A poliéter éter cetona (PEEK) foi desenvolvida pela primeira vez pela Imperial Chemical (ICI) em 1977 e vendida oficialmente como VICTREX®PEEK em 1982. Em 1993, a VICTREX adquiriu a planta de produção da ICI e tornou-se uma empresa independente. A Weigas possui a mais ampla linha de produtos de poli(éter cetona) do mercado, com capacidade atual de 4.250T/ano. Além disso, a terceira planta de poli (éter cetona) VICTREX® com capacidade anual de 2.900 toneladas será lançada no início de 2015, com capacidade superior a 7.000 toneladas/ano.
Ⅰ. Introdução ao desempenho
PEEK como o produto mais importante de poli (aril éter cetona, sua estrutura molecular especial confere ao polímero resistência a altas temperaturas, bom desempenho mecânico, autolubrificação, fácil processamento, resistência à corrosão química, retardador de chama, resistência ao descascamento, resistência à radiação, estabilidade de isolamento, resistência à hidrólise e fácil processamento, como o excelente desempenho, são agora reconhecidos como os melhores plásticos de engenharia termoplásticos.
1 Resistência a altas temperaturas
Os polímeros e misturas VICTREX PEEK normalmente têm uma temperatura de transição vítrea de 143°C, um ponto de fusão de 343°C, uma temperatura de desnaturação térmica de até 335°C (ISO75Af, preenchido com fibra de carbono) e uma temperatura de serviço contínuo de 260° C (UL746B, sem preenchimento).
2. Resistência ao desgaste
Os materiais poliméricos VICTREX PEEK proporcionam excelente resistência ao atrito e ao desgaste, especialmente nas classes de fricção modificadas e resistentes ao desgaste, em uma ampla faixa de pressões, velocidades, temperaturas e rugosidade da superfície de contato.
3. Resistência química
VICTREX PEEK é semelhante ao aço níquel, proporcionando excelente resistência à corrosão na maioria dos ambientes químicos, mesmo em altas temperaturas.
4. Fogo leve, fumaça e não tóxico
O material polimérico VICTREX PEEK é muito estável, amostra de 1,5 mm, grau ul94-V0 sem retardador de chama. A composição e a pureza inerente deste material permitem-lhe produzir muito pouca fumaça e gás em caso de incêndio.
5. Resistência à hidrólise
Os polímeros e misturas VICTREX PEEK são resistentes ao ataque químico por água ou vapor de alta pressão. As peças feitas deste material podem manter altos níveis de propriedades mecânicas quando usadas continuamente em água em altas temperaturas e pressões.
6. Excelentes propriedades elétricas
VICTREX PEEK oferece excelente desempenho elétrico em uma ampla faixa de frequências e temperaturas.
Além disso, o material polimérico VICTREX PEEK também possui alta pureza, proteção ambiental, fácil processamento e outras características.
Ⅱ. Pesquisa sobre status de produção
Desde o desenvolvimento bem sucedido do PEEK, com seu excelente desempenho, ele tem sido amplamente favorecido pelas pessoas e rapidamente se tornou um novo foco de pesquisa. Uma série de modificações e aprimoramentos químicos e físicos do PEEK expandiu ainda mais o campo de aplicação do PEEK.
1. Modificação química
A modificação química consiste em alterar a estrutura molecular e a regularidade do polímero através da introdução de grupos funcionais especiais ou moléculas pequenas, tais como: alteração da proporção de grupos éter cetona na cadeia principal ou introdução de outros grupos, reticulação ramificada, grupos de cadeia lateral, copolimerização em bloco e copolimerização aleatória na cadeia principal para alterar suas propriedades térmicas.
VICTREX®HT™ e VICTREX®ST™ são PEK e PEKEKK, respectivamente. A relação E/K de VICTREX®HT™ e VICTREX®ST™ é usada para melhorar a resistência do polímero a altas temperaturas.
2. Modificação física
Em comparação com a modificação química, a modificação física é mais amplamente utilizada na prática, incluindo aprimoramento de enchimento, modificação de mistura e modificação de superfície.
1) Aprimoramento de preenchimento
O reforço de enchimento mais comum é o reforço de fibra, incluindo fibra de vidro, reforço de fibra de carbono e reforço de fibra Arlene. Resultados experimentais mostram que fibra de vidro, fibra de carbono e fibra de aramida têm uma boa afinidade com PEEK, por isso são frequentemente selecionadas como enchimento para aprimorar o PEEK, produzir materiais compósitos de alto desempenho e melhorar a resistência e a temperatura de serviço da resina PEEK. Hmf-grades é um novo compósito preenchido com fibra de carbono da VICTREX que oferece resistência superior à fadiga, usinabilidade e excelentes propriedades mecânicas em comparação com a atual série VICTREX PEEK preenchida com fibra de carbono de alta resistência.
