PEEK 是一種主力產品，也許是最接近完美材料的材料，可用於廣泛的行業和各種應用。 它以其在惡劣環境中令人印象深刻的耐用性而聞名。 玻璃和碳增強等級是室溫下所有熱塑性塑膠中最堅固的等級之一，而未填充等級對一些最具化學腐蝕性的環境（包括高壓蒸汽）具有很強的抵抗力。
它最初由 Victrex PLC 推出，然後在 1980 年代初由 ICI（帝國化學工業公司）推出，它已經使用了近 40 年。 包括 Solvay 在內的其他公司在 Victrex PLC 的專利權到期后於 2000 年代初進入 PEEK 樹脂生產，因此今天最終使用者和規範制定者不乏可供選擇的 PEEK 樹脂等級。 威格斯品牌的知名度仍然偏向於品牌，但以索爾維的 Ketaspire PEEK 為首的其他品牌每年都在增加銷量和市場份額。 如今，索爾維是美國唯一一家 PEEK 樹脂生產商。
為什麼選擇 PEEK？
PEEK 是聚醚醚酮的縮寫，除了具有強大化學背景的人之外，它對許多人都沒有意義。 簡而言之，它指的是聚合物的化學結構，儘管大多數聚合物科學家認為 PEEK 是更廣泛的酮聚合物家族的一部分，稱為聚芳烴酮 （PAEK）。 該 PAEK 家族涵蓋許多不同的組成，具有不同的醚基與酮基的比例，其中最常見的是 PEEK 無論具體的化學成分如何，正是聚酮的化學結構使 PEEK 在如此多的環境中如此強大。 PEEK 的哪些特點使其非常適合如此多的工程應用？
威格斯 PEEK
30% 碳纖維增強等級
Victrex PEEK 450 CA30 的配方中含有 30% 的碳纖維增強材料，在 PEEK 牌號中實現了最高的機械強度和剛度。 PEEK 450 CA30 不受反覆高壓滅菌循環的影響，並且耐受多種化學品。 它還符合 FDA 標準，適用於直接食品接觸應用，並滿足 航空航太 工業嚴格的易燃性和低煙要求，包括 UL 94 V-0。
20% PTFE – 增強型
其 20% 均勻分散的 PTFE 粉末含量使 Victrex PEEK 450 FE20 具有卓越的軸承和磨損性能。 與未填充的 PEEK 相比，它的摩擦係數降低了 50%，磨損率降低了 25%，這是其用於間歇性服務襯套和轉子的關鍵因素。 450 FE 20 牌號符合 FDA 標準，其成分可在比未填充和增強牌號更低的壓力下進行密封。
10-10-10 軸承等級
Victrex PEEK 450FC30 由 10% 石墨、10% 碳纖維和 10% PTFE 粉末配製而成，在聚酮聚合物中具有最低的磨損和最高的 PV。 從可重複使用的醫療設備到直升機零件，這種先進的熱塑性塑膠被指定用於襯套和軸承，不受反覆高壓滅菌的影響。 它符合 FDA 對直接食品接觸成分的要求，也符合航空航太工業對易燃性和煙霧產生的要求。
基於PEK的高溫等級
Victrex HT 是一種化學聚醚酮 （PEK） 聚合物，與傳統 PEEK 相比，具有更高的玻璃化轉變溫度 （Tg） 和更強的抗蠕變性。 它還表現出更高的拉伸強度和彎曲模量，並在 30°C （54°F） 的高溫下保持其強度。 雖然它缺乏真正的 PEEK 那樣更廣泛的耐化學性和疲勞性能，但 Victrex PEK HT 可以成為許多高溫井下應用的選擇。
KetaSpire PEEK 系列
儘管它們都符合相同的 Mil-P46183 標準，但索爾維的 KT-820 系列 PEEK 樹脂具有比 Victrex 450 系列更高的分子量 （MW）。 較高的 MW 通常等同於更高的韌性和相應的模組降低。 在熔融加工中，KT-820 樹脂更高的 MW 也使 Drake 能夠生產更厚的橫截面。 作為 KT-820 系列的選件，威格斯提供更高分子量的 650 級樹脂，而索爾維提供更高分子量的樹脂。 Drake 按訂單提供這兩種更高的 MW 選項。
未填充的 PEEK 等級
這種未填充的牌號具有 PEEK 固有的耐化學性、耐磨性和耐溫性平衡。 雖然纖維增強和軸承等級經過改性以用於更高強度和耐磨的部件，但未填充的 PEEK 也根據應用要求在這些領域發揮作用。 KetaSpire KT820NT 通過了 NORSOK M-710 認證，可用於井下酸性氣體和蒸汽服務，並滿足航空航太易燃性和煙霧產生要求。
