特种高分子材料聚醚醚酮

聚醚醚酮（英文poly-ether-ether-ketone，简称PEEK）是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类半结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。目前国内PEEK板棒生产已比较成熟，主要产地有浙江宁波，江苏苏州等。英国Victrex公司和美国Amoco公司都有PEEK产品，还有德国Evonik公司的VESTAKEEP粉末产品。

物理化学特性：

PEEK塑胶原料具有优越的尺寸稳定特性，这对某些应用来说有的很重要。温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大，可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求。

1 PEEK塑胶原料注塑成型收缩率小，这对控制PEEK注塑零件的尺寸公差范围非常有好处，使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多；

2 热膨胀系数小，随着温度的变化（可由环境温度的变化或运转过程中摩擦生热引起），PEEK零件的尺寸变化很小；

3 尺寸稳定性好，塑料的尺寸稳定性是指工程塑料制品在使用或存放过程中尺寸稳定的性能，这种尺寸的变化主要是因为聚合物分子的活化能提高后，使链段有某种程度的卷曲导致的；

4 PEEK耐热水解特性突出，在高温高湿环境下吸水性很低，不会出现类似尼龙等通用塑料因吸水而使尺寸发生明显变化的情况。

5 耐剥离性：PEEK的耐剥离性很好，因此可制成包覆很薄的 或电磁线，并可在苛刻条件下使用。

6 耐疲劳性：PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。

7 耐辐照性：耐高辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能 。

8 机械特性：聚醚醚酮PEEK具有刚性和柔性，特别是对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美。

9 自润滑性：聚醚醚酮PEEK具有优良的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合，特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的滑动牌号的PEEK耐磨性非常优越。

10 耐腐蚀性：浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂和强酸、强碱，而且耐水解，具有很高的化学稳定性。

11 阻燃性：聚醚醚酮PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。

12 易加工性：由于PEEK具有高温流动性好，而热分解温度又很高的特点，可采用多种加工方式：注射成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。

密度1.265(非晶型)～

1.320(结晶型)g/cm3

冲击强度(缺口) 60～80J/m

断裂伸长率 ≥150%

吸水性 ≤0.1%

体积电阻率 1016Ω·cm

弯曲强度 ≥140MPa

介电常数 3.2～3.3

拉伸强度 ≥93MPa

阻燃性(UL94) V-0。

应用：

由于聚醚醚酮PEEK具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料。该塑料的耐高温、自润滑、耐磨损和抗疲劳等特性，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，它主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗器械等领域。

(1)航空航天领域：聚醚醚酮PEEK可加工成各种高精度的飞机零部件，由于其耐水解、耐腐蚀和阻燃性能好，可加工成飞机的内/外部件及火箭发动机的许多零部件。

(2)汽车制造：聚醚醚酮PEEK一直成功地用于汽车制造业，由于它具有良好耐摩擦性能，可以替代金属(包括不锈钢、钛)制造发动机内罩、汽车轴承、密封件和刹车片等。

(3)工业领域：聚醚醚酮PEEK由于具有良好机械性能、耐高温、耐磨耗，并能耐高压，常用来制造压缩机阀片、活塞环、密封件等。

(4)医疗器械：聚醚醚酮PEEK可在134℃下经受3000次循环高压灭菌，这一特性能满足灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备的制造，加上它的抗蠕变和耐水解性，用它可制造需高温蒸汽消毒的各种医疗器械。尤为重要的是PEEK无毒、质轻、耐腐蚀，是与人体骨骼最接近的材料，因此可采用PEEK代替金属制造人体骨骼。

(5)绝缘材料：PEEK因具有优良的电气性能，在高温、高湿等恶劣条件下，聚醚醚酮的绝缘性能仍能保持，是理想的电绝缘材料，特别是在半导体工业中得到广泛应用。

（6）是一种新型工程塑料，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。

虽然聚醚醚酮具有许多优良性能，但是价格昂贵，限制了其在一些领域的应用。另外，它的冲击强度较差，为了进一步提高其性能，以满足各个领域的综合性能和多样化需要，可采用填充、共混、交联、接枝等方法对其进行改性，以得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料。例如：PEEK与聚醚共混可得到更好的力学性能和阻燃性；PEEK与PTFE共混制成复合材料，具有突出的耐磨性，可用于制造滑动轴承、动密封环等零部件；PEEK用碳纤维等填充改性，制成增强的PEEK复合材料，可大大提高材料的硬度、刚性及尺寸的稳定性等。

PEEK耐高温热性能十分突出，可在250℃下长期使用，瞬间使用温度可达300℃；其刚性大，尺寸稳定性，线胀系数较小，接近于金属铝材科；PEEK化学稳定性好，对酸、碱及几乎所有的有机溶剂都有很强的抗腐蚀能力，同时具有阻燃、抗辐射等性能；PEEK耐滑动磨损和微动磨损的性能优异，尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因数；此外，PEEK易于挤出和注射成型。凭借这些优异的综合性能，PEEK主要应用在汽车和航空发动机箱、头灯反射器、热交换制件，阀门衬套以及深海油田制件，机械、石油、化工、核电、轨道交通、电子和医学等领域有广泛的应用。