聚醚醚酮(PEEK)

1、 新材料- -聚醚醚酮(PEEK)姓名：王飛學(xué)號(hào)：090906132新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。新材料技術(shù)則是按照人的意志，通過(guò)物理研究、 材料設(shè)計(jì)、材料加工、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等一系列研究過(guò)程，創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù)。建筑與紡織的聯(lián)姻是最近幾年才有的。將纖維放入混凝土中，起到增強(qiáng)建筑強(qiáng)力、抗老化的效果，已經(jīng)取得了成效，在奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)中，這樣的實(shí)例不少。但是，作為建筑行業(yè)使用的防火、阻燃材料紡織品，還沒(méi)有引起足夠的重視。2009年2月9日央視配樓的火災(zāi)，過(guò)去已1年時(shí)間了，但人們?nèi)匀挥洃洩q新。這場(chǎng)大火，給國(guó)家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶

2、來(lái)了嚴(yán)重危害。最近，媒體披露了失火原因系大樓外墻易燃材料擠塑板遇燃放的煙花引燃起火。擠塑板雖然環(huán)保，但是具有易燃性，過(guò)火極快。使用這種易燃材料，一旦遇到火星，造成的損失就不可避免。在建筑工程領(lǐng)域，為了減少由此造成的損失，世界各國(guó)對(duì)阻燃材料的研究格外重視。一些高性能及高阻燃性的聚合物，包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和改性聚苯醚(PPO)等浮出水面。 下面介紹一下聚醚醚酮(PEEK)聚醚醚酮(PEEK)的應(yīng)用領(lǐng)域 聚醚醚酮的長(zhǎng)期使用溫度高達(dá)250，因此曾一度被稱為超耐熱特種工程塑料。除此以外，還兼具強(qiáng)

3、度高、耐腐蝕、抗輻射、電性能優(yōu)異、阻燃、可適合各種加工工藝等優(yōu)異的綜合性能。因此，PEEK在國(guó)防軍工、航空航天、電子信息、能源、汽車、家電、醫(yī)療衛(wèi)生等高新技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。PEEK樹(shù)脂是20世紀(jì)80年代初由英國(guó)ICI公司最先開(kāi)發(fā)成功并商品化的,經(jīng)過(guò)一段開(kāi)發(fā)誘導(dǎo)期，1993年開(kāi)始由Victrex公司獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，之后的產(chǎn)量以每年15%的速度遞增。到20世紀(jì)末，PEEK樹(shù)脂仍由Victrex公司獨(dú)家生產(chǎn)供應(yīng),其生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到每年2000t，主要消費(fèi)市場(chǎng)是:歐洲、美國(guó)各占45%，以日本為主的亞洲占10%。PEEK的主要應(yīng)用領(lǐng)域從應(yīng)用領(lǐng)域的分配來(lái)說(shuō)，汽車等（包括航空）運(yùn)輸業(yè)市場(chǎng)約占PEEK樹(shù)脂消

4、費(fèi)量的40%，半導(dǎo)體制造設(shè)備占25%，壓縮機(jī)閥片等一般機(jī)械零部件制品占25%，醫(yī)療器械和分析儀器等其他市場(chǎng)占10%。1、汽車等運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域近年來(lái)，PEEK樹(shù)脂在歐洲市場(chǎng)的增長(zhǎng)尤以汽車零部件制品市場(chǎng)的增長(zhǎng)最為迅速，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)周圍零部件、變速傳動(dòng)部件、轉(zhuǎn)向零部件等都選用了PEEK塑料代替一些傳統(tǒng)的高價(jià)金屬作為制造材料。今后，隨著汽車行業(yè)適應(yīng)微型化、輕量化以及降低成本的要求，PEEK樹(shù)脂的需求仍將不斷增長(zhǎng)。有資料表明，歐洲某車型有44個(gè)零部件采用了PEEK塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制品。     2、IT制造業(yè)領(lǐng)域半導(dǎo)體制造以及電子電器行業(yè)有望成為PEEK樹(shù)脂應(yīng)用的

