常州普威復(fù)合材料科技有限公司


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PEEK與PPS:兩種**特種工程塑料的全方位解析

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近年來,特種工程塑料以其**的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,逐漸成為了化工行業(yè)的新寵。作為高性能聚合物的代表,特種工程塑料不僅性能優(yōu)異,而且長期使用溫度可高達200℃以上,為眾多領(lǐng)域提供了強有力的材料支持。



PPS


聚苯硫醚,又名聚亞苯基硫醚(PPS),是聚芳硫醚(PAS)中最重要,也是最常見的一個樹脂品種,而聚芳硫醚是指聚合物分子主鏈結(jié)構(gòu)為硫與芳基結(jié)構(gòu)交替連接的一類高分子聚合物。

聚苯硫醚結(jié)構(gòu)式:

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PEEK

商業(yè)化聚芳醚酮主要分為三個品類的產(chǎn)品:聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)以及聚醚酮(PEK)。

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應(yīng)用范圍

隨著技術(shù)的不斷進步,特種工程塑料的應(yīng)用范圍已經(jīng)從軍工和航空航天領(lǐng)域拓展到了民用領(lǐng)域,如汽車、裝備制造和高端消費品等。其中,聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)作為兩種發(fā)展迅速的特種工程塑料,更是受到了廣泛的關(guān)注。

它們不僅具有結(jié)晶性熱塑性塑料的特性,還展現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)性,防火阻燃等級達到UL94-V0,電氣絕緣性能也十分出色。



PPS的應(yīng)用領(lǐng)域


電子方面:
電視機、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱,電動機的起動線圈、葉片,電刷托架及轉(zhuǎn)子絕緣部件,接觸開關(guān),繼電器,電熨斗,吹風(fēng)機,燈頭,暖風(fēng)機,F(xiàn)級薄膜等。

汽車工業(yè):
適用于排氣再循環(huán)閥及水泵葉輪,及汽化器、排氣裝置、排氣調(diào)節(jié)閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。

機械工業(yè):
用作軸承、泵、閥門、活塞、精密齒輪、以及復(fù)印機、照相機、計算機零部件,導(dǎo)管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。

化工領(lǐng)域:
用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。

工程塑料:
制造汽車零部件、防腐涂層、電器絕緣材料等。

環(huán)保領(lǐng)域:
PPS纖維濾料,應(yīng)用于冶煉、化工、建材、火電、垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐等行業(yè)高溫惡劣的工況條件,是一種優(yōu)質(zhì)高效耐高溫濾料。

餐具領(lǐng)域:
用于制作筷子,勺子,碗盤等餐具。



PEEK的應(yīng)用領(lǐng)域

航空航天領(lǐng)域

可加工成各種高精度的飛機零部件,由于其耐水解、耐腐蝕和阻燃性能好,可加工成飛機的內(nèi)/外部件及火箭發(fā)動機的許多零部件。

汽車制造

聚醚醚酮PEEK一直成功地用于汽車制造業(yè),由于它具有良好耐摩擦性能,可以替代金屬(包括不銹鋼、鈦)制造發(fā)動機內(nèi)罩、汽車軸承、密封件和剎車片等。

工業(yè)領(lǐng)域

由于具有良好機械性能、耐高溫、耐磨耗,并能耐高壓,常用來制造壓縮機閥片、活塞環(huán)、密封件等。

醫(yī)療器械

可在134℃下經(jīng)受3000次循環(huán)高壓滅菌,這一特性能滿足滅菌要求高、需反復(fù)使用的手術(shù)和牙科設(shè)備的制造,加上它的抗蠕變和耐水解性,用它可制造需高溫蒸汽消毒的各種醫(yī)療器械。尤為重要的是PEEK無毒、質(zhì)輕、耐腐蝕,是與人體骨骼最接近的材料,因此可采用PEEK代替金屬制造人體骨骼。

