聚芳醚酮 (PAEK) 概述

聚芳醚酮是聚醚酮系列高性能熱塑性塑料的成員。 PAEK被認為是PEEK(聚醚醚酮)的雜化物,其分子結構中具有芳基(A)鍵,使聚合物具有高模量,熱穩定性和阻燃性能。

PAEK的性能介於PEEK和其他超高性能熱塑性塑膠之間,如PEI(聚醚醯亞胺)和PAI(聚醯胺醯亞胺)。 例如,PAEK的玻璃化轉變溫度(Tg)為316°F(158°C),略高於PEEK,但在537°F(280°C)時明顯低於PAI的Tg。

由於PAEK在300oF(150oC)以上保持剛度並具有良好的全方位機械性能,因此在某些應用中,PAEK可以替代PEEK,具體取決於應力載荷和化學環境。 它也是PEEK的經濟選擇,適用於需要大量特定零件或毛坯形狀的應用。

PAEK 樹脂牌號

索爾維以 AvaSpire® PAEK 商品名生產和供應多個牌號系列的 PAEK。 未增強牌號的熔體流動特性略有不同,以滿足不同熔煉工藝和應用的要求。 在熱性能方面,未增強的牌號具有類似的316oF(158oC)的Tg,並表現出相當水平的機械性能和尺寸穩定性。 也可提供耐磨配方。 玻璃和碳纖維增強PAEK配方也已開發用於需要比未填充版本的熱塑性材料更高的強度和剛度的應用。

未填充和纖維增強牌號均可通過擠出和 注塑成型進行熔融加工,AvaSpire PAEK樹脂系列中還提供具有適合擠出薄膜和薄管的熔融特性的未增強牌號。

PAEK樹脂的一個顯著特徵是它們的可著色性。 對於材料選擇標準包括美學和強度保持性以達到高性能塑膠的熱性能極限的外觀部件來說,這是一個優勢。 該類別中的典型PAEK應用包括醫療和牙科儀器手柄,以及電氣設備的外殼和元件。

用於加工的PAEK型材

德雷克塑料從各種PAEK配方中生產型材,併為其提供AvaSpire牌號的稱號,以生產這些產品。 特定牌號包括 AvaSpire 621 NT PAEK,這是一種未經增強的天然材料,符合FDA標準並具有良好的抗衝擊性。 AvaSpire 621 GF30 PAEK 基於其30%的玻璃纖維增強材料提供更高的機械強度。 它也符合FDA標準。 AvaSpire 621 CF30是德雷克用於加工的高強度PAEK型材產品群組的補充,這是一種30%的碳纖維增強牌號。 除了機械性能和符合FDA標準外, AvaSpire 621 CF30 PAEK 還比未填充和玻璃增強的AvaSpire配方具有更高的耐磨性。

德雷克從庫存中提供幾種尺寸的AvaSpire PAEK型材,並根據要求擠出其他配置。 能力還包括來自我們的AvaSpire PAEK型材的CNC加工精密部件,以及Drake客戶指定的AvaSpire PAEK等級的注塑零件。

白細胞電化學性能特點

PAEK具有良好的全方位性能,在評估應用材料時經常與其他聚醚酮聚合物進行比較。

例如,索爾維的AvaSpire PAEK在幾個性能方面與PEEK相似,PEEK是由索爾維和威格斯PLC共同提供的超高性能熱塑性塑膠。 也存在顯著差異。 PAEK的強度保持上限略高,而PEEK則具有更高的耐磨性和抗疲勞性。 此外,雖然PAEK具有非常好的耐環境性,但PEEK可以承受更廣泛的化學品。 以下性能摘要重點介紹了一些關鍵的相似之處和不同之處:

強度超過150ºC

與PEEK相比,其具有芳基鍵的雜化聚酮聚合物結構使PAEK在300oF(150oC)溫度範圍內具有更高的剛度。 這在每種材料的Tg(玻璃化轉變溫度)或軟化點中很明顯,PAEK的測量值為316oF(158 o C),而PEEK在302°F(150°C)時的測量值為316 o F(158oC)。 它在此溫度範圍內的強度保持率是PAEK比PEEK具有性能優勢的關鍵屬性。

機械性能

雖然PEEK在結構強度和剛度等因素上表現出更高的性能,但PAEK被認為具有良好的整體機械性能平衡。 例如,未增強PAEK的彎曲模量測量值高達450,000 psi(3100 MPa),儘管略低於PEEK的537,000 psi(3700 MPa)。 彎曲強度在PEEK的青睞中顯示出相似的百分比差異。 PEEK和PAEK在無缺口衝擊測試中沒有斷裂,但在同類測試中,PAEK的缺口衝擊強度比PEEK高出約10%。

符合 FDA 標準

無論配方中的添加劑如何,AvaSpire品牌下供應的所有等級的PAEK都符合FDA標準。 這一特性及其可著色性使其成為牙科和醫療設備外殼和器械的良好候選者。 PEEK還滿足FDA對相同類型應用的合規要求。

耐化學性

與其他聚醚酮相比,PEEK獨特的聚合物結構是其優異的耐化學性的基礎,也是其廣泛用作石油和天然氣以及化學加工設備中元件材料的關鍵原因。 然而,所有聚醚酮對許多不同的化學環境都表現出良好的耐受性,PAEK也不例外。

由於成品零件的工作溫度、壓力和內應力水準等變數會影響任何材料的性能,因此所有應用都應在實際的最終使用條件和環境下進行測試。

電氣特性

PAEK的電氣特性使其成為連接器、連接器塊和絕緣子等應用的候選者。 索爾維的AvaSpire AV-621 NT PAEK是德雷克塑膠公司以毛坯形狀提供的未增強等級,其介電強度為422 V / mil(16.6 kV / mm),厚度為0.125“(3.2mm)。 其體積電阻率為6.2 x 1017 Ω • cm,其在寬頻率範圍內的介電常數為3.1。

阻燃性

與所有聚醚酮聚合物一樣,PAEK具有阻燃性能,在UL測試厚度下獲得了94 V-O等級。 其可燃性等級和電氣性能使其成為電氣設備元件,連接器和絕緣體的競爭者。

典型的白化石油氣應用

其性能、耐化學性和可著色性的整體平衡相結合,使PAEK成為以下應用的候選者:

  • 牙科和手術器械手柄和電氣設備外殼,利用PAEK的可著色性及其對蒸汽和其他類型的滅菌的抵抗力。
  • 電氣連接器、連接器塊、電氣設備元件和外殼。
  • 石油天然氣化工加工設備閥座、壓縮機閥板、襯套、軸承等高溫流體處理部件。
  • 用於食品和藥品加工、灌裝和包裝設備的元件,這些設備需要符合 FDA 標準,並且耐高壓和高溫清潔和消毒。