四．加工工艺, I( \/ d& t9 w) d8 v) H
PEEK虽然是超耐热性树脂，但由于它具有高温（350～400℃）流动性好和热分解温度很高的（560℃）的特点，因此可以采用注射成型，挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂等多种方法成型加工。作为二次加工可以采用真空成型、压延、拉伸、超声波焊接、粘接、复合、机械加工等加工手段。7 a& {$ g8 u7 c" R/ O
下面简单介绍一下，常用的PEEK注射成型和挤出成型的一般加工工艺条件。
$ d# S+ n/ e4 {4 v4．1注射成型
4 @) {( B( {4 W' v2 `4.1.1设备 z! w" x2 D6 J: @1 s2 u8 t! h' j
PEEK可用通常的螺杆式或柱塞式注射成型机加工成型，注射成型机应满足下述基本条件：料筒温度可升到400℃；料筒内应该没有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不会自动流淌，所以喷嘴不需要加断流阀（shut off valve）。
' V4 l/ y- c3 C! N4.1.2 模具温度
* _3 Z: |5 a) Y由于PEEK是结晶性树脂，因此使其充分结晶可以提高其性能。一般模温在160℃以上时，就可以充分结晶，即使不热处理也能得到很好的成型品，如果因为模具结果所限模温无法提高时，可在200℃以上热处理一小时，也能使结晶完全，从而使机械强度和耐药品性等提高。
4 ^' x* ^. R% p( u5 l, [4 @4.1.3预备干燥
, L. _+ R" @# Z* Z虽然PEEK的吸水率很低，饱和吸水率只有0.5%，但是要在高温下成型，所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小时以上。( B; w8 G3 p- a. ^. L( `, U h
PEEK的标准注射成型条件如表4所示。7 Z, K# x5 r) {' f! |8 [% S1 n7 q
表4 PEEK的标准注射成型条件
1 k1 O( b5 C8 B: {+ }项 目 纯 树 脂 30%玻璃
+ M: w, n- \2 J$ y* V* T/ I纤维增强 30% 碳, b1 ~6 {( r, G5 i
纤维增强 / A: K$ j0 Q4 L
料筒温度（℃） 根部
$ [7 U, P& K% A& w$ E; o: Y中间; g9 g* N7 K& b) s, M5 {
喷嘴 330～360+ E8 L6 V. L, U# _
350～380/ L5 ^2 K3 S; C
350～380 350～380+ F* ]5 c( j7 X3 R8 S5 u
370～4000 L% U- v" x, [0 N) Q
370～400 350～380- v( u% L' d% E! m, h
370～400) l1 R) I4 R; h9 @; r ?* g
370～400 4 H* K" c5 b0 H a n# H* I
模具温度（℃） 130～170 140～180 140～180 # N5 ~6 [6 S, q$ ?. ]% b' E
注射压力（Kg/cm2）2 n6 D' T7 K5 _ G" m3 {& {) M0 O
螺杆背压（Kg/cm2）
, k) b* G( v2 l2 T# z保 持 压 1000～1400/ Q+ \. j4 t2 F, r$ y" ^
50～100
* I' h& D q% n- G. N* D500～700 1200～16008 v1 D @ F0 \
50～100+ u9 t2 K( C( ]0 U/ M9 `
600～800 1200～1600
, D8 L7 o2 Z {/ w5 r$ ]* h6 D50～100+ t( }- x5 M! V+ _
600～800 * G! L1 V, D6 t( K/ _8 E" b
注 射 速 度. j1 g% @6 H' A) b7 R8 e: y
螺杆转数（rpm）" z: o/ T0 n1 Y1 |4 c
循环周期（秒） 中速～高速
, x8 u& o# ]- w! y# S4 l h- [50
$ B; k0 }" P- F3 |, _30 中速～高速- Q. ]) m( a: g2 m- c- p1 `9 c