5、另一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)。在半導(dǎo)體行業(yè)，為了達(dá)到高功能化、低成本，要求硅片的尺寸更大，制造技術(shù)更先進(jìn)，低粉塵、低氣體放出、低離子溶出、低吸水性是對(duì)半導(dǎo)體制造工藝中各種設(shè)備材質(zhì)的特殊要求，這將是PEEK樹(shù)脂大顯身手的地方。3、辦公用機(jī)械零部件領(lǐng)域?qū)τ趶?fù)印機(jī)的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等，用PEEK樹(shù)脂代替金屬作為它們的材料時(shí)，可以使部件輕量化、耐疲勞，并能夠做到無(wú)油潤(rùn)滑。                   

6、60;  4、電線包覆領(lǐng)域PEEK包覆層有很好的阻燃性，不加任何阻燃劑，其阻燃級(jí)別即可達(dá)UL94 V-0級(jí)。PEEK樹(shù)脂也具有耐剝離性、耐輻照性（109拉德）等優(yōu)點(diǎn)，因此用在軍工以及核能等相關(guān)領(lǐng)域的特種電線已經(jīng)廣泛采用該樹(shù)脂制作包覆物。由于PEEK樹(shù)脂這些獨(dú)特的性質(zhì)，將來(lái)有望取代部分一般用途的氟樹(shù)脂。5、板材、棒材等領(lǐng)域PEEK在一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)量少、品種多的現(xiàn)象，這時(shí)用棒、板等型材進(jìn)行機(jī)械加工制造是十分有利的。 6、纖維領(lǐng)域PEEK纖維（包括單絲）在復(fù)合材料、工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中已被廣泛采用。在復(fù)合材料領(lǐng)域，PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用

7、濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外，其魅力還在于它的耐化學(xué)藥品性和耐磨性。7、醫(yī)療分析器械領(lǐng)域由于PEEK可耐反復(fù)的高壓滅菌，在醫(yī)療器械中可用于制造內(nèi)窺鏡零件、牙科用的去垢器等。另外，由于PEEK的高強(qiáng)度和低溶出性，已用在儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。而且，由于PEEK與人體具有很好的相融性，近年來(lái)作為人工骨材料已經(jīng)成功地替代了傳統(tǒng)的鈦金屬。         我國(guó)PEEK樹(shù)脂的研制和應(yīng)用1、國(guó)內(nèi)PEEK樹(shù)脂研發(fā)的歷程我國(guó)從“七·五”計(jì)劃開(kāi)始，在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃和“863”計(jì)劃中分別設(shè)立專項(xiàng)基金進(jìn)行獨(dú)立自主的

8、研究開(kāi)發(fā)，吉林大學(xué)是承擔(dān)這些研究計(jì)劃的唯一單位，最終在“八·五”期間完成了10t/y的擴(kuò)試。鑒定結(jié)果表明，樹(shù)脂主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的這一產(chǎn)品已取得了幾項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，擁有了獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成了批量生產(chǎn)能力，不僅滿足了發(fā)展我國(guó)國(guó)防軍工的需要，也為民用高技術(shù)的發(fā)展提供了材料來(lái)源。在此基礎(chǔ)上，“九·五”科技攻關(guān)計(jì)劃立項(xiàng)50t/y的中試，完成后又被國(guó)家發(fā)改委在“十·五”期間列為建設(shè)500t/y規(guī)模產(chǎn)業(yè)化示范工程，并于2003年底建成投產(chǎn)，從而使我國(guó)成為目前繼英國(guó)Victrex公司之后第二個(gè)能自主生產(chǎn)這種高性能塑料的國(guó)家，打破了Victre

