工程塑料PEEK加工

　　可使用傳統(tǒng)熱塑性塑料加工設(shè)備，對(duì)聚醚醚酮進(jìn)行加工。未填充和填充牌號(hào)通常以粒料、粉料、或超細(xì)粉料形式供應(yīng)。粒料通常推薦采用注塑、擠出、單絲和包線等加工方式。粉料適用于壓塑成型，而超細(xì)粉料通常用于涂裝、復(fù)合材料預(yù)浸料和模壓成型。

　　PEEK注塑的一般工藝如下：

　　1. 干燥：顆粒聚合物一般會(huì)吸收0.5%w/w大氣水分，為了獲得最佳效果，應(yīng)進(jìn)行干燥，直到水分小于0.02%w/w?？蓪⒉牧现糜诳諝庋h(huán)爐中，至少在150℃干燥3小時(shí)，或在160℃干燥2小時(shí)。如放在干燥箱中干燥，則原料在托盤中的厚度不能超過25mm。并防止污染。

　　2. 回收利用：可以將余料加以回收并注入純凈材料中。建議不含填充物的回收材料不能超過總重量的30%,含填充的回收混合物則不超過總重量的10%。

　　3. 熱穩(wěn)定性：如果在熔融過程中設(shè)備停機(jī)，而聚合物停留時(shí)間不超過1小時(shí)，則在360℃的溫度下材料無明顯的退化現(xiàn)象。但如停機(jī)時(shí)間超過了1小時(shí)，則應(yīng)把料筒溫度降到340℃，在此溫度下，材料可以連續(xù)數(shù)小時(shí)保持穩(wěn)定，在繼續(xù)加工時(shí)須提高料筒溫度，如停機(jī)時(shí)間超過3小時(shí)，則應(yīng)該清洗料筒?？梢杂靡恍┰?80℃溫度下能保持性能穩(wěn)定的材料，如聚醚砜或聚醚酰亞胺，也可以用低MFI的聚乙烯進(jìn)行清潔。

　　4. 注射機(jī)臺(tái)：聚合物的熔點(diǎn)是343℃, 對(duì)于可以保持熔體溫度在360-400℃的傳統(tǒng)機(jī)臺(tái)都可以適用。

　　5. 料筒容量：由于PEEK聚合物的加工溫度很高，材料的停留時(shí)間必須盡可能短。理想的料筒容量在總射出重量的2-5倍。

　　6. 噴嘴與閉鎖系統(tǒng)：聚合物的熔點(diǎn)很高，如果溫度降到343℃以下，熔融物將很快固化。因此需要將足夠大的加熱器安裝在噴嘴處，以防止降溫很產(chǎn)生“注塑冷料”。

　　7. 螺桿：建議螺桿的長(zhǎng)徑比L/D的最小值為16:1,但應(yīng)優(yōu)先選用18:1和24:1之間的L/D比值。

　　8. 料筒溫度：未增強(qiáng)級(jí)別為360-380℃，增強(qiáng)級(jí)為380-400℃。

　　9. 模具溫度：模具的表面溫度為175-205℃。

　　10. 注射壓力：一般的注射壓力70-140MPa。

　　11. 注射速度：中等到高速。

　　12. 背壓：建議背壓設(shè)定為0-1.0MPa(0-10 kgf/cm2)。

　　13. 螺桿轉(zhuǎn)速：一般螺桿轉(zhuǎn)速為50-100rpm，對(duì)于強(qiáng)化等級(jí)，建議使用較低的螺桿轉(zhuǎn)速。

　　14. 成型收縮率：不同等級(jí)的聚合物有不同的收縮率，未填充級(jí)別約為：1.2-2.4%，填充級(jí)別為：0.1-1.1%。

　　15. 二次加工：可進(jìn)行粘合、攻絲，壓入，金屬嵌件，切削加工和表面金屬化等二次加工。

　　PEEK產(chǎn)業(yè)鏈

　　PEEK的應(yīng)用

　　由于聚醚醚酮具有優(yōu)良的綜合性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料。該塑料的耐高溫、自潤(rùn)滑、耐磨損和抗疲勞等特性，使之成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一，它主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

　　(1)航空航天領(lǐng)域。聚醚醚酮可加工成各種高精度的飛機(jī)零部件，由于其耐水解、耐腐蝕和阻燃性能好，可加工成飛機(jī)的內(nèi)/外部件及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的許多零部件。

　　德國(guó) AOA Apparatebau Gauting GmbH 公司自行設(shè)計(jì)了一系列擠壓和注射成型的PEEK空中巴士部件。除了完全符合嚴(yán)格的飛機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)外，這些內(nèi)部組件與以前使用的鋁零件相比重量降低約50%，零件成本節(jié)省至75%。

　　(2)汽車制造。國(guó)際市場(chǎng)上PEEK 樹脂產(chǎn)量的40%用 于汽車工業(yè)，利用PEEK良好耐摩擦性能和機(jī)械性能，替代金屬作為制造發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)罩的材料、汽車軸承、墊片、密封件、離合器齒環(huán)等各種零部件，在汽車的傳動(dòng)、剎車和空調(diào)系統(tǒng)中也用廣泛應(yīng)用。尤其是作為不銹鋼和鈦的替代品，PEEK樹脂是一種非常好的選擇。

　　(3)工業(yè)領(lǐng)域。聚醚醚酮具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、高剛性、優(yōu)異的摩擦性能、加工過程沒有廢氣產(chǎn)生、易于加工并能耐高壓，常用來制造壓縮機(jī)閥片、活塞環(huán)、密封件等。