30% 玻璃纖維增強等級
KT 820GF30 PEEK 採用 30% 的玻璃纖維增強材料，與非增強 PEEK 等級相比，強度和剛度顯著提高。 玻璃纖維含量還可以提高工作溫度遠高於 PEEK 的 Tg （150C/ 302F） 的應用中的結構性能，只要設計和密封得當。 KT820GF30 PEEK 已通過 NORSOK M-710 認證，適用於酸性氣體和蒸汽服務，滿足飛機的易燃性和發煙要求。
30% 碳纖維增強級
KetaSpire KT 820CF30 的 30% 碳纖維增強材料使 PEEK 牌號具有最高的強度和剛度水準。 這種先進的熱塑性塑膠可承受可重複使用的醫療器械中的反覆高壓滅菌，其耐化學性已應用於半導體濕法加工。 KT820CF30 通過了 NORSOK M-710 認證，可用於井下酸性氣體和蒸汽服務，並滿足航空航太易燃性和低煙霧產生要求。
高溫 PEEK 材質
高溫 KetaSpire PEEK XT 將 PEEK 的固有性能屬性與高 36°F （20°C） 的玻璃化轉變溫度 （Tg） 相結合。 其 Tg 也比 Victrex HT PEK 高出 18°F （10°C）。 由於高溫 KetaSpire XT 具有與真正 PEEK 聚合物相同的醚酮比，因此具有與 PEEK 相比優於 PEK、PAEK 和其他聚酮的優異耐化學性和抗疲勞性。
PEEK 工業級
Drake 為不需要 Mil-P 46183 和其他規範認證的應用提供工業級 PEEK 型材。 Drake 工業級 PEEK 產品的價格低於我們的優質等級，其定位是與其他注塑成型、擠壓成型或壓縮成型的商業 PEEK 型材競爭。 所有 Drake 工業級 PEEK 形狀均提供 Drake 認證，以確認樹脂成分和比重範圍，但不提供樹脂製造商認證。 認證示例
對於需要 Mil-P 46183、ASTM D6262 和其他認證的應用，德雷克的型材由 KetaSpire 和威格斯 PEEK 樹脂製成，有多種常用牌號和尺寸可供選擇。 這些產品的認證樣本： 威格斯產品證書; Solvay KetaSpire 產品證書
Drake 的未增強工業級 PEEK 具有與市售未填充 PEEK 相當的物理性能和耐化學性。 它易於加工，並且能夠抵抗長期暴露在蒸汽和熱水中。
Drake 的工業級軸承和耐磨增強 PEEK 比未填充的 PEEK 具有更高的 PV 和更低的磨損率。 它的強度、溫度和耐化學性與未填充的 PEEK 相當。 它也很容易加工成精密零件。 該工業級石墨、碳纖維和 PTFE 各含有 10% 的石墨、碳纖維和 PTFE，類似於 Ketron HPV 形狀以及 Victrex 450FC30 和 KetaSpire KT-820 SL30 軸承和磨損級樹脂。
Drake 的 GF30 工業級玻璃纖維增強材料含有 30% 的玻璃纖維增強材料，比未填充的軸承級 PEEK 具有更高的機械強度。 Drake 工業級 GF30 PEEK 形狀結合了 PEEK 和玻璃的高強度和固有的耐化學性，通常用於需要高溫耐化學性和強度的機加工絕緣子以及石油和天然氣應用。
30% 的碳纖維含量使該配方在 Drake 的工業級 PEEK 型材中具有最高水平的機械強度。 它具有 PEEK 的耐磨性和耐高溫性，可承受長期暴露在蒸汽、熱水和各種化學品中。 當面對硬質配合表面運行時，它作為軸承材料也表現良好。 精密加工零件可以由此等級的型材製成。
詳細了解為什麼選擇 Peek
- 優異的熱性能 – 未填充的 PEEK 具有高強度和出色的耐高溫性，並且在達到約 650 華氏度之前不會熔化。 它在高達近 500 華氏度的溫度下長期有效，短期內高得多，這遠遠超出了大多數聚合物的能力。 PEEK 的玻璃化轉變溫度或軟化溫度接近 300 華氏度。 這種固有特性可以通過增強和化學改性來補償。
- 強大的耐化學性 – 未填充的 PEEK 具有接近 PTFE 的廣泛耐化學性，但強度要高得多，這就是為什麼它是化學加工和石油和天然氣公司的首選。 它可以承受的一些化學品包括大多數酸（唯一的例外是氫氟酸和氫溴酸）、丙酮、所有醇、氨、苯、氯、環氧乙烷、甲醛、汽油和大多數燃料、甘油、過氧化氫、硫化氫、甲烷、丁酮、二氯甲烷、臭氧、戊烷、碳酸鈉、氫氧化鈉和甲苯。 而這隻是 PEEK 耐葯物質的一小部分。 這種廣泛的抵抗力是 PEEK 如此普遍的主要原因，因為它幾乎可以適應任何應用。
