La poliéter éter cetona (PEEK) fue desarrollada por primera vez por Imperial Chemical (ICI) en 1977 y vendida oficialmente como VICTREX®PEEK en 1982. En 1993, VICTREX adquirió la planta de producción de ICI y se convirtió en una empresa independiente. Weigas cuenta con la gama más amplia de productos de poli (éter cetona) del mercado, con una capacidad actual de 4.250 T/año. Además, a principios de 2015 se inaugurará la tercera planta de poli (éter cetona) VICTREX® con una capacidad anual de 2900 T/a, con una capacidad de más de 7000 T/a.
Ⅰ. Introducción al rendimiento
PEEK como el producto más importante de poli (aril éter cetona), su estructura molecular especial le da al polímero resistencia a altas temperaturas, buen rendimiento mecánico, autolubricación, fácil procesamiento, resistencia a la corrosión química, retardante de llama, resistencia al pelado, resistencia a la radiación, estabilidad del aislamiento. La resistencia a la hidrólisis y el fácil procesamiento, como el excelente rendimiento, ahora son reconocidos como los mejores plásticos de ingeniería termoplásticos.
1 resistencia a altas temperaturas
Los polímeros y mezclas VICTREX PEEK suelen tener una temperatura de transición vítrea de 143 °C, un punto de fusión de 343 °C, una temperatura de desnaturalización térmica de hasta 335 °C (ISO75Af, relleno de fibra de carbono) y una temperatura de servicio continuo de 260 °C. C (UL746B, sin relleno).
2. Resistencia al desgaste
Los materiales poliméricos VICTREX PEEK brindan excelente resistencia a la fricción y al desgaste, especialmente en los grados de fricción modificados resistentes al desgaste, en una amplia gama de presiones, velocidades, temperaturas y rugosidad de la superficie de contacto.
3. Resistencia química
VICTREX PEEK es similar al acero al níquel y proporciona una excelente resistencia a la corrosión en la mayoría de los entornos químicos, incluso a altas temperaturas.
4. Fuego ligero y no tóxico.
El material polimérico VICTREX PEEK es muy estable, muestra de 1,5 mm, grado ul94-V0 sin retardante de llama. La composición y la pureza inherente de este material le permiten producir muy poco humo y gas en caso de incendio.
5. Resistencia a la hidrólisis
Los polímeros y mezclas VICTREX PEEK son resistentes al ataque químico del agua o vapor a alta presión. Las piezas fabricadas con este material pueden mantener altos niveles de propiedades mecánicas cuando se usan continuamente en agua a altas temperaturas y presiones.
6. Excelentes propiedades eléctricas
VICTREX PEEK proporciona un excelente rendimiento eléctrico en una amplia gama de frecuencias y temperaturas.
Además, el material polimérico VICTREX PEEK también tiene alta pureza, protección ambiental, fácil procesamiento y otras características.
Ⅱ. Investigación sobre el estado de la producción.
Desde el exitoso desarrollo del PEEK, con su excelente rendimiento, ha sido ampliamente favorecido por la gente y rápidamente se ha convertido en un nuevo foco de investigación. Una serie de modificaciones y mejoras químicas y físicas del PEEK han ampliado aún más el campo de aplicación del PEEK.
1. Modificación química
La modificación química consiste en cambiar la estructura molecular y la regularidad del polímero mediante la introducción de grupos funcionales especiales o moléculas pequeñas, tales como: cambiar la proporción de grupos éter cetona en la cadena principal o introducir otros grupos, ramificación, reticulación, grupos de cadena lateral, copolimerización en bloque. y copolimerización aleatoria en la cadena principal para cambiar sus propiedades térmicas.
VICTREX®HT™ y VICTREX®ST™ son PEK y PEKEKK, respectivamente. La relación E/K de VICTREX®HT™ y VICTREX®ST™ se utiliza para mejorar la resistencia del polímero a altas temperaturas.
2. Modificación física
En comparación con la modificación química, la modificación física se utiliza más ampliamente en la práctica, incluida la mejora del relleno, la modificación de la mezcla y la modificación de la superficie.
1) Mejora del relleno
El refuerzo de relleno más común es el refuerzo de fibra, que incluye fibra de vidrio, refuerzo de fibra de carbono y refuerzo de fibra Arlene. Los resultados experimentales muestran que la fibra de vidrio, la fibra de carbono y la fibra de aramida tienen una buena afinidad con el PEEK, por lo que a menudo se seleccionan como relleno para mejorar el PEEK, fabricar materiales compuestos de alto rendimiento y mejorar la resistencia y la temperatura de servicio de la resina PEEK. Hmf-grades es un nuevo compuesto relleno de fibra de carbono de VICTREX que ofrece una resistencia a la fatiga superior, maquinabilidad y excelentes propiedades mecánicas en comparación con la actual serie VICTREX PEEK relleno de fibra de carbono de alta resistencia.
