聚醚醯亞胺（PEI）概覽
聚醚醯亞胺 （PEI） 是聚醯亞胺高性能材料家族的一員，該系列還包括聚醯胺醯亞胺 （PAI）。 PEI是一種無定形熱塑性塑膠，其聚合物結構包括醚（E）鍵與聚醯亞胺（PI）分子結構。 這種改性允許PEI通過 注塑成型 和擠出進行熔融加工，這是傳統聚醯亞胺材料（如Vespel® PI）的限制。
在其基本形式中，聚醚醯亞胺是透明的琥珀色。 其性能特點是強度重量比高，強度保持率高達 390°F （200°C），長期抗熱氧化，良好的電氣性能以及固有的耐化學性和阻燃性。 愛德華王子島還因其在長時間暴露於蒸汽和熱水后仍能保持性能而受到認可，這對於需要強力清潔或滅菌的食品加工設備和 醫療應用 來說是個好處。
自推出以來，PEI牌號的激增包括幾種具有不同玻璃纖維增強水準的牌號，這些玻璃纖維增強水準可提高高性能熱塑性塑膠的結構強度。
通用電氣公司的塑膠部門於1982年以 Ultem™PEI 商標開發並商業化了聚醚醯亞胺。 塑料業務擁有廣泛的聚合物清單，包括GE獨有的材料Ultem PEI，後來被SABIC塑膠收購。
PEI 樹脂牌號、供應商
SABIC仍然是Ultem PEI樹脂的唯一生產商，並通過美國和西班牙的工廠向全球市場供應。
從最初的透明材料形式開始，Ultem PEI 產品線迅速擴展，以滿足多個行業中不斷增長的應用需求。 添加了各種標準和定製顏色，以服務於飛機、醫療和食品相關應用。 不同形式的 Ultem PEI 包括可模塑和可擠出的顆粒和包衣粉末，以適應該材料最常見的生產方法和應用。 幾種顆粒成型和擠出等級還含有添加劑，以提高加工性能。
在性能改性牌號中，玻璃纖維增強配方在惡劣環境中的結構應用中應用尤為廣泛，在這些環境中，PEI 固有的耐高溫、加壓蒸汽和許多腐蝕性化學品的抵抗力也是有利的。
愛德華王子島股票形狀; Drake 的 Ultem 2300 PEI 無縫管®
幾種未填充和改性等級的 Ultem PEI 在庫存形狀行業中很容易獲得，作為可加工棒材和板材。 Drake 還應要求提供這些產品。
使用最廣泛的超高性能纖維增強PEI牌號之一是30%玻璃纖維增強Ultem 2300 PEI。 它也是 Drake Plastics 的主要 PEI 材料，產品以無縫管®以及機加工和注塑零件的形式提供。 其他 Ultem PEI 形狀和等級可根據要求提供，通常有適度的最低要求。
Ultem 2300無縫管是Drake開發的獨特可加工配置，可實現由棒材和板材加工的零件的更高水平的性能。 其無縫配置消除了與厚壁擠塑熱塑性塑膠管中常見的熔接線相關的問題。 它還為那些配置適合從管材而非棒材加工的部件提供了令人信服的經濟性。
Ultem 2300 PEI 性能特點
添加 30% 研磨玻璃纖維增強材料，使 Ultem 2300 PEI 在極端溫度下的剛度和尺寸穩定性比未填充的等級大幅提高，同時保持聚合物的固有性能優勢。
Ultem 2300 PEI 在負載下的熱性能使其在相對較小的超高性能材料家族中佔有適當的地位。 它的玻璃化轉變溫度 （Tg） 為 419°F （215°C）。 30% 的玻璃纖維增強材料將其熱變形溫度提高到 410°F （210°C），比未增強的等級高出約 10%。 在劇烈溫度變化下的尺寸穩定性方面，其線性熱膨脹係數 （CLTE） 為 1.1 E-5/°F （1.98 E–5/°C），可與航空級鋁相媲美。
結構強度和穩定性
