התקדמות היישום של הנדסה מיוחדת פלסטיקה פוליאתרת אתר קטון (PEEK)

Polyether Ether Ketone (Peek) פותח לראשונה על ידי Imperial Chemical (ICI) בשנת 1977 ונמכר רשמית כ- Victrex® Peek בשנת 1982. בשנת 1993 רכשה Victrex מפעל לייצור ICI והפכה לחברה עצמאית. לווייגאס יש את המגוון הרחב ביותר של מוצרי פולי (אתר קטון) בשוק, עם קיבולת נוכחית של 4,250T לשנה. בנוסף, המפעל השלישי של Victrex® Poly (Ether Ketone) עם קיבולת שנתית של 2900T יושק בתחילת 2015, עם קיבולת של מעל 7000 T/A.

Ⅰ. מבוא לביצועים 

הצצה כתוצר החשוב ביותר של פולי (קטון אריל אתר, המבנה המולקולרי המיוחד שלו מעניק לפולימר עמידות לטמפרטורה גבוהה, ביצועים מכניים טובים, שימון עצמי, עיבוד קל, עמידות בפני קורוזיה כימית, מעכב להבה, עמידות בפני הפשטה, עמידות לקרינה, יציבות בידוד, התנגדות להידרוליזה ועיבוד קל, כמו הביצועים המצוינים, מוכרת כיום כפלסטיקה ההנדסית התרמופלסטית הטובה ביותר. 

1 התנגדות לטמפרטורה גבוהה

לפולימרים ותערובות של Victrex Peek יש בדרך כלל טמפרטורת מעבר זכוכית של 143 מעלות צלזיוס, נקודת התכה של 343 מעלות צלזיוס, טמפרטורת denaturation תרמית של עד 335 מעלות צלזיוס (ISO75AF, סיבי פחמן מלאים) וטמפרטורת שירות רציפה של 260 מעלות C (UL746B, ללא מילוי). 

2. התנגדות ללבוש

חומרי פולימר Peek Peek Peek מספקים חיכוך מעולה ועמידות בלאי, במיוחד בכיתות ציון חיכוך שהשתנו בלאי, על פני מגוון רחב של לחצים, מהירויות, טמפרטורות וחספוס פני מגע. 

3. עמידות כימית

Peek Victrex דומה לניקל פלדה, ומספק עמידות בפני קורוזיה מעולה ברוב הסביבות הכימיות, אפילו בטמפרטורות גבוהות.

4. עשן אור אש ולא רעיל

חומר פולימר Peek Peek הוא יציב מאוד, מדגם 1.5 מ"מ, ul94-v0 ללא מעכב להבה. ההרכב והטהרה המובנית של חומר זה מאפשרים לו לייצר מעט מאוד עשן וגז במקרה של שריפה.

5. התנגדות להידרוליזה

פולימרים ותערובות של Victrex Peek עמידים בפני התקפה כימית על ידי מים או אדים בלחץ גבוה. חלקים העשויים מחומר זה יכולים לשמור על רמות גבוהות של תכונות מכניות כאשר משתמשים בהן ברציפות במים בטמפרטורות ולחצים גבוהים.

6. תכונות חשמליות מצוינות

Victrex Peek מספק ביצועים חשמליים מצוינים על פני מגוון רחב של תדרים וטמפרטורות.

בנוסף, לחומר הפולימר Peek Peek Peek יש גם טוהר גבוה, הגנה על הסביבה, עיבוד קל ומאפיינים אחרים.

Ⅱ. מחקר על מצב הייצור

מאז ההתפתחות המוצלחת של Peek, עם ביצועים מצוינים משלה, היא הוחלפה על ידי אנשים והפכה במהרה למוקד מחקרי חדש. סדרה של שינוי ושיפור כימיקלים ופיזיים של Peek הרחיבה עוד יותר את שדה היישום של Peek.

1. שינוי כימי

שינוי כימי הוא לשנות את המבנה המולקולרי ואת הסדירות של הפולימר על ידי הצגת קבוצות פונקציונליות מיוחדות או מולקולות קטנות, כגון: שינוי שיעור קבוצות קטון אתר בשרשרת הראשית או הצגת קבוצות אחרות, קישור צולב, קבוצות שרשרת צדדיות, חסימת קופולימרזציה וקופולימריזציה אקראית בשרשרת הראשית כדי לשנות את תכונותיה התרמיות.