9、x公司長(zhǎng)達(dá)20多年的獨(dú)家壟斷地位。另外，由于此項(xiàng)技術(shù)不僅擁有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且實(shí)現(xiàn)了全部生產(chǎn)設(shè)備和原料的國(guó)產(chǎn)化，因此生產(chǎn)成本低，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2、國(guó)內(nèi)PEEK制品開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀與樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展相比，國(guó)內(nèi)PEEK樹(shù)脂的制品開(kāi)發(fā)則十分滯后，到目前為止，基本還是停留在某些進(jìn)口PEEK產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化階段。下面是幾個(gè)成功的應(yīng)用案例。（1）氣體壓縮機(jī)閥片。這是民用制品中在國(guó)內(nèi)應(yīng)用開(kāi)發(fā)得最早也是最成功的一個(gè)產(chǎn)品。國(guó)際上自20世紀(jì)90年代，氣體壓縮機(jī)的閥片就已完成了由傳統(tǒng)金屬向PEEK材質(zhì)的更新?lián)Q代。由于其優(yōu)點(diǎn)是低噪音、長(zhǎng)壽命以及無(wú)油潤(rùn)滑，所以石油化工行業(yè)應(yīng)用的進(jìn)口壓縮機(jī)設(shè)備都采用PEEK閥片

10、。由于其使用壽命為8000h，使其成為必須進(jìn)口的零部件，且其售價(jià)高達(dá)1012元/g。為此，溫州市中大冶化機(jī)械有限公司最先采用國(guó)產(chǎn)PEEK試制成功PEEK閥片，經(jīng)運(yùn)行考核，其質(zhì)量、壽命均達(dá)到國(guó)外進(jìn)口水平，并于2000年通過(guò)了中國(guó)石化裝備公司主持的鑒定并通過(guò)了驗(yàn)收，其售價(jià)僅為45元/g。目前，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品幾乎全部代替了進(jìn)口壓縮機(jī)閥片。據(jù)中國(guó)石化提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，如國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)10%的更新?lián)Q代，全國(guó)用量將達(dá)上百噸。               

11、0;  （2）磁力泵用各種零部件?；どa(chǎn)中，輸送酸、堿用的磁力泵多采用防腐性能較好的鈦金屬材料，但鈦金屬仍會(huì)受到鹽酸的腐蝕。蘇州恒達(dá)防腐設(shè)備有限公司從20世紀(jì)末就開(kāi)始采用PEEK樹(shù)脂代替鈦金屬試制關(guān)鍵部件隔離套，之后拓展到齒輪、螺絲、螺母、軸、軸套等多種零部件，目前每臺(tái)泵采用PEEK材質(zhì)的零部件達(dá)20余件。（3）深井采油機(jī)械零部件。吉林大學(xué)與大慶油田電泵公司研究所合作試制成功隔磁段并已投入批量生產(chǎn)。 未來(lái)的展望PEEK樹(shù)脂今后的課題有兩個(gè)方面，一是開(kāi)發(fā)更高性能的新牌號(hào)，二是降低標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)樹(shù)脂的成本。在提高性能方面，主要是通過(guò)復(fù)合化技術(shù)迅速開(kāi)發(fā)出適應(yīng)用戶需要的高性能新牌號(hào)樹(shù)脂，而成本的降低則要依靠需求增加帶來(lái)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)際市場(chǎng)的高價(jià)位又限制了PEEK樹(shù)脂應(yīng)用范圍的拓展，這是一個(gè)互相制約的結(jié)，也是一個(gè)供應(yīng)與需求博弈的過(guò)程。綜上所述，PEEK是一種高性能、高附加價(jià)值的特種工程塑料。國(guó)際上20多年的應(yīng)用實(shí)踐表明，這是一種大有發(fā)展?jié)摿Φ臉?shù)脂品種。在PEEK樹(shù)脂的制備方面，我國(guó)已經(jīng)走出了一條獨(dú)立自主的工業(yè)化道路，而且取得了低成本帶來(lái)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，這已成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的事實(shí)。但是與樹(shù)脂的合成相比，國(guó)