• page_head_bg

Tiến trình ứng dụng của chất dẻo kỹ thuật đặc biệt polyether ether xeton (PEEK)

Polyether ether xeton (PEEK) được phát triển lần đầu tiên bởi Imperial Chemical (ICI) vào năm 1977 và được bán chính thức với tên gọi 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 loại sản phẩm poly (ether xeton) nhất trên thị trường, với công suất hiện tại là 4.250T / năm.Ngoài ra, nhà máy VICTREX® poly (ether xeton) thứ ba với công suất hàng năm 2900T sẽ được đưa vào hoạt động vào đầu năm 2015, với công suất hơn 7000 T / a.

Ⅰ.Giới thiệu về hiệu suất 

PEEK là sản phẩm quan trọng nhất của poly (aryl ether xeton, cấu trúc phân tử đặc biệt của nó mang lại cho polyme khả năng chịu nhiệt độ cao, hiệu suất cơ học tốt, tự bôi trơn, dễ gia công, chống ăn mòn hóa học, chống cháy, chống tước, chống bức xạ, độ ổn định cách điện, Khả năng chống thủy phân và dễ dàng xử lý, chẳng hạn như hiệu suất tuyệt vời, hiện được công nhận là chất dẻo kỹ thuật nhiệt dẻo tốt nhất. 

1 Khả năng chịu nhiệt độ cao

Các polyme và hỗn hợp VICTREX PEEK thường có nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh là 143 ° C, điểm nóng chảy 343 ° C, nhiệt độ biến tính nhiệt lên đến 335 ° C (ISO75Af, làm đầy sợi carbon) và nhiệt độ phục vụ liên tục là 260 ° C (UL746B, không điền). 

2. Chống mài mòn

Vật liệu polyme VICTREX PEEK cung cấp khả năng chịu ma sát và chống mài mòn tuyệt vời, đặc biệt là ở các cấp độ ma sát được cải tiến chống mài mòn, trong một loạt các áp suất, tốc độ, nhiệt độ và độ nhám bề mặt tiếp xúc. 

3. Kháng hóa chất

VICTREX PEEK tương tự như thép niken, cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong hầu hết các môi trường hóa chất, ngay cả ở nhiệt độ cao.

 

4. Lửa nhẹ khói và không độc hại

 

Vật 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 làm bằng vật liệu này có thể duy trì mức độ cơ tính cao khi sử dụng liên tục trong nước ở nhiệt độ và áp suất cao.

 

6. Đặc tính điện tuyệt vời

 

VICTREX PEEK cung cấp hiệu suất điện tuyệt vời trên một loạt các tần số và nhiệt độ.

 

Ngoài ra, vật liệu polyme VICTREX PEEK còn có độ tinh khiết cao, bảo vệ môi trường, dễ gia công và các đặc tính khác.

 

Ⅱ.Nghiên cứu về tình hình sản xuất

 

Kể từ khi phát triển thành công PEEK, với hiệu suất tuyệt vời của riêng mình, nó đã được mọi người ưa chuộng rộng rãi và nhanh chóng trở thành một trọng tâm nghiên cứu mới.Một loạt các sửa đổi và nâng cao 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 đặc biệt hoặc các phân tử nhỏ, chẳng hạn như: thay đổi tỷ lệ của các nhóm xeton ete trên chuỗi chính hoặc giới thiệu các nhóm khác, liên kết chéo phân nhánh, nhóm chuỗi bên, đồng trùng hợp khối và 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, biến đổi vật lý được sử dụng rộng rãi hơn trong thực tế, bao gồm tăng cường chất làm đầy, sửa đổi pha trộn và sửa đổi bề mặt.