未增強的 Ultem PEI 等級在負載下的高溫下具有固有的剛度和穩定性。 添加 30% 的玻璃纖維增強材料使 Ultem 2300 在結構性能方面取得了重大進步。 其彎曲模量為 1,300,000 psi （8,960 MPa），是未增強的 Ultem PEI 的兩倍半以上，因此 2300 牌號的規格經常用於化學處理應用，這些應用經歷接近其玻璃化轉變溫度的高物理負荷。
水解穩定性
與所有 Ultem PEI 牌號一樣，Ultem 2300 PEI 在長時間受到蒸汽和暴露在水中時可抵抗物理性能退化。 其低吸濕性（飽和時為0.90%重量）和由此產生的尺寸穩定性使其成為泵元件和電氣連接器的理想選擇，這些元件和電氣連接器需要耐溫、耐化學性和高強度，並在潮濕條件下保持精確的尺寸。
高介電強度
Ultem PEI 聚合物的固有電氣性能也延續到了玻璃纖維增強的 Ultem 2300 中。 Ultem 2300 在油中的介電強度為 770 V/mil，在空氣中的介電強度為 630 V/mil，因此經常成為電氣絕緣和隔離元件中高性能熱塑性塑膠的規格。 典型應用包括電氣連接器、設備外殼和主體、線圈線軸和接線端子。 Ultem PEI 的基礎樹脂具有市場上所有市售熱塑性塑料中最高的介電強度（無論是半結晶還是非晶聚合物）。
耐環境應力開裂性
Ultem PEI 具有聚醯亞胺基聚合物結構，因此在耐化學性方面優於許多其他無定形熱塑性塑膠。 這種高性能熱塑性塑膠可承受大多數汽車和飛機液體、脂肪族碳氫化合物、醇類、酸和弱水溶液的暴露。 由於化學濃度、溫度和物理負荷的變化，Ultem PEI 和任何其他材料的所有應用都必須在實際條件下進行測試，以確定材料的使用適用性。
可燃性和煙霧產生
Ultem 2300 PEI 與大多數等級的PEI一樣，無需使用阻燃添加劑即可表現出固有的阻燃性。 它的極限氧指數 （LOI） 為 50%，在特定的 UL 測試厚度下具有 UL94 V-0 和 94 V5A 等級。 30% 玻璃纖維增強PEI牌號還會產生低煙，使其成為飛機中某些結構和電氣部件的候選材料。
性能和成本優勢：Drake 的 Ultem 2300 PEI 無縫管®
Drake Plastics 開發了無縫管®工藝技術，以克服與厚壁擠壓管熔接線完整性相關的性能問題。 這種獨特的庫存形狀配置在成品加工零件和組件的性能和成本方面也產生了其他幾個優勢。
更高的強度
與由桿加工的管狀配置相比，Drake 的 Ultem 2300 PEI 無縫管具有更高的環向強度。 獨立的爆破測試表明，無縫管的抗破裂性提高了一倍，這對於承受高內部或外部壓力和負載的零件來說是一個重要因素。
由於無縫管在整個橫截面上具有均勻的流動，因此它消除了薄弱的“熔接”線並承受更大的內部或外部徑向應力載荷。
提高尺寸穩定性
Drake 的 Ultem 2300 PEI 無縫管具有外徑和內徑的線性熱膨脹係數 （CLTE），與樹脂供應商的樹脂資料表流入值非常相似。 這種一致性源於 Drake Plastics 在生產無縫管方面的專業知識，其整個圓周上具有均勻的纖維取向。
在加工中實現更好的公差控制
Drake 的加工客戶報告說，與棒材和板材相比，在圓度和同心度方面，尤其是在無縫管和同心度方面。
當圓柱形零件由棒材加工而成時，當材料被取芯以形成圓形配置時，它們的外徑會收縮。 這是因為在熱塑性棒材的熔融擠出過程中，棒材核心處的材料品質通常以緩慢的速度冷卻，產生與冷卻速度更快的外部不同的內應力水準。 核心還“束縛”了桿的外部區域。 當加工掉時，型芯與桿周邊的內應力差會導致加工零件變形並呈現橢圓形。