絕緣材料

PEEK因具有優(yōu)良的電氣性能,在高溫、高濕等惡劣條件下,聚醚醚酮的絕緣性能仍能保持,是理想的電絕緣材料,特別是在半導(dǎo)體工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

改性PEEK是一種新型工程塑料,可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料,可與玻璃纖維碳纖維復(fù)合制備增強材料。

改性聚醚醚酮有黑色碳纖增強導(dǎo)電聚醚醚酮、紅色碳纖增強導(dǎo)電聚醚醚酮、有礦物增強聚醚醚酮、有玻纖增強聚醚醚酮及PEEK樹脂。雖然聚醚醚酮具有許多優(yōu)良性能,但是價格昂貴,限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。另外,它的沖擊強度較差,為了進一步提高其性能,以滿足各個領(lǐng)域的綜合性能和多樣化需要,可采用填充、共混、交聯(lián)、接枝等方法對其進行改性,以得到性能更加優(yōu)異的PEEK塑料合金或PEEK復(fù)合材料。

例如:PEEK與聚醚共混可得到更好的力學(xué)性能和阻燃性;PEEK與PTFE共混制成復(fù)合材料,具有突出的耐磨性,可用于制造滑動軸承、動密封環(huán)等零部件;PEEK用碳纖維等填充改性,制成增強的PEEK復(fù)合材料,可大大提高材料的硬度、剛性及尺寸的穩(wěn)定性等。

圖片

PEEK和PPS在機械性能方面各有千秋。PEEK在強度、韌性和最高工作溫度等方面都較PPS更為優(yōu)異,尤其在耐高溫方面,PEEK的耐溫性比PPS高出約50℃,這使得它在需要高強度和耐高溫的應(yīng)用中更具優(yōu)勢。而PPS則以其明顯的成本優(yōu)勢和更好的加工性能,贏得了更廣泛的應(yīng)用范圍。其全球產(chǎn)能和年復(fù)合增長率在熱塑性特種工程塑料中都名列前茅,如今已被稱為繼PA、PC、PBT/PET、POM和PPO之后的第六大工程塑料。


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PEEK的優(yōu)勢

PEEK作為一種特種高分子材料,具有自潤滑、耐高溫、阻燃性好、耐腐蝕、耐水解、耐磨損以及抗疲勞等優(yōu)良的綜合性能。它在航空航天、汽車工業(yè)、電子電器、半導(dǎo)體和醫(yī)療器械等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,可以代替陶瓷、金屬等傳統(tǒng)材料,提高部件的性能和使用可靠性。而PPS則以其優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、機械性能以及優(yōu)良的電性能,在電子電器、汽車、機械化工等領(lǐng)域均有出色的表現(xiàn)。它作為工程塑料中耐熱性**的品種之一,已成功替代了金屬,讓汽車更具有輕量化。

在化學(xué)結(jié)構(gòu)方面,PEEK由醚、酮和烯烴等成分聚合而成,其分子結(jié)構(gòu)賦予了它優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和機械性能。而PPS則是由苯環(huán)和硫原子交替排列而成,具有良好的電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性和高溫穩(wěn)定性。在物理性質(zhì)方面,PEEK的密度略高于PPS,耐熱性也更高;而PPS則具有良好的電絕緣性能和相對較弱的機械性能。因此,在選擇材料時,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的使用工況、性能需求及成本預(yù)算等綜合因素進行考慮。


聚醚醚酮PEEK的合成難度極大,目前全球只有少數(shù)企業(yè)掌握其合成技術(shù)。

目前,全球PEEK產(chǎn)業(yè)是英國威格斯Victrex主導(dǎo),其市占率已經(jīng)超過60%。并且除了儲備最成熟的PEEK樹脂生產(chǎn)能力之外,還具備PEEK復(fù)合材料、PEEK膜材料等材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)能力,是全球僅有的兩家具備規(guī)?;疨EEK膜材料生產(chǎn)能力的企業(yè)(另外一家為日本信越)。