PEEK(聚醚醚酮)的改性及應用

PEEK(聚醚醚酮)具有耐高溫、耐輻射、耐腐蝕、尺寸穩定性好、電性能優良等特點，同時還具有優異的加工性能，易於注塑成型、擠出成型和切削加工，是綜合性能很優的特種工程塑料之一，與聚酰亞胺等特種工程塑料共同處於塑料材料金字塔的頂端。由於在特殊應用場景下，聚醚醚酮擁有其他聚合物不可替代的優良性能，近年來需求增長迅速。
一、PEEK(聚醚醚酮)的改性方法
對PEEK進行纖維增強、無機填料填充以及有機材料共混等改性，可以進一步增強PEEK的力學性能、耐熱性能以及耐摩擦性能，得到性能更加優異的PEEK塑料合金或PEEK複合材料，同時，由於 PEEK 材料本身價格相對一般工程塑料較高，與其他材料進行共混，不但能夠賦予材料更多的優良性質，還可以提高材料的性價比，降低材料成本，擴大使用範圍。

目前，PEEK 材料的主要改性方式有纖維增強 PEEK、無機填料填充 PEEK、有機材料共混改性、與其他聚合物共混等。
1、纖維增強
玻纖、碳纖和各種晶須與聚醚醚酮有很好的親和性，因此，常被選為填料增強聚醚醚酮製成高性能的複合材料，提高聚醚醚酮樹脂的強度、使用溫度等。利用玻纖、碳納米管、碳纖增強的 PEEK 複合材料，力學、熱學等性能有顯著提高。
2、無機填料填充改性
可用於填充的無機填料通常是微米、納米級無機顆粒，例如 氧化鋁、CuO、ZrO2 等。納米粒子不但具有尺寸效應、高化學反應活性的性能，而且還能與聚合物界麵進行相互作用，因此，在 PEEK 和其他聚合物的改性中被廣泛采用。
將聚醚醚酮與具有較高玻璃化轉變溫度的有機高分子材料共混不僅可以提高複合材料的熱性能和降低生產成本，而且對其力學性能也有很大影響。PEEK可於聚合物PTFE、LCP、PEI、PI等共混。
4、表麵改性
由於 PEEK 複合材料之間相容性及親水性較差，通過物理和化學方法對PEEK或添加物的表麵進行處理可以使其表麵的結構發生變化，極性和親水性得到改善，從而可進一步提高與其它物質間的作用力和複合材料的物理性能。
5、混雜改性
由於使用單一材料增強改性 PEEK 時往往隻能有限提高其性能，例如化學改性主要改善其熱學性能，纖維增強主要提高其力學性能，無機填充改變其摩擦性能，而同時采用多種不同種類材料對 PEEK 進行改性可以提高其綜合性能，因此混雜改性受到越來越多的關注。
二、PEEK(聚醚醚酮)的應用領域
PEEK材料在國外已有數十年的發展曆程，在我國航空航天、電子信息、醫療器械、核能發電等尖端領域亦已有較多應用，但長期以來相對較高的價格限製了其向一般民用市場的滲透，目前主要還是應用於航空航天、高端工業及醫療領域等。
1、航天航空
PEEK可替代鋁和其他金屬材料製造飛機零部件，比金屬減重可高達70%，提高燃油效率。目前波音、空客等公司已大量采用PEEK材料。
2、醫療
PEEK具有無毒、質輕、耐腐蝕等優點，生物相容性優異，是一種極具潛力的生物假體材料。用於椎間融合器、醫用導管、骨骼等。
3、能源
PEEK專門用於高溫高壓和化學腐蝕性環境，能夠拓展油氣勘探範圍，可用於製造大型石化出產線上的氫氣緊縮機和石油氣緊縮機的環狀、網狀閥片等。此外，PEEK還可用於核電部件。
4、汽車
PEEK具有很好的機械性能以及對車用工作液具有卓越的耐化學腐蝕性，良好的耐磨損性能等，廣泛應用於汽車齒輪、真空泵、離合器、閥錐等，提高燃油效率、增加耐用性。
5、食品飲料工業
PEEK可用於食品加工、儲存、烹飪設備零部件以及水、飲料的傳送、貯存設備，如管道、閥門、容器等。
6、電子電氣
PEEK(聚醚醚酮)具有優良的電氣性能，是理想的電絕緣體，在高溫、高壓和高濕度等惡劣環境下仍能保持良好的電氣絕緣性，用於製造晶片承載起、絕緣膜片、印刷電路板、高溫接插件以及各種電氣連接件等。PEEK薄膜可應用於微型揚聲器振膜、5G射頻天線基板等。
目前，國外企業擁有更大的生產規模及全球化的營銷網絡，產品類型較為豐富、應用水平更為成熟，相比於國外企業，國內已實現PEEK大規模生產，品質也達到國際水平，但在產品多樣性以及應用拓展方麵還有待提高。