Victrex®HT ™ ו- Victrex®ST ™ הם PEK ו- PEKEKK, בהתאמה. יחס E/K של Victrex®HT ™ ו- Victrex®ST ™ משמש לשיפור ההתנגדות לטמפרטורה גבוהה של הפולימר.

2. שינוי פיזי

בהשוואה לשינוי כימי, שינוי פיזי נמצא בשימוש נרחב יותר בפועל, כולל שיפור מילוי, שינוי מיזוג ושינוי פני השטח.

1) שיפור ריפוד

חיזוק המילוי הנפוץ ביותר הוא חיזוק סיבים, כולל סיבי זכוכית, חיזוק סיבי פחמן וחיזוק סיבי ארלין. תוצאות ניסוי מראות כי סיבי זכוכית, סיבי פחמן וסיבי ארמיד הם בעלי זיקה טובה עם הצצה, ולכן הם נבחרים לרוב כמילוי כדי לשפר את ההצצה, לייצר חומרים מורכבים בעלי ביצועים גבוהים ומשפרים את חוזק וטמפרטורת השירות של שרף הצצה. כיתות HMF היא מרכיב חדש מלא סיבי פחמן מ- Victrex המציע עמידות לעייפות מעולה, יכולת מעשה ותכונות מכניות מצוינות בהשוואה לסדרה הנוכחית של סיבי סיבי פחמן בעוצמה גבוהה.

על מנת להפחית את החיכוך והבלאי, לרוב מתווספים PTFE, גרפיט וחלקיקים קטנים אחרים כדי לשפר את החיזוק. ציוני ללבוש משתנים במיוחד ומחוזקים על ידי Victrex לשימוש בסביבות ללבוש גבוה כמו מיסבים.

2) שינוי מיזוג

PEEK משתלב עם חומרי פולימר אורגניים עם טמפרטורת מעבר זכוכית גבוהה, אשר לא יכול רק לשפר את התכונות התרמיות של מרוכבים ולהפחית את עלות הייצור, אלא גם להשפיע רבות על התכונות המכניות.

Victrex®max-Series ™ הוא תערובת של חומר פולימר Peek Peek Peek ושרף Polastemide Thermoplastic Polyimide (TPI) אותנטי המבוסס על פלסטיקה חדשנית SABIC. חומרים פולימרים מקסימליים ™ Series ™ בעלי ביצועים גבוהים עם עמידות בחום מעולה נועדו לעמוד בביקוש ההולך וגובר לחומרים פולימריים הצצה עמידים לטמפרטורה גבוהה יותר.

סדרת Victrex® T היא תערובת פטנט המבוססת על חומר פולימר Peek Peek Peek ו- Celazole® Polybenzimidazole (PBI). זה יכול להתמזג ויכול לעמוד בחוזק המצוין הנדרש, עמידות בלאי, קשיות, זחילה ותכונות תרמיות בתנאי הטמפרטורה הגבוהים התובעניים ביותר.

3) שינוי פני השטח

המחקר של Victrex, שנערך בשיתוף עם ווקר, מפיק מוביל של סיליקון נוזלי, הדגים כי פולימר Peek Peek משלב את חוזקותיו של סיליקון נוקשה וגמיש כאחד עם תכונות הדבק של פלסטיק מהונדס אחר. רכיב הצצה כהוסה, מצופה גומי סיליקון נוזלי, או טכנולוגיית הזרקת רכיב כפול, יכול להשיג הידבקות מצוינת. טמפרטורת עובש הזרקת Victrex Peek היא 180 מעלות צלזיוס החום הסמוי שלה מאפשר ריפוי מהיר של גומי סיליקון, ובכך מפחית את מחזור ההזרקה הכולל. זה היתרון של טכנולוגיית הדפוס ההזרקה של שני רכיבים.