Para reducir la fricción y el desgaste, a menudo se añaden PTFE, grafito y otras partículas pequeñas para mejorar el refuerzo. VICTREX modifica y refuerza especialmente los grados de desgaste para su uso en entornos de alto desgaste, como los rodamientos.
2) Modificación de la mezcla
PEEK se mezcla con materiales poliméricos orgánicos con alta temperatura de transición vítrea, lo que no solo puede mejorar las propiedades térmicas de los compuestos y reducir el costo de producción, sino que también tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas.
VICTREX®MAX-Series™ es una mezcla de material polimérico VICTREX PEEK y auténtica resina de poliimida termoplástica (TPI) EXTEM®UH basada en SABIC Innovative Plastics. Los materiales poliméricos MAX Series™ de alto rendimiento con excelente resistencia al calor están diseñados para satisfacer la creciente demanda de materiales poliméricos PEEK más resistentes a altas temperaturas.
La serie VICTREX® T es una mezcla patentada basada en material polimérico VICTREX PEEK y polibencimidazol (PBI) Celazole®. Se puede fusionar y puede cumplir con las excelentes propiedades de resistencia, resistencia al desgaste, dureza, fluencia y térmicas requeridas en las condiciones de alta temperatura más exigentes.
3) Modificación de superficie
La investigación de VICTREX, realizada en colaboración con Wacker, un productor líder de silicona líquida, demostró que el polímero VICTREX PEEK combina las fortalezas de la silicona rígida y flexible con las propiedades adhesivas de otros plásticos de ingeniería. El componente PEEK como inserto, recubierto con caucho de silicona líquida o la tecnología de moldeo por inyección de doble componente, puede obtener una excelente adhesión. La temperatura del molde de inyección VICTREX PEEK es de 180 °C. Su calor latente permite un curado rápido del caucho de silicona, reduciendo así el ciclo general de inyección. Ésta es la ventaja de la tecnología de moldeo por inyección de dos componentes.
3. El otro
1) Recubrimientos VICOTE™
VICTREX ha introducido un recubrimiento basado en PEEK, VICOTE™, para abordar las brechas de rendimiento en muchas de las tecnologías de recubrimiento actuales. Los recubrimientos VICOTE™ ofrecen alta temperatura, resistencia al desgaste, solidez, durabilidad y resistencia a los rayones, así como una amplia gama de beneficios de alto rendimiento para aplicaciones que están expuestas a condiciones extremas como altas temperaturas, corrosión química y desgaste, ya sea en el sector industrial, automotriz, procesamiento de alimentos, semiconductores, electrónica o piezas farmacéuticas. Los recubrimientos VICOTE™ brindan una vida útil prolongada, un rendimiento y una funcionalidad mejorados, un costo general reducido del sistema y una mayor libertad de diseño para lograr la diferenciación del producto.
2) Películas APTIV™
Las películas APTIV™ ofrecen una combinación única de propiedades y características inherentes a los polímeros VICTREX PEEK, lo que las convierte en uno de los productos de películas de alto rendimiento más versátiles disponibles. Las nuevas películas APTIV son versátiles y adecuadas para una variedad de aplicaciones, incluidas películas vibratorias para parlantes de teléfonos móviles y parlantes de consumo, aislamiento de cables y cubiertas de bobinado, convertidores de presión y diafragmas de sensores, superficies resistentes al desgaste para productos industriales y electrónicos, sustratos eléctricos. y fieltro aislante para aviación.
Ⅲ, campo de aplicación
PEEK se ha utilizado ampliamente en los campos aeroespacial, automotriz, electrónico, energético, industrial, de semiconductores y médico desde su lanzamiento.
1. Aeroespacial
El sector aeroespacial es el primer campo de aplicación de PEEK. La particularidad de la industria aeroespacial requiere un procesamiento flexible, un bajo costo de procesamiento y materiales livianos que puedan soportar ambientes hostiles. PEEK podría reemplazar al aluminio y otros metales en piezas de aviones porque es excepcionalmente fuerte, químicamente inerte y retardante de llama, y puede moldearse fácilmente en piezas con tolerancias muy pequeñas.
En el interior de la aeronave, ha habido casos exitosos de abrazaderas de mazos de cables y abrazaderas de tuberías, palas de impulsor, manijas de puertas de la sala de máquinas, películas aislantes, sujetadores compuestos, correas de alambre de amarre, mazos de cables, manguitos corrugados, etc. Radomo externo, cubo del tren de aterrizaje cubierta, tapa de registro, soporte de carenado, etc.
La resina PEEK también se puede utilizar para fabricar baterías para cohetes, pernos, tuercas y piezas para motores de cohetes.
