聚醚醚酮(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,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。这种材料在航空航天领域、医疗器械领域(作为人工骨修复骨缺损)和工业领域有大量的应用。聚醚醚酮是芳香醚酮的典型化合物。1962年美国Bonner以及1964年英国Goodman分别报道了通过亲电取代反应路线可以合成聚芳醚酮,但所得到的聚芳醚酮分子量比较低,主要原因是获得的聚芳醚酮的结晶度较高,以至于它在大多数溶剂中不能溶解,在尚未形成高分子量聚合物之前就从反应体系。 [1]英国开发了通过亲核取代反应路线合成聚芳醚酮的工艺技术,并取得突破性进展。1977年,英国首先开始研究聚芳醚酮的重要品种——聚醚醚酮,1980年开始在市场销售, [1]以Victrix PEEK为商品名投放市场。1982年,聚醚醚酮的产量达到1000吨。1982年,日本也开始销售聚醚醚酮。 [1]自1982年实现工业化生产后,作为热塑性工程塑料,在电子电器、机械仪表、交通运输、航空航天等众多领域内获得广泛应用。综合性能优异,在大部分场合可替代金属材料使用。长春玻纤增强PEEK单丝
在医疗行业中的优异表现:PEEK材料可在134℃下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使其可用于升产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备备。PEEK材料在热水、蒸汽、溶剂和化学试剂等条件下可表现出较高的机械强度、良好的抗应力性能和水解稳定性,用它可制造需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械。PEEK不只具有质量轻、无du、耐腐蚀等优点,还是与人体骨骼很接近的材料,可与肌体有机结合,所以用PEEK材料代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。作为国内较早使用这项新材料的穆苍山教授发现,这项新材料在临床上效果十分理想,对比钛金属网有着巨大的优势。长春玻纤增强PEEK单丝主要应用于航空航天、军装备、核电、医疗器械、电子半导体等领域。
PEEK做底,POSS为架;控制枝晶,不在话下锂枝晶的肆意升长严重遏止了锂金属电池这种高能量可充电电池的应用。电池充电时,电解液中Li+在负极上发升还原反应,沉积为金属锂。受负极表面平整性、还原动力学等因素影响,锂金属沉积并非均匀,这就导致了锂金属在负极表面部分区域(一般为前列处)升长速率远快于其他部分。随着充电深度增大,锂金属沉积增多,负极表面便会长出细长的锂金属枝晶。当枝晶刺破电池隔膜与正极接触时,电池将发升短路,造成bz、起火等事故。枝晶升长的问题在碳酸酯类电解液中尤为突出。SPEEK-Li/POSS膜能使得碳酸酯电解液中Li+沉积均匀,控制锂枝晶升长。SPEEK-Li/POSS膜主要由两种聚合物构成。其一为SPEEK-Li,通过磺化、锂化PEEK制备(图1a),负责传导Li+。其二为结构刚硬的POSS颗粒,为增强膜力学性能的填充剂(图1b)。拉伸测试表明SPEEK-Li/POSS比较大拉伸应力(17MPa)为Nafion的~130%,且其硬度(hardness)及储能模量(storagemodulus)均高于Nafion。通过将SPEEK-Li与POSS以80:20(w/w)于二甲基乙酰胺(DMAc)中混合均匀中并涂布在铜箔上便可制备SPEEK-Li/POSS包覆的铜箔负极。
聚醚醚酮(PEEK)树脂是由上世纪70年代末由英国帝国化学工业公司(即ICI,现Vitrex威格斯公司由ICI后成立)研发出来的一种具有超高性能的特种工程塑料。PEEK与其他特种工程塑料相比具有诸多明显优势,耐高温260°C、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、耐强硝酸、浓liu酸、抗辐射、特别强的机械性能,在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。骨科植入材料分为金属、陶瓷、聚合物和天然升物材料。金属植入物是骨科植入市场使用的主要材料,但近年来随着临床的研究测试等表明新型高分子材料(如PEEK)将替代部分金属内植物,具有更有益的升物及力学性能。耐辐照耐磨、耐水解、耐磨损、抗静电电绝缘性能好、机械强度要求高部件以及低烟尘和毒气排放性。
跑在路上的PEEK汽车实现轻量化,无非是从结构、工艺、材料三大方面入手。在材料应用方面,工程塑料领域诸如碳纤维、PEEK等一系列新材料的运用开始成为汽车轻量化的发展趋势之一。目前,诸如宝马、奥迪等一些汽车制造商已开始颠覆传统思维观念,采用性能优异的复合型新材料和精湛的技术工艺用于新车型的研发设计。PEEK作为一种先进的工程塑料,已经被应用在轴承、活塞、阀门等重要部件的制作中。比起金属,PEEK3D打印的汽车部件可减少70%的重量,节省1-2%的燃料,同时磨损率降低25-75%,这种零件不依赖润滑油且噪音小。除此之外,PEEK的熔点为343°C,使用温度达260°C,使其适用于汽车、其它车辆的动力系统以及电动机的运转环境。通常其体积电阻率可达到10的15-16次方Ω·cm,介电常数3.2~3.3F/m,击穿电压17Kv,耐弧性175V。大连碳纤PEEK棒材
200℃时的弯曲强度可达24MPa,250℃时弯曲强度和压缩强度可达12~13 MPa.长春玻纤增强PEEK单丝
西班牙复合材料研发应用中心(FIDAMC)作为项目主导者与空客和自动铺放(AFP)设备供应商MTorres联合开发原位固化(ISC)结构部件,西班牙复合材料研发应用中心(FIDAMC)工艺开发实验室主任FernandoRodriguez说:“目前,PEKK价格较低。”然而,为了在市场竞争中保持优势,Solvay已就降低PEEK的销售价格展开了讨论。同时,空客采用PEEK升产机翼结构,采用PEKK升产较厚机身结构件的设想也引发了业内的讨论。Rodriguez注意到西班牙复合材料研发应用中心(FIDAMC)已经获得了PEEK轻型机翼结构的升产资质,他表示:“对我们来说,PEEK和PEKK力学性能相仿,尽管PEKK熔点略低、更易操作,但对PEEK10年的研究经历使我们获得了明确的工艺参数。而对于PEKK,为了确定其比较好的工艺窗口还有大量的工作需要做。z近英国的高性能聚酮解决方案提供商Victrex开发了一种熔点340°C的聚芳醚酮(PAEK)。就工具、加热炉等装备来说,340°C和350°C跟400°C没什么不同。z终,选用什么材料、用于什么部件、选用一步法还是两步法,决定权都在空客手中。”长春玻纤增强PEEK单丝