Polyether ether ketone (PEEK) được Imperial Chemical (ICI) phát triển lần đầu tiên vào năm 1977 và được bán chính thức với tên VICTREX®PEEK vào năm 1982. Năm 1993, VICTREX mua lại nhà máy sản xuất ICI và trở thành một công ty độc lập. Weigas có nhiều sản phẩm poly (ether ketone) nhất trên thị trường, với công suất hiện tại là 4.250T/năm. Ngoài ra, nhà máy VICTREX® poly (ether ketone) thứ ba có công suất 2900T/năm sẽ được khánh thành vào đầu năm 2015 với công suất trên 7000 T/a.
Ⅰ. Giới thiệu về hiệu suất
PEEK là sản phẩm quan trọng nhất của poly (aryl ether ketone, cấu trúc phân tử đặc biệt của nó mang lại cho polymer khả năng chịu nhiệt độ cao, hiệu suất cơ học tốt, tự bôi trơn, xử lý dễ dàng, chống ăn mòn hóa học, chống cháy, chống tước, chống bức xạ, ổn định cách nhiệt, Khả năng chống thủy phân và xử lý dễ dàng, chẳng hạn như hiệu suất tuyệt vời, hiện được công nhận là loại nhựa kỹ thuật nhựa nhiệt dẻo tốt nhất.
1 Khả năng chịu nhiệt độ cao
Các polyme và hỗn hợp VICTREX PEEK thường có nhiệt độ chuyển thủy tinh là 143 ° C, điểm nóng chảy là 343 ° C, nhiệt độ biến tính nhiệt lên tới 335 ° C (ISO75Af, chứa đầy sợi carbon) và nhiệt độ sử dụng liên tục là 260 ° C (UL746B, không điền).
2. Chống mài mòn
Vật liệu polymer VICTREX PEEK mang lại khả năng chống ma sát và mài mòn tuyệt vời, đặc biệt là ở các cấp độ ma sát cải tiến chống mài mòn, trong nhiều áp lực, tốc độ, nhiệt độ và độ nhám bề mặt tiếp xúc.
3. Kháng hóa chất
VICTREX PEEK tương tự như thép niken, mang lại khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong hầu hết các môi trường hóa chất, ngay cả ở nhiệt độ cao.
4. Lửa nhẹ và không độc hại
Chất liệu polyme VICTREX PEEK rất ổn định, mẫu 1.5mm, cấp ul94-V0 không có chất chống cháy. Thành phần và độ tinh khiết vốn có của vật liệu này cho phép nó tạo ra rất ít khói và khí trong trường hợp hỏa hoạn.
5. Kháng thủy phân
VICTREX PEEK polyme và hỗn hợp có khả năng chống lại sự tấn công hóa học của nước hoặc hơi nước áp suất cao. Các bộ phận được làm bằng vật liệu này có thể duy trì được tính chất cơ học cao khi sử dụng liên tục trong nước ở nhiệt độ và áp suất cao.
6. Tính chất điện tuyệt vời
VICTREX PEEK cung cấp hiệu suất điện tuyệt vời trên nhiều tần số và nhiệt độ.
Ngoài ra, vật liệu polymer VICTREX PEEK còn có độ tinh khiết cao, bảo vệ môi trường, dễ gia công và các đặc tính khác.
Ⅱ. Nghiên cứu hiện trạng sản xuất
Kể từ khi phát triển thành công PEEK, với hiệu quả vượt trội của mình, nó đã được mọi người ưa chuộng và nhanh chóng trở thành trọng tâm nghiên cứu mới. Một loạt các sửa đổi và nâng cao về mặt hóa học và vật lý của PEEK đã mở rộng hơn nữa lĩnh vực ứng dụng của PEEK.
1. Biến đổi hóa học
Biến đổi hóa học là thay đổi cấu trúc phân tử và tính đều đặn của polyme bằng cách đưa vào các nhóm chức năng đặc biệt hoặc các phân tử nhỏ, như: thay đổi tỷ lệ các nhóm ether ketone trên chuỗi chính hoặc đưa vào các nhóm khác, liên kết ngang phân nhánh, nhóm chuỗi bên, đồng trùng hợp khối và sự đồng trùng hợp ngẫu nhiên trên chuỗi chính để thay đổi tính chất nhiệt của nó.