2. Colchón inteligente
En la actualidad, la industria automotriz requiere cada vez más el doble desempeño del peso del vehículo, la minimización de costos y la maximización del rendimiento del producto, especialmente la búsqueda de la comodidad y estabilidad del vehículo por parte de las personas, el peso del correspondiente equipo de aire acondicionado, elevalunas eléctricos, bolsas de aire y sistema de frenos ABS también es creciente. Las ventajas de la resina PEEK, como buen rendimiento termodinámico, resistencia a la fricción, baja densidad y fácil procesamiento, se utilizan para fabricar autopartes. Si bien el costo de procesamiento se reduce considerablemente, no solo se puede reducir el peso hasta en un 90%, sino que también se puede garantizar la vida útil durante mucho tiempo. Por lo tanto, PEEK, como sustituto del acero inoxidable y el titanio, se utiliza para fabricar el material de la cubierta interior del motor. También son muchas las aplicaciones de fabricación de cojinetes, juntas, sellos, anillos de embrague y otros componentes para automóviles, además de las aplicaciones de sistemas de transmisión, frenos y aire acondicionado.
3. Electrónica
VICTREX PEEK tiene las características de resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, baja volatilidad, baja extracción, baja absorción de humedad, protección ambiental y retardante de llama, estabilidad de tamaño, procesamiento flexible, etc. Es ampliamente utilizado en computadoras, teléfonos móviles, placas de circuitos, impresoras, diodos emisores de luz, baterías, interruptores, conectores, unidades de disco duro y otros dispositivos electrónicos.
4. La industria energética
La elección de los materiales adecuados a menudo se considera uno de los factores clave para un desarrollo exitoso en la industria energética y, en los últimos años, VICTREX PEEK se ha vuelto cada vez más popular en la industria energética para mejorar el rendimiento operativo y reducir el riesgo de tiempo de inactividad asociado con fallas de componentes.
VICTREX PEEK es cada vez más utilizado por la industria energética por su alta resistencia al calor, resistencia a la radiación, resistencia a la hidrólisis, autolubricación, resistencia a la corrosión química y excelente rendimiento eléctrico, como tuberías, alambres y cables, conectores eléctricos y sensores de fondo de pozo submarinos integrados. , rodamientos, casquillos, engranajes, anillos de soporte y otros productos. En petróleo y gas se utilizan la energía hidroeléctrica, geotérmica, eólica, nuclear y solar.
Las películas APTIV™ y los recubrimientos VICOTE™ también se utilizan ampliamente en la industria.
5. Otros
En la industria mecánica, la resina PEEK se usa comúnmente para fabricar válvulas de compresores, anillos de pistón, sellos y diversos cuerpos de bombas y piezas de válvulas para productos químicos. El uso de esta resina en lugar de acero inoxidable para fabricar el impulsor de la bomba de vórtice puede obviamente reducir el grado de desgaste y el nivel de ruido, y prolongar su vida útil. Además, los conectores modernos son otro mercado potencial porque PEEK cumple con las especificaciones de los materiales de ensamblaje de tuberías y se puede unir a altas temperaturas utilizando una variedad de adhesivos.
La industria de los semiconductores se está desarrollando hacia obleas más grandes, chips más pequeños, líneas y tamaños de ancho de línea más estrechos, etc. El material polimérico VI CTREx PEEK tiene ventajas obvias en la fabricación de obleas, el procesamiento frontal, el procesamiento e inspección y el procesamiento final.
En la industria médica, la resina PEEK puede soportar hasta 3000 ciclos de esterilización en autoclave a 134 °C, lo que la hace adecuada para la fabricación de equipos quirúrgicos y dentales con altos requisitos de esterilización que requieren un uso repetido. La resina PEEK puede mostrar alta resistencia mecánica, buena resistencia al estrés y estabilidad a la hidrólisis en agua caliente, vapor, solventes y reactivos químicos, etc. Puede usarse para fabricar una variedad de dispositivos médicos que requieren desinfección con vapor a alta temperatura. PEEK no sólo tiene las ventajas de ser liviano, no tóxico y resistente a la corrosión, sino que también es el material más cercano al esqueleto humano, que puede combinarse orgánicamente con el cuerpo. Por lo tanto, utilizar resina PEK para fabricar esqueleto humano en lugar de metal es otra aplicación importante de PEEK en el campo médico.
Ⅳ, perspectivas
Junto con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las personas tendrán cada vez más exigencias de materiales, especialmente en la actual escasez de energía, los autores de pérdida de peso es que toda empresa debe considerar la cuestión, con plástico en lugar de acero es la tendencia inevitable. Debido al desarrollo de materiales para plásticos de ingeniería especiales PEEK, la demanda "universal" será cada vez mayor y también el campo de aplicación será cada vez más amplio.
Hora de publicación: 02-06-22