Meðal plastefna er polyetheretone (PEEK) mjög sérstakt verkfræði plast. Það er hátt - hitastig viðnám, tæringarþol, slitþol og vatnsrofþol gera það mjög eftirsótt í geim-, bifreiðum, læknisfræðilegum, orku og krafti, svo og vélum. Hér að neðan útskýrum við í smáatriðum hvað Peek Plasty er.
Skilgreining á pólýtheretetone efni
Polyetherthetketone, eða gægjast, er hitauppstreymi fjölliða sem er aðeins að hluta til kristallað. Það er með arómatískum hringjum, eter tengingum og ketónhópum. Þetta er farsælasti meðlimur í Polyaryletherketone (Paek) fjölskyldunni. Eter tengslin (- o -) og ketónhópar (- c (o) -) sem tengja sameinda keðjur hennar mynda mjög skipulagða kristallaða uppbyggingu sem gefur henni mikla vélrænan og hitauppstreymi. VicTrex keypti tengt fyrirtæki af ICI árið 1981 og gerði það að vinsælustu háu - frammistöðuverkfræði í heiminum. ICI komst fyrst til í Bretlandi árið 1978.
Ávinningur af sameindauppbyggingu
Ether hlekkurinn gerir sameindina sveigjanlegri en bensenhringurinn gerir hann stífari. Ketónhópurinn gerir intermolecular sveitirnar sterkari. Þessir þrír hlutir vinna saman að því að halda uppbyggingu PEEK stöðugri á bræðslumark 343 gráðu og löngum - hugtaki allt að 260 gráðu. Þessi óvenjulega uppbygging gerir það kleift að halda meira en 90% af upphaflegum styrk, jafnvel á mjög heitum stöðum eins og nacelles flugvéla.
Reglur um að nefna efni
Fullt nafnið „Polyetherthetone“ lýsir sameindakeðju uppbyggingu: fjöl (fjölliða) + eter (eter tengi) × 2 + ketón (ketónhópur).
Þetta nafngiftaráætlun gerir það ljóst hver efnafræðileg förðun er og það er algeng leið til að nefna hluti í efnafræði.
Kjarnaafköst breytur polyetheretetone efni
Líkamlegir og vélrænir eiginleikar
| Eign | Gildi svið | Tæknilega þýðingu |
|---|---|---|
| Þéttleiki | 1.3-1.35 g/cm³ | Aðeins helmingur þéttleika áls, sem dregur verulega úr þyngd búnaðarins |
| Togstyrkur | 90-100 MPa (óútfyllt plastefni) | Sambærilegt við ál ál (6061-T6 hefur togstyrk 290 MPa) |
| Sveigjanlegt stuðull | 3.6 GPA (óútfyllt plastefni) | Getur náð 20 GPA með styrkingu koltrefja, sem gengur betur en flestir verkfræðingarplastefni |
| Lenging í hléi | 30%-150% | Sameinar stífni og hörku, fær um að standast flókið álag |
Hitauppstreymi
Glerbreytingarhitastig (TG): 143 gráðu, hærri en algeng verkfræðiplastefni (td POM, sem er -60 gráðu).
Hitastig sveigjuhitastigs (HDT): 157 gráðu (undir álagi 1,8 MPa). Bætt kristallað eftir sprautu mótun getur ýtt HDT yfir 200 gráðu.
Hitastig viðnám: þolir stutt - hitastig 300 gráðu og getur starfað stöðugt við 250 gráðu í 10.000 klukkustundir án verulegs niðurbrots.
Efna- og umhverfisþol
Tæringarviðnám: Alveg óvirk til 98% af lífrænum leysum (td asetóni, tólúen) og súru og basískum lausnum (pH 1-14), nema þétt brennisteinssýru. Engin bólga eftir sökkt í 30% KOH lausn í þrjú ár.
Vatnsrof ónæmi: Stuðuðu 3.000 ófrjósemissveiflur við 134 gráðu með autoclave gufu, með þyngdartap <0,1%, langt umfram staðalinn fyrir læknisfræði - stig ryðfríu stáli.
Logarhömlun eiginleikar: Það getur náð UL 94 V-0 einkunn án þess að bæta við logavarnarefnum og reykur sem losnar þegar brennsla er aðeins 1/5 af hefðbundnum plasti.