50! @ h$ s# A! M2 R3 h5 v
30 中速～高速, g/ l8 E8 U) X' X' p
50
) L# {7 `5 X1 v) i30
; V( Q2 ^$ F1 _% U & P- n: J r# k- a& A$ ]2 e
" ]" E8 o8 o. [4 h" X' i
0 i; C/ P. Q1 B$ C: k+ u) V4．2挤出成型
3 }: P* N8 @; {/ n: V$ pPEEK可以采用挤出成型工艺加工成薄膜、电线包皮、单丝、棒材、薄板等。表5列出了PEEK薄膜的挤出成型条件。
4 Y2 k0 n* n! B. G5 Q表5 PEEK的标准挤出成型条件
% e: N) U" J( m- U项 目 条 件 0 W* A4 T# a5 O7 f. |: a
挤出机螺杆 Φ30， L/D=24， C.R.=3
3 F/ z4 k& \: R3 s料筒温度（℃） 喂 料
& w# I# D+ x. a$ v压缩部
H9 X( B3 Q- P s, G6 k机 头 350
# I+ K0 V# w' W( m7 N {3 Q370
# Y. X5 n& A* g- J1 q$ G380
3 {) n& l' t/ I- O模具温度（℃）
! H) b+ P+ ?! B$ q: p" s定型辊温度（℃） 380
4 D, X" z1 P: t7 s% p d/ B30 1 T0 K6 m) L1 w5 o5 G
螺杆转数（rmp）6 e3 I* E! ]% S9 R8 j* ?; C
线速度（m/min）, t& W, ~" ~5 r' h x5 a
吐出量（Kg/cm2） 30
+ [3 P% K& R) ~10. b7 p' q X, m9 X$ ~8 O- m
5
7 N' g k7 D. `' ~' ^+ k
7 v5 C5 [. F) V, K
" l: u' t. n# B0 z1 l5 rPEEK的标准物性数据（数据中心）
3 a$ e$ W0 @- u& B, x: i4 x1 ^五．用途
Y- Z0 R, c8 l# K6 _7 S. O6 M5.1复合材料. N, Z! `6 L) d9 a/ W, F
近些年来引人注目的是热塑性树脂基复合材料，其中发展最快的是由ICI公司推出的PEEK复合材料（商品名APC－2）。 d1 [8 W! P; J/ B$ q6 U. F* c
5.1.1制造方法+ P: s$ D. R3 }
APC－2是将碳纤维的长纤维用PEEK熔融预浸制得，由于碳纤维与基体PEEK的相容性好，可以制得粘结性很好的复合材料，孔隙率只有0.1%。表6是其材料的机械性能。5 u5 L; C% X- U2 M
表6 APC－2的标准机械性能
0 j# G6 r- G; X* v4 ^项目 单位 数值
1 Y8 E8 U T6 I, z3 t. s（铺层方向0°）0 _ g* j ^+ f2 u
拉伸强度
9 n) L# |& s' w* {# a/ ~拉伸模量3 Z! Z3 T2 F& R2 ^
断裂伸长
" I* f5 G# G N! e弯曲强度% g8 c1 t2 ~7 l. g! ^ d2 P
弯曲模量
$ N7 d9 V4 b6 A2 R( {4 bMpa' w' Z6 a% x" `/ e) U
Gpa
" O9 W9 w& j* Q4 @/ K' b6 c%
$ H7 ^: ?/ T+ v3 F0 P0 i( f+ p3 ^! lMpa
, _; A; L X* l' cGpa
7 P* ]0 x- b0 x/ m9 ~2130
; s7 q4 f# K3 _. z% D' F134 b y! w. p5 A$ n
1.45
$ T) W+ ^" Z1 v/ S% e, t' E: M1880- W2 a6 r8 a4 i/ ^3 g i
121
' M7 l; s% F" Z7 Q7 e' F9 p（铺层方向90°）; y5 x5 u d+ f" p$ {6 J& q# L, L
拉伸强度" ]6 f M9 e: i) S( k7 p- T
拉伸模量$ c8 C) c! s2 u* n- h+ P
断裂伸长& B4 \- [2 n! n7 T/ h" R( p
弯曲强度
/ T* S, m$ S: Q弯曲模量铺层方向
! T' e9 w9 k! @Mpa
! H+ V, W+ E* _9 ]3 eGpa. ?2 {; k! y! j2 K. D+ j