 

1) Tăng cường đệm

 

Gia cố lấp đầy phổ biến nhất là gia cố bằng sợi, bao gồm sợi thủy tinh, sợi carbon gia cố và 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.Hmf-grade là vật liệu composite phủ sợi carbon mới của VICTREX mang lại khả năng chống mỏi, khả năng gia công và các đặc tính cơ học tuyệt vời vượt trội so với dòng VICTREX PEEK phủ đầy sợi carbon có độ bền cao hiện nay.

 

Để giảm ma sát và mài mòn, PTFE, graphite và các hạt nhỏ khác thường được thêm vào để cải thiện cốt thép.Lớp mòn được VICTREX sửa đổi và gia cố đặc biệt để sử dụng trong các môi trường có độ mài mòn cao như vòng bi.

 

2) Sửa đổi hỗn hợp

 

PEEK pha trộn với vật liệu polyme hữu cơ có nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh cao, không chỉ có thể cải thiện các đặc tính nhiệt của vật liệu tổng hợp và giảm chi phí sản xuất, mà còn có ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học.

 

VICTREX®MAX-Series ™ là sự pha trộn giữa vật liệu polyme VICTREX PEEK và nhựa polyimide nhiệt dẻo EXTEM®UH (TPI) đích thực dựa trên Nhựa Sáng tạo SABIC.Vật liệu polyme MAX Series ™ hiệu suất cao với khả năng chịu nhiệt tuyệt vời được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về vật liệu polyme PEEK chịu nhiệt cao hơn.

 

VICTREX® T Series là sự pha trộn được cấp bằng sáng chế dựa trên vật liệu polyme VICTREX PEEK và Celazole® polybenzimidazole (PBI).Nó có thể được nung chảy và có thể đáp ứng yêu cầu về độ bền tuyệt vời, khả năng chống mài mòn, độ cứng, độ rão và nhiệt trong các điều kiện nhiệt độ cao 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 các đặc tính kết dính của các loại nhựa được chế tạo khác.Thành phần PEEK như miếng chèn, được phủ bằng cao su silicone lỏng, hoặc công nghệ đúc phun hai thành phần, có thể có được độ bám dính tuyệt vời.Nhiệt độ khuôn ép VICTREX PEEK là 180 ° C. Nhiệt tiềm ẩn của nó cho phép đóng rắn nhanh chóng cao su silicone, do đó giảm chu kỳ phun tổng thể.Đây 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 khoảng cách về hiệu suất trong nhiều công nghệ sơn phủ hiện nay.Các lớp phủ VICOTE ™ cung cấp nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn, độ bền, độ bền và khả năng chống xước cũng như một loạt các lợi ích về hiệu suất cao cho các ứng dụng tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, ăn mòn hóa học và mài mòn, cho dù trong công nghiệp, ô tô, chế biến thực phẩm, các bộ phận bán dẫn, điện tử hoặc dược phẩm.Các lớp phủ VICOTE ™ cung cấp tuổi thọ kéo dài, cải thiện hiệu suất và chức năng, giảm chi phí hệ thống tổng thể và nâng cao khả năng tự do thiết kế để đạt được sự khác biệt của sản phẩm.

 

2) Phim APTIV ™

 

Phim APTIV ™ mang đến sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính và đặc tính vốn có của polyme VICTREX PEEK, khiến chúng trở thành một trong những sản phẩm phim hiệu suất cao linh hoạt nhất hiện có.Phim APTIV mới rất linh hoạt và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm phim chống rung cho loa điện thoại di động và loa tiêu dùng, vỏ bọc cách điện và cuộn dây và cáp, bộ chuyển đổi áp suất và màng ngăn cảm biến, bề mặt chống mài mòn cho các sản phẩm công nghiệp và điện tử, chất điện và nỉ cách nhiệt hàng không.

 

Ⅲ, trường ứng dụng

 

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 quá trình gia công 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 của 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 nhiều trường hợp thành công kẹp dây và kẹp ống, cánh quạt, tay nắm cửa buồng máy, phim cách nhiệt, dây buộc composite, dây đai buộc, dây nịt, ống bọc ngoài, v.v. Radome bên ngoài, trung tâm thiết bị hạ cánh nắp đậy, nắp cống, giá đỡ ống dẫn và vân vân.

