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一种高性能工程塑料聚醚醚酮(PEEK)

时间: 2011-07-25 18:00 来源: 作者: 点击:
聚醚醚酮(PEEK)是一种新型的半晶态芳香族塑性工程,具有极其出色的物理、力学性能,在许多特殊领域可以替代金属、等传统材料,在减轻质量,提高性能方面贡献突出,成为当今最热门的高性能之一。

性能优异用途广

PEEK树脂由英国Victrex公司于是1977年开发,至今仍由其独家生产经营,其市场销量连续以每年20%的速度增长。到2003年10月Victrex 公司产能已达到2800吨/年,同时计划在未来3~4年内再建一套PEEK装置。印度Gharda化学公司与Victrex公司 合作,在孟买建成120吨/年PEEK半工业化装置,并计划建设800~1000吨/年工业规模装置。

PEEK耐高温热性能十分突出,可在250℃下长期使用,瞬间使用温度可达300℃;其刚性大,尺寸稳定性,线胀系数较小,接近于金属铝材料;PEEK化学稳定性好,对酸、碱及几乎所有的有机溶剂都有很强的抗腐蚀能力,同时具有阻燃、抗辐射等性能;PEEK耐滑动磨损和微动磨损耗的性能优异,尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因数;此外,PEEK易于挤出和注射击成型。凭借这些优异的综合性能,PEEK在航空航天、机械、石油、化工、核电、轨道交通等领域有广泛的应用。

目前,世界PEEK树脂的消费量约为1800吨/年,其中欧洲约占48%,美国约占41%,亚太地区约占6%,其他地区约占5%。产品主要应用于包括航空、工业、电子和医学各部门在内的一些领域,其中运输业的消费量约占总消费量的34%,工业方面约占31%,电子方面约占23%,医学领域业占6%,其他方面约占6%。

新品研发推广快

随着PEEK树脂应用领域的拓展,近些年其新品种研究和开发十分活跃。2001年Victrex公司的PEEK树脂共有184项,2002年就有249项新用途实现了商业化。

Victrex公司推出了一种耐热PEEK新品种PEEK-HT,具有更加优异的高温性能,主要应用在汽车和航空发动机箱、头灯反射器、热交换制件、阀门衬套以及深海油田制件等;2003年Victrex公司推出了一种硅树脂改性(Silicon-Modified)的PEEK树脂,刚性和抗冲性能接近聚碳酸酯;日本Yamakyu Chain公司开发的PEEK聚合物,可替代金属用于生产系统板带链条,主要用于各种高性能的终端产品。

荷兰LNP工程塑料有限公司推出了2种玻纤增强的PEEK新品种,热性能、耐化学腐蚀性能、阻燃性方面均有所担高;Quadrant工程塑料公司推出一种PEEK树脂新品级,高温下的耐化学品和耐应力龟裂的综合性能优良,经过250次循环消毒后也不会降解,延长了医疗器件的服务寿命;近期,Victrex公司推出了采用30%玻纤增强PEEK树脂,用于赛车分配器齿轮,比青铜合金齿轮减轻81%的质量。

我国于20世纪80年代进行PEEK技术研发,并在90年代初投入小批量商品化生产,“九五”期间长春吉大高新材料公司完成工业中试生产。经过近20年的工作,吉林大学特种工程塑料研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成路线,树脂主要性能达到国外同类产品水平,而原料和设备全部立足于国内,降低了生产成本。2002年底长春吉大高新材料公司投资1亿元建成一期300吨/年聚醚醚酮装置,二期500吨/年聚醚醚酮项目已于2003年底建成投产,从而打破了Victrex公司独家垄断的局面。

国产树脂专用化

随着新世纪航空航天、汽车、电子、电气、运输、医疗器械等在的快速发展,PEEK树脂在我国有良好的发展前景,据统计,我国仅石化行业所用的往复式压缩机配套用的PEEK阀片,每年进口达5吨左右,售价为1万~1.2万元/千克。国产PEEK投产后,国产PEEK阀片售价仅6000元/千克,仅为进口产品价格的一半左右,有着极强的价格竞争力。目前国内已经有近40家企业开始采用国产PEEK树脂试制相关的制品,PEEK树脂的批量生产带动了国内PEEK树脂制品行业的发展。

与国外公司相比,我国PEEK树脂在应用开发上还存在一些问题。一是在不同用途的专用料开发与国外存在较大差距。仅日本市场,VICTREPLC公司提供的标准牌号PEEK树脂就有10多种,另外还有自润滑、机电等到一些特殊牌号的树脂可供选择,而国产PEEK树脂却只有简单的几种牌号。二是国外PEEK树脂除了上述不同牌号的粉料、粒料外,还有专门厂家生产各种牌号、规格的管材、棒材、片材等到不同型材供应市场,而国内由于设备所限还不能生产这些型材,使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。因此,开发多品种专用料是今后我国PEEK发展的主攻方向。(end)

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