聚醚醚酮垫片 一文读懂工程塑料“翘楚”聚醚醚酮(PEEK)的身世之谜(附全球企业名单)


一个
聚醚醚酮简介
——PEEK,工程塑料行业的金字塔,属于金字塔的顶级产品
PEEK是英国帝国化学工业公司(ICI)于1978年开发的超高性能特种工程塑料。聚醚醚酮(PEEK)是一种芳香族结晶热塑性高分子材料,熔点334℃,具有较高的机械强度、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐射和优异的电气性能,在大多数情况下足以替代金属。虽然是一种复合材料,但燃烧时不产生无毒气体,因此随着绿色设计的推广,其应用领域迅速扩大。

聚醚醚酮的分子结构

聚醚醚酮的特性
(1)耐高温。聚醚醚酮具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),其载荷热变形温度高达316℃,长期使用温度为260℃,瞬时使用温度可达300℃。
(2)自润滑性。聚醚醚酮具有良好的滑动特性,适用于对摩擦系数和耐磨性要求严格的应用,尤其是碳纤维、石墨和聚四氟乙烯改性的聚醚醚酮具有优异的耐磨性。
(3)耐腐蚀性。聚醚醚酮不溶于除浓硫酸以外的任何溶剂,化学稳定性高。
(4)阻燃性。聚醚醚酮具有自熄性,即使不添加任何阻燃剂,也能达到UL标准的94V-0级。
(5)易于加工。聚醚醚酮在高温和高热分解温度下具有良好的流动性,因此可以通过多种方式加工,如注射成型、挤出成型、压缩成型和熔融纺丝。
(6)机械特性。聚醚醚酮具有良好的韧性和刚性,具有与合金材料相当的优异抗疲劳性能。
(7)电气性能。聚醚醚酮具有较高的体积电阻率和表面电阻率,在较宽的温度范围和环境变化下,能承受各种频率的交流电位场强,保持良好的绝缘性能。
(8)耐水解性。树脂及其复合材料不受水和高压蒸汽的影响,可在高温高压蒸汽或水环境中连续使用,保持良好的力学性能。
(9)耐候性。优异的耐候性,聚合物可用于制造有严格工作环境要求或需要频繁灭菌处理的部件。

聚醚醚酮合成的反应式
这是ICI公司开发的亲核过程。该工艺不使用金属基催化剂、稳定剂和添加剂,可以生产高纯度的聚醚醚酮粉末。
聚醚醚酮的成本主要取决于高纯度单体4,4-二氟苯酮。合成方法很多,主要有苯系物缩合法、卤素交换法、催化还原法、二氯乙烯氧化法、傅克烷基化法和重氮化法。前四种方法存在反应收率低、异构体等杂质含量高、精制工艺复杂、生产成本高等缺点。
目前的生产方法主要是傅克烷基化和重氮化。傅-克烷基化反应具有原料易得、合成路线短、收率高、生产成本低等优点。其合成反应式如下:

【聚醚醚酮垫片 一文读懂工程塑料“翘楚”聚醚醚酮(PEEK)的身世之谜(附全球企业名单)】傅克烷基化合成聚醚醚酮的反应式

聚醚醚酮生产工艺
聚醚醚酮的合成路线有两种:亲核取代和亲电取代。由于亲电取代路线存在产物易分支、催化剂和溶剂用量大、环境不友好等缺点,目前国际上普遍采用亲核取代路线。只有中国和英国两个国家真正拥有PEEK生产技术。聚醚醚酮树脂在国外大部分采用英国威格斯的加工方法制备,国内主要采用吉林大学的加工方法。

聚醚醚酮的改性
当今社会,对材料性能的要求非常高。由于单一聚醚醚酮树脂难以满足不同的应用要求,聚醚醚酮的改性成为近年来国内外的研究热点之一。主要方法有纤维增强聚醚醚酮、颗粒填充聚醚醚酮、聚醚醚酮表面改性、与聚合物共混等。,不仅可以降低产品成本,还可以改善聚醚醚酮的成型加工性能和应用性能。

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