 

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 đòi hỏi hiệu suất kép của 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 tương ứng, cửa sổ điện, túi khí và trang bị hệ thống phanh ABS cũng được tăng.Những ưu điểm của nhựa PEEK, chẳng hạn như hiệu suất nhiệt động lực học tốt, khả năng chống ma sát, mật độ thấp và dễ gia công, được sử dụng để chế tạo các bộ phận ô tô.Trong khi chi phí gia công giảm đi rất nhiều, không những giảm đến 90% trọng lượng mà còn đảm bảo tuổi thọ lâu dài.Do đó, PEEK, thay thế cho thép không gỉ và titan, được sử dụng để sản xuất vật liệu vỏ bên trong động cơ.Sản xuất vòng bi ô tô, vòng đệm, vòng đệm, vòng ly hợp và các thành phần khác, ngoài ra còn có rất nhiều ứng dụng hệ thống truyền động, phanh và điều hòa không khí.

 

3. Điện tử

 

VICTREX PEEK có các đặc tính chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn, chống ăn mòn, ít bay hơi, 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 quan trọng để phát triển thành công trong ngành năng lượng, và trong những năm gần đây VICTREX PEEK đã ngày càng trở nên phổ biến trong ngành năng lượng để cải thiện hiệu suất hoạt động và giảm nguy cơ thời gian ngừng hoạt động do hỏng hóc linh kiện.

 

VICTREX PEEK ngày càng được ngành năng lượng sử dụng vì 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 khai thác dây tích hợp dưới biển, dây và cáp, đầu nối điện, cảm biến hố ga , vòng bi, ống lót, bánh răng, vòng đỡ và các sản phẩm khác.Trong dầu khí, thủy điện, địa nhiệt, phong điện, năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời được ứng dụng.

 

Màng APTIV ™ và lớp phủ VICOTE ™ cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.

 

5. Khác

 

Trong ngành cơ khí, nhựa PEEK thường được sử dụng để chế tạo van máy nén, vòng piston, phớt và các thân máy bơm hóa chất khác nhau và các bộ phận của van.Sử dụng nhựa này thay vì thép không gỉ để làm 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 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 kết dính ở nhiệt độ cao bằng cách sử dụng nhiều loại chất kết dính.

 

Ngành công nghiệp bán dẫn đang phát triển theo hướng các tấm wafer lớn hơn, chip nhỏ hơn, đường thẳng hẹp hơn và kích thước chiều rộng đường truyền, v.v ... VI CTREx PEEK vật liệu polyme có những lợi thế rõ ràng trong sản xuất wafer, xử lý front-end, xử lý và kiểm tra và xử lý back-end.

 

Trong ngành y tế, nhựa PEEK có thể chịu được tới 3000 chu kỳ hấp tiệt trùng ở 134 ° C, phù 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, chịu ứng suất tốt và 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 yêu cầu khử trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ cao.PEEK không chỉ có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, không độc hại và chống ăn mòn mà còn là vật liệu gần gũi nhất với khung xương con người, có thể kết hợp hữu cơ với cơ thể.Do đó, sử dụng nhựa PEK để sản xuất 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 đòi hỏi cao hơn về vật chất, nhất là trong điều kiện thiếu hụt năng lượng như hiện nay, tác giả giảm cân là doanh nghiệp nào cũng phải cân nhắc câu hỏi, dùng nhựa thay cho thép là xu hướng tất yếu. của sự phát triển của vật liệu cho nhựa kỹ thuật đặc biệt PEEK nhu cầu “phổ quát” sẽ ngày càng nhiều hơn, cũng sẽ ngày càng có nhiều lĩnh vực ứng dụng rộng rãi hơn.


Thời gian đăng bài: 02-06-22