peek材料的优点和缺点
PEEK〔聚醚醚酮〕是一种性能很好工程塑料,因其优秀综合性能于多个行业得到大量用途。以下是基于我搜索到资料对PEEK材料优点、缺点详细分析:
一、PEEK材料优点
1. 优秀机械性能
PEEK具有高强度、高模量、高断裂韧性,使其于高温高压环境下仍能保持稳固物理性能。其拉伸强度、弯曲模量于塑料中表现突出,接近甚至超过金属材料。另外,PEEK抗疲劳性能优秀,适用于要一直承受交变应力场合。
2. 突出耐高温、耐化学性
PEEK一直使用温度可达260℃,短期可承受高达300℃高温。它对强酸、强碱、有机溶剂具有优良抗腐蚀性,甚至于高温蒸汽或高压水中浸泡数千小时仍能保持性能稳固。这种特性使其于航空航天、汽车生产、电气行业具有大量用途。
3. 优良耐磨性、自润滑性
PEEK具有低摩擦系数,适合于要减少磨损、实现无油润滑场合使用。例如,PEEK材料于轴承、滑动部件中表现突出,尤其于碳纤维或石墨改性后,其耐磨性能进一步提升。
4. 生物相容性、医用特性
PEEK材料无毒、无刺激性,且具有优良生物相容性,适用于医疗器械、牙科植入物。它于X射线、CT扫描中不显影,便于患者进行诊断。另外,PEEK密度、弹性模量和人体骨骼相近,使其作为颅颌面修复、骨科植入物很好选择。
5. 轻量化、尺寸稳固性
PEEK密度仅为1.3 g/cm³,比金属材料轻得多,是实现轻量化很好选择。与此同时,PEEK于高温、低温下具有优良尺寸稳固性,不易变形。
6. 电气性能、阻燃性
PEEK于宽温度、频率范围内保持稳固电性能,适用于设备中不导电部件。其阻燃性能优秀,不加任何阻燃剂即可达到UL94 V-0标准。
7. 抗辐射、耐水解性
PEEK具有极强抗高剂量γ射线辐射性能,适用于核工业中耐辐射零件。与此同时,PEEK于高温蒸汽或高压水中浸泡数千小时仍能保持性能稳固。
8. 加工性能好
PEEK可通过注塑、车削、钻孔许多方式加工,且表面光洁度高。另外,3D打印技术发生进一步拓展了其用途范围,特别是于复杂结构生产中。
二、PEEK材料缺点
1. 成本高昂
PEEK生产工艺复杂,生产成本较高,限制了其于价格敏感行业用途。例如,PEEK原材料氟酮价格昂贵,且生产过程能耗大,导致其整体成本远高于普通塑料。
2. 加工难度大
PEEK熔融粘度高,加工温度要求,对设备、技术要求较高。另外,PEEK高结晶率限制了其于3D打印、现场预浸料中用途。于3D打印中,PEEK要极高挤出温度、精确加热床控制,增加了打印难度。
3. 易受紫外线影响
PEEK于一直暴露于紫外线下会有老化,导致材料性能下降,不适合直接暴露于阳光下用途。
4. 尺寸稳固性问题
尽管PEEK整体尺寸稳固性优良,但于某些条件下〔如快速冷却或不均匀加热〕也许发生收缩或变形现象。
5. 美学性能不足
PEEK材料本身呈灰色,缺乏美学吸引力,尤其于要高美观性用途〔如前牙修复〕中,要通过表面处理或和钛氧化物混合来改善。
6. 脆性断裂风险
尽管PEEK具有高强度,但其断裂韧性较低,于高冲击载荷下易发生脆性断裂。因此,PEEK改性研究〔如添加纤维或有机物〕成为增强其韧性关键方向。
三、总结
PEEK材料凭借其优秀综合性能,成为航空航天、汽车生产、电气、医疗、食品加工多个行业很好选择。然而,其高昂成本、加工难度限制了其于部分行业大量用途。未来,随着加工技术进步、成本降低,PEEK有望于更多行业实现突破。