Drake 的 Ultem 2300 PEI 無縫管消除了芯材，並在加工時在整個橫截面上表現出一致的行為。
減少材料損失和加工時間
使用Ultem 2300 PEI無縫管，消除了鉆孔，可以快速準確地加工ID尺寸和公差。 通過取芯棒，這大大減少了與加工圓形配置相關的材料損失。 它還可以減少鑽孔時間和工具磨損，這兩者對於像Ultem 2300 PEI這樣的磨蝕性纖維增強材料來說都非常重要。
OD/ID 組合，快速周轉
Ultem 2300 PEI 無縫管服務於石油和天然氣以及其他行業的許多維護和維修操作，在這些行業中，快速週轉對於維持運營至關重要。 Drake 生產大量 Ultem 2300 PEI 無縫管 OD/ID 組合，可實現快速週轉。 尺寸範圍還可以提高材料和加工效率，這些優勢與 Drake 的精益製造理念完全一致。
典型的 Ultem 2300 PEI 無縫管®應用
- 石油和天然氣以及化學加工設備中的結構部件、環、密封件。
- 熱絕緣體;電絕緣體和隔離器。
- 飛機結構部件、電氣連接器、部件和照明外殼。
- 電氣連接器塊、主體和線圈線軸。
愛德華王子島醫療等級
PEI 聚合物的醫療級已根據 ISO 10993 進行生物相容性預評估。它們為醫療器材製造商提供了注塑成型或精密加工應用的可加工性、性能和生物相容性的不同選擇。所有等級均提供自然色和保健色。
奧爾特姆 HU 1000
Ultem HU 1000 是 PEI 的醫用級，專為與體液和組織接觸長達 24 小時的設備和設備組件而開發。典型應用是重複使用的手術器械和經過多次滅菌循環的器械手柄。
Ultem HU-1000 可作為可加工的坯料形狀提供，也可以顆粒形式提供，用於注塑成型或熔融擠出。
奧爾特姆 HU-1010
Ultem HU-1010是Ultem HU 1000的較低熔體粘度版本。其較高的熔體流動更適合注塑成型複雜的精密零件或壁截面非常薄的零件。HU 1000 和 HU 1010 等級具有相當的性能，並符合與身體組織和體液接觸 24 小時或更短時間的設備的生物相容性標準。
Ultem HU 1004 愛德華王子島
Ultem HU 1004 PEI 符合 ISO 10993 生物相容性協議，適用於與內部身體組織和體液接觸長達 29 天的應用。它由 PEI 和另一種聚合物的專有混合物製成，比 Ultem HU 1000 PEI 等級具有更高的抗衝擊性。它還保留了 PEI 聚合物的高度機械性能。候選應用包括透析組件和術後引流裝置，它們在體內保留長達 4 週。
Ultem HU 1040 毛坯形狀可用於精密加工。樹脂的顆粒形式也可用於通過擠出或注塑成型進行熔融加工。
奧爾特姆 HU 2300
Ultem HU 2300 是一種 30% 玻璃增強醫用級 PEI，符合 ISO 10993 和 USP VI 級標準。其玻璃纖維含量為涉及與內部身體組織和體液短期（長達 24 小時）接觸的設備提供了極高的結構強度。應該注意的是，加工由這些類型的增強塑料製成的坯料形狀可能會暴露內部玻璃纖維。因此，Ultem HU 2300中的醫療器械零件通常采用注塑成型制造，正確的工藝條件可以賦予富含樹脂的表面。
耐殺菌性
PEI 醫用級與醫療機構常用的滅菌方法相容，經過多次循環後性能下降和顏色漂移最小。Ultem HU 1004 等級因其在 STERRAD NX、300NX 和 AMSCO V-PRO 系統中經過極大 100 次循環後保持延展性和最小的顏色漂移而特別引人注目。