PEEK(聚醚醚酮)是一種常見的高性能合成熱塑性塑料。PEEK是一種聚芳醚酮(PAEK),具有與聚醚醚酮(PEKK)、聚醚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮(PEEK)相似的特征。PAEK聚合物因其高化學惰性和良好的機械性能而受到歡迎。PAEK聚合物還顯示出高的熱穩定性,這意味著它們的有益性能在高溫下仍然存在。PEEK是在70年代末才被引入市場的,雖然它已經被廣泛應用,例如生物相容的假肢和植入物、齒輪和板等模制部件、電線和電機的絕緣體以及管道。
就性能材料而言,PEEK與含氟聚合物相當,因為它們具有類似的有益性能,例如使用溫度高達260°C(500°F);然而,相比之下,PEEK提供了更多的通用性。這意味著它可以用于更廣泛的應用。在撰寫本文時,PEEK是最流行的PAEK聚合物,新的應用仍在開發中。聚醚醚酮的第一次合成發生在1977年,該工藝于1988年實現工業化。1,2聚醚醚醚酮合成最常見的是氫醌二鈉與二氟二苯甲酮的反應,PEEK不含氟,盡管經常與PFA或PTFE等含氟聚合物分組。
PEEK合成和直接前體。PEEK最直接由二氟二苯甲酮和氫醌二鈉合成。注意,PEEK不含氟,因此不是含氟聚合物。傳統上,PEEK的合成是困難的,因為它不溶于大多數常見的有機溶劑。早期的嘗試產生了低鏈長的PEEK,其早期沉淀并具有完全無定形的結構。通過使用高沸點溶劑,可以以更高的長度合成PEEK鏈,從而改進了合成。2,3調整PEEK分子的鏈長度,可以讓制造商選擇特定的拉伸強度或玻璃化轉變溫度(Tg)。PEEK通常不是橡膠(即彈性體),使用現代方法合成的直鏈非交聯形式的PEEK是一種硬的半結晶塑料。EEK的結構由交替的酮和醚鍵組成。雖然這些鍵為PEEK提供了一定的靈活性,但它仍然被認為是一種剛性聚合物。PEEK中的酮和醚鍵阻止其具有平面構象,然而PEEK芳香基團之間的π-π堆疊提高了其結晶度。醚鍵的存在也使得PEEK適合于擠出成型中的熔融加工。對芳香鏈結構的這些看似微小的修改使PEEK成為一種一貫的高性能和多用途聚合物。
PEEK是一種可熔融加工的熱塑性塑料;然而,由于其343°C(649°F)的高熔化溫度,其加工成本相對高于其他熱塑性塑料。PEEK的流體熔融狀態具有良好的穩定性,允許其在360°C至400°C(680°F至752°F)的溫度范圍內使用標準工業系統進行加工(表1)。4在此溫度范圍內,PEEK不會產生腐蝕性氣體,這意味著它不會損壞加工設備。浸漬和涂層是作為涂層,PEEK的冷卻速度對最終產品的結晶度和機械性能有重大影響。如果PEEK快速冷卻,則其結晶性將降低,即無定形,外觀更加透明。如果PEEK冷卻緩慢,它將具有更為結晶的結構,并具有不透明的外觀。為了防止聚醚醚酮組分中形成空隙或氣泡,聚合物應在使用前充分干燥
審核編輯?黃昊宇
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