%
3 _! N' n7 v3 I, d6 h" e BMpa
) `5 J% E# J/ q( {0 n3 @; ZGpa 3 r# p! K" m) k6 l0 K, ~
80
i X5 ?- G0 C8.9* i7 ` D/ }# C5 ?8 N$ |: k! g- h
1.0: d1 o/ V% f9 g; `
137
+ i+ r4 Q- a6 U6 }2 c( p8 @' o8.9
" s5 j9 D2 V$ e g（铺层方向±45°）1 j1 r0 w- Q# C% F; w% H, p
拉伸强度
9 }. E- m7 h2 Z/ B拉伸模量
% Y! h* g- Y: \ R6 E4 ~% v断裂伸长
% B: ^. n# @- [ C$ A) dMpa
+ ?7 w2 E) j" d) |. kGpa
1 d% C: \9 D7 v+ ^+ @5 \% 7 h, x; I3 r' V# v
300# @- |; r* u- p1 ~
19.2
2 f K9 W4 ?: m. n3 h" H- H17.2
3 P4 `/ G3 _# ]) K {+ A1 P8 Z5 i5 z( T/ E; S% o* |% Y
比环氧树脂复合材料易加工
# q# k# _- v; q. s. H) }成型后不需养生7 v% E3 U9 D) A; z
有良好的耐冲击性，损伤容限大; z) K2 Y! g: O L2 c; o
有优良的抗蠕变性和耐疲劳性# _1 ]& `& E3 s+ p$ \1 H1 U2 _+ ~
有良好的耐热性; R2 Z7 `& c% Z3 \4 Z0 R9 D% F$ U" L
有优良的耐热湿循环性( u* N! A' r8 d/ L: K
损伤处易修补
3 g/ R# X+ E- ` K+ F5.1.3制品的规格5 a1 _/ |. |; \ S( N$ S9 w
ICI上市的最通常单向预浸物（CF含量68%±2）和由这种预浸的按各种角度（＋45°/90°/－45°/0°）铺层后压制成的薄板的规格如表7所示。
3 M0 f6 O. ~! v3 W: x表7 典型的APC－2制品的规格. Y9 k. n9 p3 H0 t( E! q% G
1．单向预浸物（CF含量68%±2）% D+ v% H5 c9 V, Q4 \
标准宽度 140mm! t8 w1 F7 a3 G1 ^' L' |
216mm# f/ Z1 s% ~& G6 c; }! N& B0 }
标准厚度 0.125mm9 d. X, c* j, p/ S* l3 j
标准重量 213g/㎡
. b; L/ K& E6 I) ]0 C$ P标准长 50m 4 u5 y0 S! S. z7 r* D+ _: _
2．薄板 （＋45°/90°/－45°/0°）5 a5 L& d! X1 n8 V$ P9 g
标准尺寸 405mm×405mm+ j6 S& z4 c% {5 r" c7 \
700mm×700mm
" C$ j' u# F/ v0 U标准厚度 1mm（预浸物8层）
0 t# m( }5 N2 J1 A3 D8 b/ {2mm（预浸物16层）
l) o H* b8 X% Y5 s/ i3mm（预浸物24层）! {' e0 R# c4 E* h" i6 k
4mm（预浸物32层）' q' C( }! O7 X) y6 Q
5mm（预浸物40层） ) s! P" s7 A+ p4 H+ L/ z
$ e! I% M, x# ]9 I Q5.1.4用途; k9 }" K( H) ?, M! R( r! L5 l
利用上述特点虽然可有多种多样应用领域，但目前主要用在航空和军工产业领域。* [; H/ q; } Q( j( w% v) N7 X
5.2挤出成型制品1 O2 S: b% X$ d$ v+ {, j
5.2.1电磁线
* Z- k$ U9 u8 L7 Y利用PEEK具有包覆加工性好（可熔融挤出，而不用溶剂）；燃烧时发烟量低且产生腐蚀性气体少；耐剥离性好；耐磨耗性好；耐辐照性强；可自由着色等特点，已经用作电缆、电线的绝缘或保护层。广泛应用于原子能、飞机、船舶、油、气井，电磁线、光导纤维等领域。
" g" y; W, ? j5.2.2薄膜