VICTREX®HT™ và VICTREX®ST™ lần lượt là PEK và PEKEKK. Tỷ lệ E/K của VICTREX®HT™ và VICTREX®ST™ được sử dụng để cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao của polyme.
2. Sửa đổi vật lý
So với sửa đổi hóa học, sửa đổi vật lý được sử dụng rộng rãi hơn trong thực tế, bao gồm tăng cường làm đầy, sửa đổi pha trộn và sửa đổi bề mặt.
1) Tăng cường phần đệm
Chất gia cố lấp đầy phổ biến nhất là cốt sợi, bao gồm sợi thủy tinh, cốt sợi carbon và cốt sợi Arlene. Kết quả thí nghiệm cho thấy sợi thủy tinh, sợi carbon và sợi aramid có ái lực tốt với PEEK nên thường được chọn làm chất độn để tăng cường PEEK, chế tạo vật liệu composite hiệu suất cao, cải thiện độ bền và nhiệt độ sử dụng của nhựa PEEK. Cấp độ Hmf là hỗn hợp chứa sợi carbon mới của VICTREX có khả năng chống mỏi, khả năng gia công vượt trội và các tính chất cơ học tuyệt vời so với dòng VICTREX PEEK chứa sợi carbon cường độ cao hiện nay.
Để giảm ma sát và mài mòn, PTFE, than chì và các hạt nhỏ khác thường được thêm vào để cải thiện khả năng gia cố. Cấp độ mài mòn được VICTREX sửa đổi và gia cố đặc biệt để sử dụng trong môi trường có độ mài mòn cao như vòng bi.
2) Sửa đổi pha trộn
PEEK pha trộn với vật liệu polymer hữu cơ có nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh cao, không chỉ có thể cải thiện tính chất nhiệt của vật liệu tổng hợp và giảm chi phí sản xuất mà còn có ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ học.
VICTREX®MAX-Series™ là sự kết hợp giữa vật liệu polyme VICTREX PEEK và nhựa polyimide nhiệt dẻo EXTEM®UH (TPI) đích thực dựa trên Nhựa Sáng tạo SABIC. Vật liệu polymer MAX Series™ hiệu suất cao có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về vật liệu polymer PEEK chịu nhiệt độ cao hơn.
Dòng VICTREX® T là hỗn hợp được cấp bằng sáng chế dựa trên vật liệu polymer VICTREX PEEK và Celazole® polybenzimidazole (PBI). Nó có thể được hợp nhất và có thể đáp ứng các đặc tính về độ bền, khả năng chống mài mòn, độ cứng, độ rão và nhiệt tuyệt vời cần thiết trong các điều kiện nhiệt độ cao đòi hỏi khắt khe nhất.
3) Sửa đổi bề mặt
Nghiên cứu của VICTREX, được thực hiện với sự cộng tác của Wacker, nhà sản xuất silicone lỏng hàng đầu, đã chứng minh rằng polyme VICTREX PEEK kết hợp sức mạnh của cả silicone cứng và dẻo với đặc tính kết dính của các loại nhựa kỹ thuật khác. Thành phần PEEK dưới dạng miếng chèn, được phủ bằng cao su silicon lỏng hoặc công nghệ ép phun thành phần kép, có thể đạt được độ bám dính tuyệt vời. Nhiệt độ khuôn ép VICTREX PEEK là 180 ° C. Nhiệt ẩn của nó cho phép xử lý cao su silicon nhanh chóng, do đó làm giảm chu kỳ phun tổng thể. Đây chính là ưu điểm của công nghệ ép phun hai thành phần.