Para reduzir o atrito e o desgaste, muitas vezes são adicionados PTFE, grafite e outras pequenas partículas para melhorar o reforço. As classes de desgaste são especialmente modificadas e reforçadas pela VICTREX para uso em ambientes de alto desgaste, como rolamentos.
2) Modificação de mistura
PEEK se mistura com materiais poliméricos orgânicos com alta temperatura de transição vítrea, o que pode não só melhorar as propriedades térmicas dos compósitos e reduzir o custo de produção, mas também ter grande influência nas propriedades mecânicas.
VICTREX®MAX-Series™ é uma mistura de material polimérico VICTREX PEEK e resina de poliimida termoplástica (TPI) autêntica EXTEM®UH baseada em SABIC Innovative Plastics. Os materiais poliméricos MAX Series™ de alto desempenho com excelente resistência ao calor são projetados para atender à crescente demanda por materiais poliméricos PEEK mais resistentes a altas temperaturas.
A Série VICTREX® T é uma mistura patenteada baseada no material polimérico VICTREX PEEK e polibenzimidazol Celazole® (PBI). Ele pode ser fundido e pode atender às excelentes resistências, resistência ao desgaste, dureza, fluência e propriedades térmicas exigidas sob as mais exigentes condições de alta temperatura.
3) Modificação de superfície
A pesquisa da VICTREX, conduzida em colaboração com a Wacker, líder na produção de silicone líquido, demonstrou que o polímero VICTREX PEEK combina os pontos fortes do silicone rígido e flexível com as propriedades adesivas de outros plásticos de engenharia. O componente PEEK como inserto, revestido com borracha de silicone líquida ou tecnologia de moldagem por injeção de componente duplo, pode obter excelente adesão. A temperatura do molde de injeção VICTREX PEEK é de 180°C. Seu calor latente permite a cura rápida da borracha de silicone, reduzindo assim o ciclo geral de injeção. Esta é a vantagem da tecnologia de moldagem por injeção de dois componentes.
3. O outro
1) Revestimentos VICOTE™
A VICTREX introduziu um revestimento à base de PEEK, VICOTE™, para resolver as lacunas de desempenho em muitas das tecnologias de revestimento atuais. Os revestimentos VICOTE™ oferecem alta temperatura, resistência ao desgaste, resistência, durabilidade e resistência a riscos, bem como uma ampla gama de benefícios de alto desempenho para aplicações expostas a condições extremas, como alta temperatura, corrosão química e desgaste, seja em aplicações industriais, automotivas, processamento de alimentos, semicondutores, peças eletrônicas ou farmacêuticas. Os revestimentos VICOTE™ proporcionam maior vida útil, melhor desempenho e funcionalidade, redução do custo geral do sistema e maior liberdade de design para alcançar a diferenciação do produto.
2) Filmes APTIV™
Os filmes APTIV™ oferecem uma combinação única de propriedades e recursos inerentes aos polímeros VICTREX PEEK, tornando-os um dos produtos de filme de alto desempenho mais versáteis disponíveis. Os novos filmes APTIV são versáteis e adequados para uma variedade de aplicações, incluindo filmes vibratórios para alto-falantes de telefones celulares e alto-falantes de consumo, isolamento de fios e cabos e revestimentos de enrolamento, conversores de pressão e diafragmas de sensores, superfícies resistentes ao desgaste para produtos industriais e eletrônicos, substratos elétricos e feltro de isolamento de aviação.
Ⅲ, campo de aplicação
O PEEK tem sido amplamente utilizado nas áreas aeroespacial, automotiva, eletrônica, energética, industrial, de semicondutores e médica desde o seu lançamento.
1. Aeroespacial
Aeroespacial é o primeiro campo de aplicação do PEEK. A particularidade da indústria aeroespacial requer processamento flexível, baixo custo de processamento e materiais leves que possam resistir a ambientes adversos. O PEEK poderia substituir o alumínio e outros metais em peças de aeronaves porque é excepcionalmente forte, quimicamente inerte e retardador de chama, e pode ser facilmente moldado em peças com tolerâncias muito pequenas.
Dentro da aeronave, houve casos de sucesso de braçadeira de chicote de fios e braçadeira de tubo, lâmina do impulsor, maçaneta da porta da sala de máquinas, filme de cobertura de isolamento, fixador composto, correia de amarração, chicote de fios, manga corrugada, etc. tampa, tampa de bueiro, suporte de carenagem e assim por diante.