2 u- ? c3 j" t& |! q利用其比聚酰亚胺吸湿性小，高温时耐碱、耐酸和耐高频性好、耐焊锡、耐辐照等特点，用作H级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器等的绝缘薄膜，可绕性印刷线路板，载波带（carrier tape），复合材料（用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆），耐热耐药品的环型带等。* y Q) M4 y0 V$ o3 i4 M
5.2.3纤维/ s$ T- \2 d+ |/ h. M% }$ W
利用PEEK单丝比聚酯和尼龙纤维有更好的耐蒸气、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点，应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料（与碳纤维、玻璃纤维等混织或混编）、耐热耐药品纺织带等。
! P4 J, |2 Y5 C4 |9 T5.3注射成型制品
1 X: H# q3 W; R9 P5.3.1耐磨材料
- l; i2 z- t! \' x1 k* o( T V' k发挥其耐磨性、耐药品性、韧性好和可在250℃使用等特点用于制造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油发动机的零件、滑轮加载器（turbochanger）叶片、复印机零件、悬置轴瓦、活塞裙、发动机推杆等。$ ^# T# r, Q2 X% H
5.3.2电器、电子制品
, X1 }7 v9 F6 M# t5 x: ~ |发挥其耐焊锡性（热变形温度300℃以上）、阻燃、UL温度指数250℃、韧性好等特点，用于制造镶嵌插头，高可靠性接插件，电缆插头，接线盒，配线的引出头，极板的笼型线圈（Waferbasket），电池外壳，IC的封装等。: `2 [ t( x( a/ w [1 \! C; d
5.3.3热水设备
( X( Q/ [7 x/ S发挥其能耐300℃的加压水或蒸汽而且在200℃以上可长期使用的特点，用于制造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件，蒸气阀门，O型圈，采油用接插件，锅炉及PH计的护套等。
4 V/ |) E/ |6 {# S. F5.3.4其它' ]! M( Y" _% i. p# V
PEEK还可以用于制造原子能发电站用接插件和阀门零件、滑轮叶片、显微镜灯的罩、马达周围导线支架、火箭用电池槽、螺栓、螺母、实验室用镊子等。
1 o+ F/ k: ]$ Z( i! H+ i6 S5.4粉末喷涂制品- ]6 n3 l7 l* e. m! e9 C5 V( X$ W
PEEK可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。. z+ e2 D2 x ?, W) g$ h* I' }8 i6 J, ]
5.5其它加工成型制品
* n$ n$ m$ p) U6 `3 C/ L可用旋转成型制造大型成品，用吹塑成型法可做成核废料的容器，还可以把PEEK薄膜与金属热压粘接制成高温粘结力很好的复合材料。) u# k8 b8 B) n$ D% Z" r
六、主要生产公司
4 n! i2 r! E! P0 X. q: ?/ e国外主要生产公司；
' ~, J$ |- _$ X" g i7 g1、英国ICI(PEEK原粉生产商)；
% A3 ^. ], i$ Q+ `$ O2、德国Degussa(PEEK原粉生产商)；& \! N. i8 ^: G, u* t* k
3、英国Victrex PLC
. K( `' @( T5 k- M p5 b5 s0 |4、日本住友（Victrex PLC与三井的合资公司）共混公司；
+ [3 ?" g; p9 i5、美国LNP(已被GE收购，LNP已加入到GE的全球共混物行业)
' ]2 X& U' D) K" ^4 L& Q8、荷兰DSM3 D$ c$ I; S8 z3 W! V3 T
9、美国RTP公司
! F* I3 L( }8 F$ \5 r国内主要生产公司： |
发表于 2008-6-20 13:59:19
" f% X' I; m: B: i! x9 S2 A
+ s; {4 f; H$ z" i- |3 F$ Z# R) a
9 x ?4 r/ B9 {$ B$ X* c
" i! u, R% Y. S' S7 M4 N
+ H2 g# Y/ b t2 h2 t+ H+ R