　　(4)醫(yī)療器械。聚醚醚酮可在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、需反覆使用的手術(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。

　　(5)電子電器領(lǐng)域。電子領(lǐng)域是聚醚醚酮樹脂的第二大應(yīng)用領(lǐng)域，用量約為25%。聚醚醚酮具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、高純度高機(jī)械性能、加工過程無廢氣產(chǎn)生，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。特別是在超純水的輸送方面，應(yīng)用聚醚醚酮樹脂制作的管道、閥門、泵，才能使超純水不致受到污染，國(guó)外已廣為采用。

　　PEEK不僅電絕緣性能優(yōu)異，且加工和化學(xué)性能超群，用其制作的零部件可經(jīng)受熱焊處理的高溫環(huán)境，可以采用多種方式進(jìn)行二次加工。因此PEEK樹脂可用于晶片承載片絕緣膜、連接器、印刷電路板、高溫接插件等，PEEK在電子行業(yè)中還用于μg/L 級(jí)超純水的輸送、貯存設(shè)備，如管道、閥門、泵和容器等。目前國(guó)外許多超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)已使用PEEK樹脂。

　　(6)能源領(lǐng)域。我們面臨最嚴(yán)峻的石油和天然氣挑戰(zhàn)。

　　在更極端的環(huán)境中運(yùn)行需要技術(shù)創(chuàng)新。抵御更高的溫度和壓力的侵略性化學(xué)物質(zhì)釋放了新的和非常規(guī)的資源。

　　隨著生產(chǎn)和勘探成本的增加，效率最大化至關(guān)重要。服務(wù)公司正在推動(dòng)高質(zhì)量、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和健壯的工具。

　　國(guó)際社會(huì)需要安全可靠的石油和天然氣作業(yè)。環(huán)境和政府壓力越來越大，要求增加能源管制。

　　在這種熱和高腐蝕性條件，PEEK是很好的解決方案。在-196℃(-321F)至260℃(500F)的溫度范圍內(nèi)，具有承受207 MPa(30，000 psi)壓力的能力?？沙惺軜O端壓力和磨損。在220℃(428F)和4.5 MPa(650 Psi)下，在海水中保持100%的抗拉強(qiáng)度不變，在芳香烴流體中保持100%的抗拉強(qiáng)度不變，100%H2S氣體中可以保持超過75%的拉伸強(qiáng)度。

　　(7) 電子煙

　　傳統(tǒng)香煙對(duì)人體最大的危害不在于尼古丁，而在于焦油——一種石油的工業(yè)副產(chǎn)品，被認(rèn)為是肺癌的主要成因。

　　而電子煙油的成分，除了尼古丁(也有不含尼古丁的煙油)和水外，主要是食用甘油。更重要的是，電子煙油并不燃燒，因此大大減少了二手煙的影響。

　　據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年全球電子煙市場(chǎng)規(guī)模約為4.16億美元，至2016年市場(chǎng)容量擴(kuò)大至71億美元。六年時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)容量擴(kuò)張了17倍，年復(fù)合增速高達(dá)60.5%。電子煙的高速增長(zhǎng)勢(shì)必導(dǎo)致對(duì)傳統(tǒng)煙草的替代。電子煙對(duì)塑膠料的要求：

　　耐高溫(200℃-300℃)(煙嘴位置可以選擇一般耐熱材料，如POM/PC等等)

　　良好散熱性(盡量避免產(chǎn)生熱量堆積，是行業(yè)當(dāng)前需解決的難點(diǎn)之一)

　　環(huán)保無毒(在高溫霧化過程沒有有害物質(zhì)排放，通過FDA認(rèn)證)

　　無異味(受熱過程不產(chǎn)生異味破壞煙霧口感)

　　強(qiáng)度足夠滿足日常使用，中輕度磕碰或跌落后能繼續(xù)使用

　　PEEK耐高溫、耐油耐腐蝕性好，其應(yīng)用于電子煙主要是加熱器、煙油霧化倉(cāng)部分。目前來說，國(guó)內(nèi)電子煙基本上是燒煙油的，用量較少。日本IQOS低溫干燒煙絲的外殼、加熱圈用得多，GLO也用到PEEK料。高端的霧化器油倉(cāng)基本上都會(huì)使用PEEK。

　　PEEK的市場(chǎng)

　　PEEK的市場(chǎng)拓展速度一直保持15%以上。其中歐洲占48%，美國(guó)占41%，亞太地區(qū)約占6%，其他地區(qū)約占5%。由于其售價(jià)與其它品種相比過高，導(dǎo)致銷量在特種工程塑料中是最少的。自PEEK樹脂業(yè)務(wù)由英國(guó)-威格斯 VICTREX 接手以來，長(zhǎng)期處于被壟斷地位，由于價(jià)格昂貴，至今大多仍由其獨(dú)家生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，英國(guó)-Victrex公司是迄今最大的PEEK生產(chǎn)商，其市場(chǎng)銷量連續(xù)以每年20%的速度增長(zhǎng)。

　　目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的廠家生產(chǎn)規(guī)模較小，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性不夠，不過隨著產(chǎn)品開發(fā)逐漸成熟，價(jià)格逐步降低，相信PEEK的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。中國(guó)目前處在飛速發(fā)展的時(shí)代，預(yù)計(jì)今后的PEEK消費(fèi)量會(huì)逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移，因此PEEK在中國(guó)將會(huì)有一個(gè)很大的市場(chǎng)發(fā)展前景。