recikliranog plakara smanjit će se za 15 - 20%, a njen kristalnost za 5 - 8%, prije svega zbog probijanja molekularnog lanca uzrokovanih teškim preradom na visokim temperaturama. Trenutno se reciklirani materijal koristi samo u nekritičnim strukturnim dijelovima (poput zaštitnih navlaka i nosača). Vrhunske aplikacije (poput medicinske i zrakoplovne i zrakoplovstvo) i dalje zahtijevaju djevičanski materijal.