- 卓越的耐磨性 – 很少有聚合物可以在全面的耐磨性方面與 PEEK 相媲美。 當然，「磨損」是一個通用術語，需要進一步解釋。
磨粒磨損是指由配合麵的不規則性引起的切削作用。 疲勞磨損是指由於反覆的壓力和應力而導致的材料變形。 摩擦力是抵抗運動的力，雖然它不是“磨損”，但它仍然是有問題的。 PEEK 的特性提供了抗磨損和抗疲勞磨損，並且是一種天然的低摩擦材料。 PEEK 與 PTFE、石墨和碳纖維合金化，即使在磨蝕性環境中也能在高壓-速度條件下提供低磨損率。 如果未填充的 PEEK 具有優異的抗疲勞性和良好的耐磨性，前提是最大應力和速度較低。 與未填充的 PEEK 相比，20% （20%） 的 PTFE 填充 PEEK （FE20） 具有更低的摩擦係數和更高的磨損率。 - 出色的可加工性 – PEEK 的易加工性使其在大批量商業應用中被廣泛接受。 PEEK 元件在配備熱流道系統的大批量模具中進行注塑成型，由擠出和注塑成型的坯料形狀加工而成，甚至可以由薄條材或薄膜衝壓和加工而成。 加工高性能熱塑性塑膠可能是一項挑戰，因為所需形狀的可用性通常有限，這意味著由於不必要的加工切屑和製造時間，製造成本會增加。 PEEK 的高分子量和熔體穩定性使其能夠擠出成大橫截面，例如大於 200 毫米的棒材、最大 4 英寸的板材和壁厚為 2 英寸的管材。 有 50 多種不同尺寸的 PEEK 棒材和板材庫存充足，可立即發貨。 此外， PEEK 是為數不多的高性能熱塑性塑膠之一，可以承受生產具有複雜幾何形狀的部件所需的廣泛加工，這也是它被用於如此多不同應用的原因之一。
- 生物相容性 – 醫療行業一直在尋找可用於人體的材料。 許多聚合物被人體的免疫系統排斥，導致嚴重的、甚至危及生命的併發症。 即使材料被接受，它也可能因磨料磨損和強烈摩擦而磨損，導致材料碎片碎裂並干擾生物功能。 PEEK 的高強度和模量接近人體骨骼，已用於許多手術，包括脊柱植入物和顱骨重建。 PEEK 具有惰性和生物相容性，被認為是直接接觸生物流體的表面和部件的主要候選者，無論是在化學分析還是外科手術中。
機械加工或注塑成型…您選擇如何製作
由於 PEEK 可以注塑成型或加工成元件，因此對這兩種工藝有一些瞭解值得一提。 首先要明確的是，這兩種方法在所有情況下都明顯優於 工藝選擇是項目工程師需要仔細研究的事情，也應該與元件供應商討論。
在注塑成型過程中， PEEK 被注塑到一個定製型腔中，該型腔是複雜工具的一部分，通常成本超過 10,000 美元。 如果模具投資是合理的，這是製造零件的最有效和最快的途徑。 另一方面，機械加工使用反映大多數金屬零件生產路線的毛坯形狀和機械車間。 一根 PEEK 棒通常可以在幾天內加工成襯套或軸承，通常需要數百美元，這意味著速度和靈活性是無與倫比的。 擠壓形狀的特性提供了最高的剛度和最大的韌性，並且通常具有最可靠的性能。
加工 PEEK 是大多數高精度應用的首選。 這包括當生產運行涉及較小產量時（尤其是生產少於 5,000 個零件的運行）、需要生產更大的元件以及韌性和抗衝擊強度是主要優先事項時。 簡而言之，當部件需要提供出色的機械和磨損性能時，機械加工效果最佳。
同樣，這兩個過程之間沒有明顯的贏家，但在某些情況下，一個過程提供了主要優勢。 在生產複雜零件（一次運行通常超過 10,000 個）時， PEEK 注塑成型是更好的選擇，因為注塑成型消除了加工時間和浪費，從而實現了最低的單位成本。 當加工存在難以克服的幾何挑戰時，注塑成型也是合適的選擇。
PEEK 在哪裡使用？
未填充的 PEEK 在全球 PEEK 消費量中佔主導地位。 其耐用性、可用性和可加工性使 PEEK 成為許多行業在高強度和惰性（尤其是在高溫下）的首選材料。 一直在為聚合物設計新的用途。 這種聚合物的一些主要用途包括：