Framleiðslu- og vinnslutækni pólýtheretetone efni
Fjölliðunarviðbragðsbúnaður
Notað er kjarnsjúkleg staðbundin aðferð til að nota polycondensation og nota 4,4 '- difluorobenzophenone og natríum bisphenol A sem hráefni. Hátt - Hitastig fjölliðun er framkvæmd í dífenýlsúlfón leysum undir hvata á vatnsfríu kalíumkarbónati. Athugaðu að þessi viðbrögð krefjast stranglega stjórnaðs vatnsfrítt umhverfi (rakainnihald <50 ppm). Örbylgjuofn - aðstoðar fjölliðun getur stytt viðbragðstíminn frá sólarhring í hefðbundinni bakflæðisaðferð í 3 klukkustundir.
Lykilmótunarferli
Innspýtingarmótun:
Mót hitastig: 160-190 gráðu (til að stuðla að kristöllun)
Bræðslu hitastig: 370-420 gráðu (til að forðast hitauppstreymi)
Stunguþrýstingur: 70-140 MPa (til að tryggja fyllingu flókinna mannvirkja)
Athugasemd: Rýrnun óútfylltra einkunna er 1,2 - 2,4%, en hægt er að draga úr kolefnisstyrknum einkunnum í 0,1-1,1%.
3D prentunartækni:
Þegar FDM er notað ætti að stjórna stút hitastiginu á bilinu 360-400 gráðu og hitaða rúminu haldið við 120 gráðu til að lágmarka vinda.
Notkun polyetheretetone efni
Aerospace
Airbus A350 farmgeymsla frárennsliskerfisins notar VICTREX PEEK samsett efni í stað ál ál og dregur úr þyngd um 50%. Það þolir einnig miklar hitastigssveiflur frá - 50 gráðu í 120 gráðu og hefur staðist 100.000 þreytuprófun á hringrás. Lítill reykur og lítil eiturhrif (SDR minna en eða jafnt og 15) uppfylla FAR 25.853 brunavarnarstaðla, sem gerir það að ákjósanlegu efni fyrir næstu kynslóð farþegaflugvéla.
Læknisfræðilegt
Bæklunarlækningar:
Teygjanlegt stuðull koltrefja - styrkt Peek Interbody Fusion Cages (8-12 GPa) passar náið saman við barkstera manna (10-30 GPa), sem dregur í raun úr streituhlíf. Bandaríska FDA hefur samþykkt það til notkunar í yfir 20 tegundum ígræðslna, þar með talið þeim sem eru í legháls- og lendarhryggnum.
Rafskerðingartæki:
Solvay's Ketaspire® Peek duft er úðað á yfirborð málmsanúla og nær aðeins 0,0645mm húðþykkt. Það þolir spennu yfir 10 kV og 1.000 lotur af ófrjósemisaðgerðum etýlenoxíðs. Það er þegar notað í kjarnaþáttum Da Vinci skurðaðgerðar vélmenni.
Matvælavinnsla íhlutir
Polytheretethetone (PEEK) er efni sem er ónæmur fyrir hreinsun og sótthreinsun (losar engin skaðleg efni), sýnir lítinn flæði og slitþol og er í samræmi við tengiliðastaðla matvæla. Dæmigerð forrit fela í sér lokakjarna í framleiðslulínum mjólkurafurða, færibandstengla í bakaríbúnaði og síu stuðningsramma í safapressum.
Bushings, legur, innsigli og stuðningshringir
Polyetheretetone (PEEK) kemur í stað málms og hefðbundinna plasts í hreyfanlegum hlutum þökk sé samanlagðri kostum sínum með litla núning, mikla álagsgetu og tæringarþol.
Bushings and Bearings: koltrefjar - styrkt Peek státar af núningstuðul allt að 0,15 (þurr núningsskilyrði), 40% lægri en brons legur. Við álag 10 MPa og umhverfi 150 gráðu er slithlutfall þess aðeins 0,001 mm³/(n · m), sem gerir það hentugt fyrir efnafræðilegan dælu og flutninga bifreiða.
SEALS og stuðningshringir: Í súru umhverfi hráolíuútdráttar (sem inniheldur H₂S og CO₂), Peek V - hringir bjóða upp á þéttingarlíf 10 sinnum það sem nítrílgúmmíið er. Framleiðandi vökvabúnaðar notaði PEEK stuðningshringa til að vinna bug á skriðbrestsvandamálum hefðbundinna PTFE hringja við 30 MPa þrýsting og lengja þjónustulíf sitt frá 3.000 klukkustundum í 15.000 klukkustundir.
