Omfattande Analys av Polyetheretherketon (PEEK)
I. Fysiska och Kemiska Egenskaper
Polyetheretherketon (PEEK, CAS-nr: 29658-26-2) är en halvkristallin termoplastisk specialplast. Dess molekylkedja består av alternerande etorbindningar (-O-), ketonbindningar (-CO-) och bensenringar, vilket ger den exceptionella egenskaper. Här är de centrala egenskaperna:
1. Fysiska Egenskaper
- Densitet: 1,3 g/cm³. Densitet för modifierade material är betydligt lägre än för metaller (t.ex. aluminiumlegering: 2,7 g/cm³), vilket ger lättviktsfördelar.
- Termisk Stabilitet:
- Smältpunkt: 334°C. Kontinuerlig användningstemperatur upp till 260°C.
- Värmböjningstemperatur (HDT) för glasfiberförstärkt typ: 310°C, och för kolfiberförstärkt typ: 320°C.
- Termisk nedbrytningstemperatur: 550°C. Kan bearbetas genom sprutgjutning och extrusion vid 340–420°C.
- Mekanisk Hållfasthet:
- Draghållfasthet: 92 MPa. Elasticitetsmodul: 3,8 GPa.
- Efter kolfiberförstärkning ökar draghållfastheten till 210 MPa, och specifik hållfasthet överstiger stål.
- Utmärkt utmattningsmotstånd. Livslängd ökar med över 3 gånger jämfört med metallväxlar.
- Elektriska Egenskaper:
- Dielektrisk förlust: 0,002 (vid 1 MHz). Dielektrisk styrka: >20 kV/mm.
- Ytresistans: kontrollerbar (10⁵–10⁸ Ω/m²), vilket uppfyller krav för elektroniska komponenter.
2. Kemisk Stabilitet
- Utmärkt korrosionsbeständighet. Olöslig i organiska lösningsmedel, starka syror och baser utom koncentrerad svavelsyra.
- Högt motstånd mot hydrolys. Klarar högtrycksångsterilisering (134°C, 2 timmar).
3. Andra Egenskaper
- Flame Retardancy: Uppnår UL 94 V-0 utan tillsatser. Låg rökutveckling vid förbränning.
- Biokompatibilitet: ISO 10993-certifierad. Ingen cytotoxicitet, lämplig för implantation.
- Slitstyrka: Friktionskoefficient: 0,12 (efter modifiering). Livslängd 5 gånger längre än vanliga plaster.
II. Kärnapplikationer
Med sina egenskaper som ämnesbeständighet, temperaturbeständighet och mekanisk hållfasthet används PEEK i avancerade tillverkningsområden:
1. Medicin och Hälsa (25%)
- Implantat: 3D-skallproteser, intervertebrala fusionsburar. 40% högre benintegration än titan.
- Kirurgiska instrument: Handtag för sterilisering, tandimplantat.
2. Flyg- och Rymdindustri (20%)
- Strukturella komponenter: Motorhuvsdörrar, landningsställ. 20–30% viktminskning.
3. Elfordon (18%)
- Kraftsystem: Batteritätningsringar (t.ex. CATL:s 4680-batterier).
4. Industriell Maskinteknik (22%)
- Slitdelar: Packningsringar, kullager. 2 gånger längre livslängd än metall.
5. Elektronik (10%)
- Halvledare: Bärare för wafers. Dielektrisk förlust: 0,002.
6. Nya Fält
- Humanoida robotar: 6–10 kg PEEK per robot för leder och transmission.