3. האחר

1) ציפוי ™ Vicote

Victrex הציגה ציפוי מבוסס הצצה, Vicote ™, כדי להתייחס לפערי הביצועים ברבים מטכנולוגיות הציפוי של ימינו. ציפויי Vicote ™ מציעים טמפרטורה גבוהה, עמידות בלאי, חוזק, עמידות ועמידות בפני שריטות וכן מגוון רחב של יתרונות בעלי ביצועים גבוהים ליישומים שנחשפים לתנאים קיצוניים כמו טמפרטורה גבוהה, קורוזיה כימית ובלאי, בין אם בתעשייה, רכב, עיבוד מזון, מוליכים למחצה, אלקטרוניקה או חלקי תרופות. ציפויי ™ Vicote מספקים חיי שירות מורחבים, ביצועים משופרים ופונקציונליות, עלות המערכת הכוללת והופחתת חופש עיצוב משופר להשגת בידול מוצרים.

2) סרטי Aptiv ™

סרטי Aptiv ™ מציעים שילוב ייחודי של מאפיינים ותכונות הטמונה בפולימרים של Victrex Peek, מה שהופך אותם לאחד ממוצרי הסרטים הגבוהים ביותר עם ביצועים גבוהים. סרטי Aptiv החדשים הם תכליתיים ומתאימים למגוון יישומים, כולל סרטי רטט לרמקולים טלפונים ניידים ורמקולים צרכניים, בידוד תיל וכבלים ומעילים מפותלים, ממירי לחץ וסרעפות חיישנים, משטחים עמידים ללבוש למוצרים תעשייתיים ואלקטרוניים, מצעים חשמליים ובידוד תעופה הרגישו.

Ⅲ, שדה יישום

Peek נעשה שימוש נרחב בתחומי התעופה והחלל, הרכב, האלקטרוניקה, האנרגיה, התעשייה, המוליכים למחצה ורפואה מאז השקתו.

1. חלל

Aerospace הוא תחום היישומים המוקדם ביותר של Peek. הייחודיות של התעופה והחלל דורשת עיבוד גמיש, עלות עיבוד נמוכה וחומרים קלים שיכולים לעמוד בסביבה קשה. PEEK יכול להחליף אלומיניום ומתכות אחרות בחלקי מטוסים מכיוון שהוא חזק במיוחד, אינרטי וכימי מעכב להבה, וניתן לעצב אותו בקלות לחלקים עם סובלנות קטנה מאוד.

בתוך המטוס היו מקרים מוצלחים של מהדק רתמת תיל וצינור מהדק, להב אימפלר, ידית דלת חדר המנוע, סרט הבידוד, אטב מורכב, חגורת חוט, רתמת תיל, שרוול גלי וכו '. כיסוי, כיסוי חורר, סוגר פייר וכן הלאה.

שרף הצצה יכול לשמש גם לייצור סוללות עבור רקטות, ברגים, אגוזים וחלקים למנועי טילים.

2. מזרן חכם

נכון לעכשיו, תעשיית הרכב דורשת יותר ויותר את הביצועים הכפולים של משקל הרכב, זמירת עלויות ומקסום ביצועי המוצר, במיוחד המרדף של אנשים אחר נוחות ויציבות של הרכב, משקל המיזוג המתאים, חלונות חשמליים, כריות אוויר וציוד מערכת הבלימה ABS הוא גם גָדֵל. היתרונות של שרף הצצה, כמו ביצועים תרמודינמיים טובים, עמידות בפני חיכוך, צפיפות נמוכה ועיבוד קל, משמשים לייצור חלקים אוטומטיים. אמנם עלות העיבוד מופחתת מאוד, אך לא רק שניתן להפחית את המשקל עד 90%, אלא גם ניתן להבטיח את חיי השירות למשך זמן רב. לפיכך, Peek, כתחליף לפלדת אל חלד וטיטניום, משמש לייצור חומר הכיסוי הפנימי של המנוע. ייצור מיסבי רכב, אטמים, כלבי ים, טבעות מצמד ורכיבים אחרים, בנוסף ליישומי מערכת ההולכה, הבלם והמיזוג האווירי הם גם רבים.

3. אלקטרוניקה

Peek של Victrex הוא בעל המאפיינים של עמידות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בלאי, עמידות בפני קורוזיה, תנודתיות נמוכה, מיצוי נמוך, ספיגת לחות נמוכה, הגנה על הסביבה ומעכבי בעירה, יציבות גודל, עיבוד גמיש וכו '. היא נמצאת בשימוש נרחב במחשבים, טלפונים ניידים, לוחות מעגלים, מדפסות, דיודות פולטות אור, סוללות, מתגים, מחברים, כונני דיסק קשיחים ומכשירים אלקטרוניים אחרים.