3. Cái khác
1) Lớp phủ VICOTE™
VICTREX đã giới thiệu lớp phủ dựa trên PEEK, VICOTE™, để giải quyết những thiếu sót về hiệu suất trong nhiều công nghệ phủ hiện nay. Lớp phủ VICOTE™ mang lại nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn, độ bền, độ bền và khả năng chống trầy xước cũng như nhiều lợi ích hiệu suất cao cho các ứng dụng tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, ăn mòn và mài mòn hóa học, cho dù trong công nghiệp, ô tô, chế biến thực phẩm, chất bán dẫn, thiết bị điện tử hoặc dược phẩm. Lớp phủ VICOTE™ mang lại tuổi thọ sử dụng kéo dài, hiệu suất và chức năng được cải thiện, giảm chi phí hệ thống tổng thể và nâng cao khả năng tự do thiết kế để đạt được sự khác biệt hóa sản phẩm.
2) Phim APTIV™
Phim APTIV™ cung cấp sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính và tính năng vốn có của polyme VICTREX PEEK, khiến chúng trở thành một trong những sản phẩm phim hiệu suất cao linh hoạt nhất hiện có. Các màng APTIV mới rất linh hoạt và phù hợp với nhiều ứng dụng, bao gồm màng rung cho loa điện thoại di động và loa tiêu dùng, cách điện dây và cáp và vỏ cuộn dây, bộ chuyển đổi áp suất và màng cảm biến, bề mặt chống mài mòn cho các sản phẩm công nghiệp và điện tử, chất nền điện và nỉ cách nhiệt hàng không.
Ⅲ, Lĩnh vực ứng tuyển
PEEK đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử, năng lượng, công nghiệp, chất bán dẫn và y tế kể từ khi ra mắt.
1. Hàng không vũ trụ
Hàng không vũ trụ là lĩnh vực ứng dụng sớm nhất của PEEK. Đặc thù của ngành hàng không vũ trụ đòi hỏi khả năng xử lý linh hoạt, chi phí xử lý thấp và vật liệu nhẹ có thể chịu được môi trường khắc nghiệt. PEEK có thể thay thế nhôm và các kim loại khác trong các bộ phận máy bay vì nó đặc biệt bền, trơ về mặt hóa học và chống cháy, đồng thời có thể dễ dàng đúc thành các bộ phận có dung sai rất nhỏ.
Bên trong máy bay, đã có những trường hợp thành công về kẹp dây và kẹp ống, cánh quạt, tay nắm cửa phòng máy, màng bọc cách nhiệt, dây buộc composite, dây đai buộc, bộ dây, ống bọc tôn, v.v. Mái che bên ngoài, trục bánh đáp hạ cánh nắp, nắp hố ga, khung fairing, v.v.
Nhựa PEEK cũng có thể được sử dụng để chế tạo pin cho tên lửa, bu lông, đai ốc và các bộ phận của động cơ tên lửa.
2. Nệm thông minh
Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô ngày càng yêu cầu hiệu suất kép về trọng lượng xe, giảm thiểu chi phí và tối đa hóa hiệu suất sản phẩm, đặc biệt là việc mọi người theo đuổi sự thoải mái và ổn định của xe, trọng lượng của điều hòa không khí, cửa sổ điện, túi khí và thiết bị hệ thống phanh ABS tương ứng cũng được yêu cầu. tăng dần. Những ưu điểm của nhựa PEEK như hiệu suất nhiệt động tốt, khả năng chống ma sát, mật độ thấp và dễ gia công, được tận dụng để chế tạo các bộ phận ô tô. Trong khi chi phí xử lý giảm đáng kể, không chỉ trọng lượng có thể giảm tới 90% mà tuổi thọ sử dụng có thể được đảm bảo trong thời gian dài. Vì vậy, PEEK được sử dụng để thay thế thép không gỉ và titan để sản xuất vật liệu vỏ bên trong động cơ. Sản xuất vòng bi, miếng đệm, vòng đệm, vòng ly hợp và các bộ phận khác của ô tô, ngoài các ứng dụng về hệ thống truyền động, phanh và điều hòa không khí cũng có rất nhiều.