Samanburður á milli pólýthereterketóns og svipaðra efna
| Árangursvísir | Kíktu | PTFE | PEI | Pi |
|---|---|---|---|---|
| Langur - hugtak þjónusta | 260 gráðu | 250 gráðu | 210 gráðu | 300 gráðu |
| Togstyrkur | 90-100 MPa | 25-35 MPa | 100-110 MPa | 80-100 MPa |
| Núningstuðull | 0.35-0.45 | 0.03-0.05 | 0.25-0.35 | 0.2-0.3 |
| Dielectric styrkur | 50 kV/mm | 50-150 kV/mm | 30-40 kV/mm | 20-30 kV/mm |
| Vinnslukostnaður | Einstaklega hátt | Miðlungs | Miðlungs | Einstaklega hátt |
Mælt með vali:
Fyrir hátt - hitastig og hátt - þrýstipróf: Peek (hita og vatnsrofsþol) er ákjósanleg.
Fyrir Ultra - lágar núningskröfur: PTFE er ákjósanlegt, en styrkur er í hættu.
Fyrir hátt - tíðni einangrun: PEI býður upp á kostnað - virkan valkost, en hitastig viðnám hans er takmarkað.
Algengar spurningar
Sp .: Er hægt að endurvinna?
A: Eins og er er endurvinnsluhraðinn innan við 10%, fyrst og fremst vegna mikillar orkunotkunar með mikla - hitastigvinnslu og 30% niðurbrot í eiginleikum endurunnins efnis. VICTREX er að þróa lokað - endurvinnslutækni lykkju sem notar ofurritískan vökvafjölliðun til að auka endurvinnsluhlutfallið í 85%.
Sp .: Hvernig er kíkt tengd málmi?
A: Hægt er að nota efnafræðilega akkeri (svo sem 3M DP460 epoxý lím) eða eðlisfræðileg innskot (mótað málminnskot). Bifreiðaframleiðandi notar Peek stimplaeining með truflun sem passar í álflúrhylki, sem hefur starfað við 200 gráðu í 10.000 klukkustundir án þess að losa sig.
Sp .: Hverjar eru takmarkanir á kík í hálfleiðaraiðnaðinn?
A: Although it can achieve 99.999% purity, particle release (>0,1μm) verður að stjórna<100 particles/g. Currently, it is only used in non-critical processes such as wafer carriers. Toray Industries' newly developed ultra-clean grade PEEK, with a particle content of less than 10 particles/g, has entered testing on 14nm chip production lines.
Sp .: Er PEEK hentugur í langan - hugtak úti notkun?
A: Hreinn kíkt hefur meðalþol og getur þjáðst af yfirborð krítar (um það bil 10% niðurbrot á 5 árum) eftir langvarandi útsetningu fyrir sólarljósi. Samt sem áður getur viðbót kolvetnis eða UV-gleypna bætt veðurþol um 3 - 5 sinnum, sem gerir það hentugt fyrir hátt - hitastig í ljósgeislunarvirkjunum og útiháspennu.
Sp .: Er hægt að gægjast? Hverjar eru nokkrar algengar suðuaðferðir?
A: Já, það er hægt að soðið. Algengar aðferðir fela í sér: ① Hotplötu suðu (hentugur fyrir flata íhluti, þar sem suðustyrkur nær 80% af foreldrefninu); ② leysir suðu (með nákvæmni allt að 0,1 mm, hentugur fyrir sæfða saum í lækningatæki); og ③ ultrasonic suðu (mjög duglegur, notaður við rafrænar íhluta umbúðir). Stjórna verður suðuhitastiginu á milli 343-380 gráðu (fyrir ofan bræðslumark en undir niðurbrotshitastiginu).
Sp .: Hver er munurinn á matnum - bekkjarhimnu og venjulegu gægju?
A: Matur - gægjast stig verður að standast strangar fólksflutningapróf (svo sem ESB tilskipun 10/2011, sem kveður á um fullt flutningsmörk <10 mg/dm²). Þungmálm hvati er bönnuð við framleiðslu og hreinleiki er hærri (öskuinnihald <0,01%). Venjuleg kík kann að vera ekki hentugur fyrir tengiliðarumsóknir vegna matvæla vegna aukefna sem eftir eru.
Sp .: Mun árangur endurunnins Peek efnis brjóta niður?
A: Togstyrkur endurunninna gægðar mun minnka um 15 - 20%, og kristallað hans um 5 - 8%, fyrst og fremst vegna sameindakeðjubrots af völdum mikils vinnslu við háan hita. Sem stendur er endurunnið efni aðeins notað í mikilvægum burðarhluta (svo sem hlífðarhlífum og sviga). Hágæða forrit (svo sem læknis og flug) þurfa enn meyjarefni.