A resina PEEK também pode ser usada para fabricar baterias para foguetes, parafusos, porcas e peças para motores de foguetes.
2. Colchão inteligente
Atualmente, a indústria automotiva exige cada vez mais o duplo desempenho do peso do veículo, minimização de custos e maximização do desempenho do produto, especialmente a busca das pessoas pelo conforto e estabilidade do veículo, o peso do correspondente ar condicionado, vidros elétricos, airbags e equipamentos do sistema de freio ABS também é aumentando. As vantagens da resina PEEK, como bom desempenho termodinâmico, resistência ao atrito, baixa densidade e fácil processamento, são utilizadas na fabricação de peças automotivas. Embora o custo de processamento seja bastante reduzido, não só o peso pode ser reduzido em até 90%, mas também a vida útil pode ser garantida por um longo tempo. Portanto, o PEEK, em substituição ao aço inoxidável e ao titânio, é utilizado na fabricação do material da tampa interna do motor. A fabricação de rolamentos automotivos, juntas, retentores, anéis de embreagem e outros componentes, além de aplicações em sistemas de transmissão, freios e ar condicionado também são muitas.
3. Eletrônica
VICTREX PEEK possui características de resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, baixa volatilidade, baixa extração, baixa absorção de umidade, proteção ambiental e retardador de chama, estabilidade de tamanho, processamento flexível, etc. placas de circuito, impressoras, diodos emissores de luz, baterias, interruptores, conectores, unidades de disco rígido e outros dispositivos eletrônicos.
4. A indústria energética
A escolha dos materiais certos é frequentemente vista como um dos fatores-chave para o desenvolvimento bem-sucedido na indústria de energia e, nos últimos anos, o VICTREX PEEK tornou-se cada vez mais popular na indústria de energia para melhorar o desempenho operacional e reduzir o risco de tempo de inatividade associado à falha de componentes.
VICTREX PEEK é cada vez mais utilizado pela indústria de energia por sua alta resistência ao calor, resistência à radiação, resistência à hidrólise, autolubrificação, resistência à corrosão química e excelente desempenho elétrico, como tubulações, fios e cabos de cablagens integradas submarinas, conectores elétricos, sensores de fundo de poço , rolamentos, buchas, engrenagens, anéis de suporte e outros produtos. No petróleo e no gás, são utilizadas energia hidrelétrica, geotérmica, eólica, nuclear e solar.
Os filmes APTIV™ e os revestimentos VICOTE™ também são amplamente utilizados na indústria.
5. Outros
Na indústria mecânica, a resina PEEK é comumente usada para fabricar válvulas de compressores, anéis de pistão, vedações e vários corpos de bombas químicas e peças de válvulas. Usar esta resina em vez de aço inoxidável para fazer o impulsor da bomba de vórtice pode obviamente reduzir o grau de desgaste e o nível de ruído, além de prolongar sua vida útil. Além disso, os conectores modernos são outro mercado potencial porque o PEEK atende às especificações dos materiais de montagem de tubos e pode ser colado em altas temperaturas usando uma variedade de adesivos.
A indústria de semicondutores está se desenvolvendo em direção a wafers maiores, chips menores, linhas mais estreitas e tamanhos de largura de linha, etc. O material polimérico VI CTREx PEEK tem vantagens óbvias na fabricação de wafers, processamento front-end, processamento e inspeção e processamento back-end.
Na indústria médica, a resina PEEK pode suportar até 3.000 ciclos de autoclavagem a 134 ° C, o que a torna adequada para a fabricação de equipamentos cirúrgicos e odontológicos com altos requisitos de esterilização que requerem uso repetido. A resina PEEK pode apresentar alta resistência mecânica, boa resistência ao estresse e estabilidade de hidrólise em água quente, vapor, solventes e reagentes químicos, etc. Ela pode ser usada para fabricar uma variedade de dispositivos médicos que requerem desinfecção a vapor em alta temperatura. PEEK não só tem as vantagens de ser leve, não tóxico e resistente à corrosão, mas também é o material mais próximo do esqueleto humano, que pode ser combinado organicamente com o corpo. Portanto, usar resina PEK para fabricar esqueleto humano em vez de metal é outra aplicação importante do PEEK na área médica.
Ⅳ, perspectivas
Junto com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, as pessoas estarão cada vez mais exigentes com as necessidades de materiais, especialmente na atual escassez de energia, os autores da perda de peso são todas as empresas devem considerar a questão, com o plástico em vez do aço é a tendência inevitável do desenvolvimento de materiais para plásticos de engenharia especiais PEEK a demanda “universal” será cada vez maior, e também será cada vez mais amplo o campo de aplicação.
Horário da postagem: 02-06-22