聚醚醚酮(PEEK)是一種結(jié)晶形的高性能特種工程塑料,具備優(yōu)良的耐高溫性、自潤滑性、耐腐蝕性、阻燃性、機械特性、電性能、耐水解性、耐候性...等等。自1978年由英國帝國化學(xué)工業(yè)公司(ICI)的尖端材料部Victrex研究發(fā)明,于1978年大規(guī)模生產(chǎn)并投入市場以來,由于PEEK擁有極其優(yōu)良的綜合物理、機械、電、熱、化學(xué)等性能,能夠以傳統(tǒng)的熱塑性塑料成型加工方法如注射、擠出、模壓,涂層、機械切削等制成各種各樣制件,受到樣品設(shè)計師、成型加工企業(yè)、產(chǎn)品制造供應(yīng)商的廣泛關(guān)注和重視,因而PEEK在石油化工、交通運輸、電子電氣、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、宇宙航空等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
醫(yī)療級PEEK--性能:PEEK具有突出的熱老化性能,材料經(jīng)過250℃熱老化后的彎曲強度保留率仍較高。公認(rèn)的耐熱材料PPS耐老化試驗不足3000h,而PEEK可以超過5000h。常用的尼龍66及PBT一般還不足500h。PEEK阻燃性優(yōu)良,有自熄性。PEEK的耐水解性好,23℃下飽和吸水率只有0.5%,是工程塑料中最低的。而它的耐熱水性更佳,可在300℃加壓熱水或蒸氣中使用。PEEK的耐疲勞性優(yōu)于聚酰胺,更優(yōu)于PES和尼龍。
醫(yī)療級PEEK顆??墒褂脗鹘y(tǒng)熱塑性塑料加工設(shè)備進(jìn)行加工。未填充和填充牌號通常以粒料、粉料、或超細(xì)粉料形式供應(yīng)。粒料通常推薦采用注塑、擠出、單絲和包線等加工方式。粉料適用于壓塑成型,而超細(xì)粉料通常用于涂裝、復(fù)合材料預(yù)浸料和模壓成型。
PEEK注塑的一般工藝如下:
1. 干燥:顆粒聚合物一般會吸收0.5%w/w大氣水分,為了獲得最佳效果,應(yīng)進(jìn)行干燥,直到水分小于0.02%w/w。可將材料置于空氣循環(huán)爐中,至少在150℃干燥3小時,或在160℃干燥2小時。如放在干燥箱中干燥,則原料在托盤中的厚度不能超過25mm。并防止污染。
2. 回收利用:可以將余料加以回收并注入純凈材料中。建議不含填充物的回收材料不能超過總重量的30%,含填充的回收混合物則不超過總重量的10%。
3. 熱穩(wěn)定性:如果在熔融過程中設(shè)備停機,而聚合物停留時間不超過1小時,則在360℃的溫度下材料無明顯的退化現(xiàn)象。但如停機時間超過了1小時,則應(yīng)把料筒溫度降到340℃,在此溫度下,材料可以連續(xù)數(shù)小時保持穩(wěn)定,在繼續(xù)加工時須提高料筒溫度,如停機時間超過3小時,則應(yīng)該清洗料筒??梢杂靡恍┰?80℃溫度下能保持性能穩(wěn)定的材料,如聚醚砜或聚醚酰亞胺,也可以用低MFI的聚乙烯進(jìn)行清潔。
4. 注射機臺:聚合物的熔點是343℃, 對于可以保持熔體溫度在360-400℃的傳統(tǒng)機臺都可以適用。
5. 料筒容量:由于PEEK聚合物的加工溫度很高,材料的停留時間必須盡可能短。理想的料筒容量在總射出重量的2-5倍。
6. 噴嘴與閉鎖系統(tǒng):聚合物的熔點很高,如果溫度降到343℃以下,熔融物將很快固化。因此需要將足夠大的加熱器安裝在噴嘴處,以防止降溫很產(chǎn)生“注塑冷料”。
7. 螺桿:建議螺桿的長徑比L/D的最小值為16:1,但應(yīng)優(yōu)先選用18:1和24:1之間的L/D比值。
8. 料筒溫度:未增強級別為360-380℃,增強級為380-400℃。
9. 模具溫度:模具的表面溫度為175-205℃。
10. 注射壓力:一般的注射壓力70-140MPa。
11. 注射速度:中等到高速。
12. 背壓:建議背壓設(shè)定為0-1.0MPa(0-10 kgf/cm2)。
13. 螺桿轉(zhuǎn)速:一般螺桿轉(zhuǎn)速為50-100rpm,對于強化等級,建議使用較低的螺桿轉(zhuǎn)速。
14. 成型收縮率:不同等級的聚合物有不同的收縮率,未填充級別約為:1.2-2.4%,填充級別為:0.1-1.1%。
15. 二次加工:可進(jìn)行粘合、攻絲,壓入,金屬嵌件,切削加工和表面金屬化等二次加工。