3. Điện tử
VICTREX PEEK có các đặc tính chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn, chống ăn mòn, độ bay hơi thấp, chiết xuất thấp, hấp thụ độ ẩm thấp, bảo vệ môi trường và chống cháy, ổn định kích thước, xử lý linh hoạt, v.v. Nó được sử dụng rộng rãi trong máy tính, điện thoại di động, bảng mạch, máy in, điốt phát sáng, pin, công tắc, đầu nối, ổ đĩa cứng và các thiết bị điện tử khác.
4. Ngành Năng lượng
Lựa chọn vật liệu phù hợp thường được coi là một trong những yếu tố then chốt để phát triển thành công trong ngành năng lượng và trong những năm gần đây, VICTREX PEEK ngày càng trở nên phổ biến trong ngành năng lượng nhằm cải thiện hiệu suất vận hành và giảm nguy cơ ngừng hoạt động do hỏng hóc linh kiện.
VICTREX PEEK ngày càng được ngành năng lượng sử dụng nhờ khả năng chịu nhiệt cao, chống bức xạ, chống thủy phân, tự bôi trơn, chống ăn mòn hóa học và hiệu suất điện tuyệt vời, chẳng hạn như đường ống, dây và cáp tích hợp dưới biển, đầu nối điện, cảm biến hạ cấp , vòng bi, ống lót, bánh răng, vòng đỡ và các sản phẩm khác. Trong dầu khí, thủy điện, địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời được ứng dụng.
Phim APTIV™ và lớp phủ VICOTE™ cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành.
5. Khác
Trong ngành cơ khí, nhựa PEEK thường được sử dụng để chế tạo van máy nén, vòng piston, vòng đệm và các thân bơm hóa chất và các bộ phận van. Sử dụng loại nhựa này thay vì thép không gỉ để chế tạo cánh quạt của máy bơm xoáy rõ ràng có thể làm giảm mức độ mài mòn và độ ồn, đồng thời kéo dài tuổi thọ của nó. Ngoài ra, các đầu nối hiện đại cũng là một thị trường tiềm năng khác vì PEEK đáp ứng các thông số kỹ thuật của vật liệu lắp ráp ống và có thể được liên kết ở nhiệt độ cao bằng nhiều loại chất kết dính.
Ngành công nghiệp bán dẫn đang phát triển theo hướng các tấm wafer lớn hơn, chip nhỏ hơn, đường hẹp hơn và kích thước chiều rộng đường truyền, v.v. Vật liệu polymer VI CTREx PEEK có những lợi thế rõ ràng trong sản xuất tấm wafer, xử lý mặt trước, xử lý và kiểm tra cũng như xử lý mặt sau.
Trong ngành y tế, nhựa PEEK có thể chịu được tới 3000 chu kỳ hấp ở nhiệt độ 134°C nên thích hợp để sản xuất các thiết bị phẫu thuật và nha khoa có yêu cầu khử trùng cao, cần sử dụng nhiều lần. Nhựa PEEK có thể cho thấy độ bền cơ học cao, khả năng chịu ứng suất tốt và độ ổn định thủy phân trong nước nóng, hơi nước, dung môi và thuốc thử hóa học, v.v. Nó có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại thiết bị y tế cần khử trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ cao. PEEK không chỉ có ưu điểm về trọng lượng nhẹ, không độc hại và chống ăn mòn mà còn là vật liệu gần gũi nhất với bộ xương người, có thể kết hợp hữu cơ với cơ thể. Vì vậy, việc sử dụng nhựa PEK để chế tạo bộ xương người thay vì kim loại là một ứng dụng quan trọng khác của PEEK trong lĩnh vực y tế.
Ⅳ, Triển vọng
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, con người sẽ ngày càng có yêu cầu cao hơn về vật chất, đặc biệt trong tình trạng thiếu năng lượng như hiện nay, tác giả giảm cân là doanh nghiệp nào cũng phải cân nhắc câu hỏi, dùng nhựa thay vì thép là xu hướng tất yếu của sự phát triển vật liệu cho nhựa kỹ thuật đặc biệt PEEK, nhu cầu “phổ quát” sẽ ngày càng nhiều, lĩnh vực ứng dụng ngày càng rộng rãi.
Thời gian đăng: 02-06-22