一、PEEK的来源及结构特点
PEEK最早是由美国杜邦公司于1970年开发的,其名称来源于“聚醚醚酮”这个化学结构的缩写。PEEK是一种线性高分子材料,其分子链由一系列重复出现的酰胺环和亚酰胺环组成,这些环之间通过酰胺键和亚酰胺键相连接。由于酰胺环和亚酰胺环的交替出现,PEEK具有很高的熔点(343°C)和热膨胀系数(10×10^-5/K),使其在高温环境下仍能保持良好的力学性能和尺寸稳定性。此外,PEEK还具有优异的耐化学腐蚀性、耐磨性、低摩擦系数、电气绝缘性和生物相容性等特点。
二、PEEK的性能及应用
1. 机械性能
PEEK具有很高的强度和硬度,其拉伸强度可达100MPa以上,弯曲强度可达170MPa以上,压缩强度可达200MPa以上。同时,PEEK具有很好的耐磨性,其磨损系数为0.01-0.001mm/100m。此外,PEEK具有良好的抗疲劳性能,即使在反复加载下也不会出现明显的疲劳断裂。
2. 热性能
PEEK的熔点高达343°C,长期使用温度可达260°C,短期使用温度可达300°C。在高温环境下,PEEK的热膨胀系数仅为10×10^-5/K,因此具有良好的尺寸稳定性。此外,PEEK具有良好的耐热老化性能,可在高温环境下保持稳定的力学性能和化学性能。
3. 电性能
PEEK具有良好的电气绝缘性,介电常数为5.5,介电损耗仅为0.004W/m·k。此外,PEEK经过特殊处理后还可以具有优异的导电性能和金属光泽。
4. 生物相容性
PEEK具有良好的生物相容性,可用于医疗器械、人工关节等领域。研究表明,PEEK植入体内后可以与组织很好地融合,不会引起免疫反应和排异反应。
三、PEEK的应用领域
由于PEEK具有上述优异的性能特点,因此被广泛应用于航空航天、汽车、电子电器、医疗器械等领域。以下是一些典型的应用实例:
1. 航空航天领域:PEEK可用于制造飞机发动机部件、涡轮叶片、燃烧室衬里等,以提高发动机的耐高温、抗磨损和降低重量。
2. 汽车领域:PEEK可用于制造汽车制动系统、悬挂系统、传动系统等部件,以提高汽车的安全性和可靠性。
3. 电子电器领域:PEEK可用于制造电子设备的结构件、线缆护套等,以提高设备的耐磨性和抗腐蚀性。
4. 医疗器械领域:PEEK可用于制造人工关节、牙科种植体、心脏支架等,以提高医疗器械的生物相容性和耐用性。
总之,聚醚醚酮作为一种高性能热塑性工程塑料,凭借其优异的综合性能在各个领域得到了广泛应用。随着科学技术的不断发展,相信PEEK在未来还将发挥更多的潜力,为人类创造更多的价值。
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