4. ענף האנרגיה

בחירת החומרים הנכונים נתפסת לעתים קרובות כאחד הגורמים העיקריים להתפתחות מוצלחת בתעשיית האנרגיה, ובשנים האחרונות Victrex Peek הפך פופולרי יותר ויותר בתעשיית האנרגיה כדי לשפר את הביצועים התפעוליים ולהפחית את הסיכון לשבתה הקשורה לכישלון רכיב.

Peek Victrex משמש יותר ויותר על ידי תעשיית האנרגיה בגלל עמידות החום הגבוהה שלה, עמידות לקרינה, עמידות הידרוליזה, שימון עצמי, עמידות בפני קורוזיה כימית וביצועים חשמליים מעולים, כמו צינורות רתמת חיווט משולבים תת-ימיים, חוטים וכבלים, מחברים חשמליים, חיישני חור למטה. , מיסבים, תותבים, הילוכים, טבעות תמיכה ומוצרים אחרים. בשמן וגז, מיושמים כוח מים, גיאותרמי, כוח רוח, אנרגיה גרעינית, אנרגיה סולארית.

ציפויי Aptiv ™ Aptiv ו- Vicote ™ נמצאים בשימוש נרחב גם בתעשייה.

5. אחר

בתעשייה המכנית, שרף הצצה משמש לרוב לייצור שסתומי מדחס, טבעות בוכנה, כלבי ים וגופי משאבה כימיים שונים וחלקי שסתום. השימוש בשרף זה במקום נירוסטה כדי להפוך אימפלר של משאבת מערבולת יכול כמובן להפחית את תואר השחיקה ואת רמת הרעש ולהאריך את חיי השירות שלה. בנוסף, מחברים מודרניים הם שוק פוטנציאלי נוסף מכיוון ש- PEEK עומד במפרט של חומרי הרכבת הצינור וניתן לקשר אותם בטמפרטורות גבוהות באמצעות מגוון דבקים.

תעשיית המוליכים למחצה מתפתחת לעבר וופלים גדולים יותר, שבבים קטנים יותר, קווים צרים יותר וגדלי רוחב קו וכו '. חומר הפולימר Peek Peek Peek יש יתרונות ברורים בייצור רקיקים, עיבוד חזית, עיבוד ובדיקה ועיבוד אחורי.

בתעשייה הרפואית, שרף Peek יכול לעמוד עד 3000 מחזורי חיטוי אוטומטיים בטמפרטורה של 134 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותו מתאים לייצור ציוד כירורגי ושיניים עם דרישות עיקור גבוהות הדורשות שימוש חוזר ונשנה. שרף הצצה יכול להראות חוזק מכני גבוה, עמידות בפני לחץ טוב ויציבות הידרוליזה במים חמים, אדים, ממסים וריגנטים כימיים וכו '. ניתן להשתמש בו לייצור מגוון מכשירים רפואיים הדורשים חיטוי קיטור בטמפרטורה גבוהה. להצצה לא רק היתרונות של המשקל קל, עמידות לא רעילה וקורוזיה, אלא גם החומר הקרוב ביותר לשלד האנושי, שניתן לשלב אורגני עם הגוף. לפיכך, שימוש בשרף PEK לייצור שלד אנושי במקום מתכת הוא יישום חשוב נוסף של הצצה בתחום הרפואי.

Ⅳ, לקוחות פוטנציאליים

יחד עם פיתוח מדע וטכנולוגיה, אנשים יהיו גבוהים יותר ויותר לדרישה של חומר, במיוחד במחסור באנרגיה הנוכחית, מחברי הרזיה היא שכל מפעל חייב לקחת בחשבון את השאלה, עם פלסטיק במקום פלדה היא המגמה הבלתי נמנעת של פיתוח חומרים לפלסטיקה הנדסית מיוחדת מציץ הביקוש "האוניברסלי" יהיה יותר ויותר, יהיה גם יותר ויותר שדה יישומים רחב יותר.