- 半導體和電子 – PEEK 在高溫下保持強度的能力、純度以及承受刺激性化學品的能力使其成為半導體和電子製造的自然選擇。 PEEK 可以加工成晶圓處理工具和硬體，這在化學清洗過程中特別有用。 未填充的 PEEK 在晶片生產過程中也至關重要，尤其是在化學機械平坦化和蝕刻過程中。 PEEK 薄膜的最大體積應用之一是手機
- 石油和天然氣 – 在石油和天然氣行業，未填充的 PEEK 和玻璃填充的 PEEK 通常被加工成密封件和電氣連接器，在那裡它們用作絕緣體和隔離器以及較軟密封材料的增強材料。 PEEK 是石油和天然氣應用的理想選擇，因為它對蒸汽和腐蝕性井下環境中遇到的各種化學品具有很強的抵抗力。 PEEK 閥座和下游密封有助於管理石化氣體和液體的流動，而不會有化學降解的風險
- 航空航太 – PEEK 用於商用和軍用飛機，在這兩種環境中，都只使用可靠、耐用的材料。 在航空航天工業中， PEEK 的低發煙性和出色的耐熱性被證明很有價值，因為未填充的 PEEK 具有極強的耐熱性和耐火性，可以自熄。 這些特性使其非常適合航空航天電子設備和熱隔離器，前者往往承受高應力，後者必須同時處理高溫和極冷條件。 碳纖維增強 PEEK 牌號（如 450CA30 和 KT820CF30）可提供最大的強度和剛度，而沒有玻璃增強 PEEK 牌號的高密度。
- 醫療 – 未填充的 PEEK 的生物相容性已經得到解決，正是這一特性使未填充的 PEEK 充當植入物，包括脊柱和牙科植入物。 即使是碳纖維增強的 PEEK 也能長時間保持惰性和穩定性，以至於植入物的壽命比患者長。 PEEK 的惰性和穩定性意味著它可以承受反覆高壓滅菌，使其能夠在可重複使用的醫療器械中發揮作用。 PEEK 的射線可透性也很有價值。 換句話說， PEEK 對無線電成像（包括 CT 和 MRI 掃描以及 X 射線成像）仍然不可見。 這種射線可透性對於研究組織生長過程尤為重要，因為植入物不會從視野中篩選出周圍的組織。
- 食品和包裝 – 未填充的 PEEK 有食品級品種，因此可以整合到與食品接觸的器具和表面。 標準應用包括灌裝噴嘴、混合槳、軸承、襯套和閥門元件，尤其是柑橘類水果加工和熱灌裝機中涉及的部件。 隨著工藝溫度的升高，閥體已從乙縮醛遷移到未填充的 PEEK 。 此外，未填充的 PEEK 不受所有原位清洗 （CIP） 溶液的影響。
以上只是 PEEK 應用的冰山一角。 隨著公司追求越來越大的“使用中”成本效益，他們通常會求助於 PEEK 來實現這一目標。 PEEK 是當今市場上最常用的高性能聚合物。
有哪些類型的 PEEK 可用？
未填充的 PEEK 具有無與倫比的化學惰性、FDA 合規性和高達 300°F 的強度。 其卓越的可加工性和清潔度使其成為所有酮基聚合物中的理想選擇，適用於公差嚴格的複雜機加工零件或注塑成型零件，如齒輪、套圈以及生命科學和醫療零件。在 KT820NT Comprehensive Overview 上查看更多內容
碳纖維增強 PEEK 在 PEEK 等級中提供最高的強度和剛度。 儘管每單位體積含有更多的增強材料，但它比玻璃纖維增強等級輕 7%。 它是高負荷加工或模製零件的絕佳選擇。 有關 450CA30 或 KT820CF30 綜合概述的更多資訊。
玻璃纖維增強 PEEK 具有比未填充 PEEK 牌號更高的強度和剛度，但具有出色的電氣和隔熱特性。 它是高負載加工或模製零件（包括支撐密封件和電氣連接器主體）的絕佳選擇。查看 KT820GF30 Comprehensive Overview 的更多資訊
軸承牌號 PEEK 在 PEEK 牌號中提供最低的磨損率，適用於要求苛刻的磨損應用。 最常見的等級包含石墨、PTFE 和碳纖維的組合，最常見的比例是 10-10-10 混合物。 這種組合促進了低摩擦和更高的導電性，從而實現了更高的 PV 和更低的磨損率。 查看 450FC30 或 KT820SL30 或 450FE20 填充 PEEK 綜合概述
高溫 PEEK 或 PEK 是一種略有不同的化學成分，基於聚醚酮 PEK 而不是 PEEK PEK 和 PEKEKK 提供比傳統 PEEK 化學品更高的軟化溫度。 這一改進使 HT 等 PEK 基材料能夠在 50°F 的高溫下保持強度和剛度，從而擴大了 PEEK 在井下電連接器中的潛力。 查看 PEEK HT 全面概述
